Baubeschreibung: Martinshorn mit Blinklicht

Mein Enkel Leon spielt mit LEGO-Autos. Unfall! Polizei und Rettungswagen rücken an. "Tatüü-Tataa...Opa, jetzt müßte das Blinklicht echt leuchten...tatüü-tataa...". Denkpause - warum sollte das nicht möglich sein? Das Ergebnis ist allerdings nicht unbedingt zum vollständigen Nachbau geeignet, es sei denn, man hat allein für das Gehäuse aus 6 LEGO-Steinen ein ganzes Wochenende Zeit, das geeignete Werkzeug, Hartplastikkleber, Geschick und viel Geduld. Die Schaltung selbst ist jedoch unkritisch und problemlos nachzubauen. Die Betriebsspannung kann zwischen 3 und 10 Volt betragen, der Musteraufbau lief auch noch mit 2,4 Volt.
 

IC1.A und B bilden mit R6, R7 und C1 einen Rechteckgenerator, dessen Frequenz von der Betriebsspannung praktisch unabhängig ist. Deshalb fehlt auch ein sonst üblicher Elko über der Betriebsspannung. Die Periodendauer beträgt T=2,2*R7*C1. R6 meldet den aktuellen Pegel am Verbindungspunkt R7/C1 an den Eingang von IC1.A und hat auf die Frequenz nur einen geringen Einfluss. Sobald an Pin1 die halbe Betriebsspannung erreicht ist, löst IC1.A den Kippvorgang aus. Der Generator steuert abwechselnd die Leuchtdioden über je einen Schalttransistor an und moduliert gleichzeitig die Frequenz des Tongenerators. Falls die Stromverstärkung von T1 oder T2 unter 200 liegt, müssten R2 und R3 auf 47k verkleinert werden. R1 bestimmt den Strom durch die LEDs (ca. 5 mA). Bei Betriebsspannungen über 3 Volt sollte er entsprechend größer sein.

Der zweite Generator IC1.F und E wird in der Frequenz umgetastet, wobei das Verhältnis von R9 zur Widerstandskombination R=1/(1/R11+1/(R12+R13)) für das Intervall verantwortlich ist. Wenn R=0,6672*R9 ist (aktuell: 667 k), ist das Intervall genau 4/3 oder eine Quart. Natürlich kann statt der Kombination aus drei 1-MOhm-Widerständen auch ein einzelner Widerstand verwendet werden, aber schon 680 k verletzen das Ohr eines musikalischen HAMs empfindlich. Bei gesperrter Diodenbrücke stellt IC1.D mit R8 eine Gleichspannungsquelle von halber Betriebsspannung dar und R9 ist am Umladevorgang von C2 in beiden Richtungen nur wenig (verzögernd) beteiligt. Bei leitender Brücke wirkt IC1.D als Inverter mit geringer, aber unwirksamer Hysterese. Das Signal an Pin 8 ist jetzt identisch mit dem an Pin 12, so dass R9 quasi parallel zur Widerstandskombination R liegt und die Umladung von C2 beschleunigt.

IC1.C schliesslich entkoppelt den piezokeramischen Schallwandler oder Piezo-Ohrhörer vom Tongenerator. In Verbindung mit der Eigenkapazität der Piezoscheibe von ca. 15 nF senkt R14 die Oberwellen etwas ab. Bei zu hoher Lautstärke kann man R14 auf über 15 kOhm erhöhen.

Vor dem Bestücken der Platine werden zuerst die beiden langen isolierten Brücken gelegt. Falls man beabsichtigt, die Platine in LEGO-Steine einzubauen, muss sie durch abfeilen der Ränder auf 28,5 x 28,5 mm verkleinert werden, was 3 weitere Brücken erfordert. Die Lötaugen dazu sind bereits vorgesehen.

Im Musteraufbau wurde eine Lochrasterplatine verwendet. Zur Verbesserung des akustischen Wirkungsgrades habe ich die Piezoscheibe aus dem Ohrhörer ausgebaut und mit einem 2 mm hohen Distanzring (aus einem Messingrohr 20 x 1) in das Gehäuse eingeklebt, so dass es zu keinem akustischen Kurzschluss mit der Rückseite der Piezoscheibe kommt. Der Schall tritt aus zwei mit 3 mm aufgebohrten Noppen an der Oberseite aus.
 

Stückliste

Stück	Position	Wert
1	C1	470 nF, Keramik-Vielschicht-Kondensator, RM 5 mm
1	C2	1 nF, Keramik-Vielschicht-Kondensator, RM 2,5 oder 5 mm
2	D1, D2	LOW-Current-LED gelb 2 mA, z.B. TLLY 4400 oder L-934 LYD
4	D3...D6	Universaldiode, z. B. 1N4148
1	IC1	CD 4069 UB
1	Q1	Piezo-Ohrhörer oder piezokeramischer Schallwandler
1	R1	150 Ohm (bei U=3V)
4	R2...R5	100 kOhm
8	R6...R13	1 MOhm
1	R14	2,2 kOhm
1	S	Sub-Miniatur-Taster (7,2 mm Durchm.), RM 2,5 [Conrad 70 15 48]
2	T1, T2	NPN-Schalttransistor, ß>200, z.B. BC 547 C

Gehäuse mit Piezo-Sounder und Batteriefach (2xLR44) Rechts die bestückte Leiterplatte	Ein passendes "Fahrgestell" und der fertige Baustein von unten.

Die komplette Beschreibung steht mit besser auflösender Bestückungsseite, und Stromlauf sowie einem weiteren Bild als ZIP-Archiv zum Download zur Verfügung.

Hartwig Harm, DH2MIC
Anfragen an dh2mic@darc.de
Homepage des Autors http://dh2mic.darc.de/