Modellbau Elektronik             Schalter für ferngesteuerte Modelle

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Schalter für ferngesteuerte Modelle

Eine zusätzliche Schaltfunktion kann zum Beispiel die Beleuchtung eines Modellboots oder das Ausfahren des Fahrgestells bei einem Modellflugzeug steuern. Die Standard-Lösung besteht hier aus einem Servo, der einen Schalter im Modell bedient. Der Fachhandel bietet für diesem Einsatzzweck Module an, die mit Relais oder anderen Schaltelementen arbeiten. Die zusätzliche Schaltfunktion lässt sich natürlich auch im Selbstbau realisieren. Wie das Bild zeigt, sind dazu nur wenige Standard-Bauelemente nötig.
Das Servo-Signal besteht aus Impulsen, die abhängig vom gewünschten Schaltzustand zwischen 1 ms und 2 ms breit sind. Dieses Signal wird der Schaltung über Pin 1 von K1 zugeführt. IC2a und IC2b puffern das Signal, bevor es von C2 und R4 differenziert wird.
Bei jeder ansteigenden Flanke des Servo-Signals erscheint ein negativ gerichteter Impuls am Trigger- Eingang (Pin 2) von IC1. Diode D1 verhindert, dass die Impulse am Trigger-Eingang von IC1 unzulässig hohe Spannungswerte erreichen.
IC1 ist ein Timer-IC des bekannten Typs 555, hier in CMOS-Ausführung. Mit der Standard-Ausführung des 555 (z. B. NE555) arbeitet die Schaltung ebenfalls, die Stromaufnahme ist jedoch höher. Eine unnötig höhere Stromaufnahme ist im Modellbau natürlich nicht erwünscht.
Das Timer-IC ist hier als Monoflop geschaltet. Die Kippdauer hängt von R2 und C1 ab, und auch die Spannung an Pin 5 hat darauf Einfluss. Wenn die an Pin 5 anliegende Spannung herabgesetzt wird, verkürzt sich die Monoflop-Kippdauer.
In dieser Schaltung beträgt die Breite des Ausgangsimpulses (Pin 3 des 555) etwas mehr als 1,5 ms, vorausgesetzt dass T1 sperrt. Wenn T1 leitet, liegt die Impulsdauer unter 1,5 ms. Der Impuls gelangt vom Timer-Ausgang über Inverter IC2c zum Takt-Eingang des DFlipflop IC3a. Das hat zur Folge, dass das D-Flipflop den Zustand des an seinem D-Eingang liegenden
Servo-Signals speichert. Der Ausgang des D-Flipflop (Pin 1) ist hoch, wenn der Impuls des Servo-Signals breiter als das Timer-Ausgangssignal ist; anderenfalls ist er niedrig.
In der Praxis können der Servo-Impuls und der Timer-Impuls nahezu gleich breit sein.
Kleinere Schwankungen des Servo-Signals können dann dazu führen, dass das Ausgangssignal des D-Flipflop instabil ist.
Um dem vorzubeugen, wurde der aus R3, T1 und R1 bestehende Gegenkopplungszweig hinzugefügt. Die Gegenkopplung setzt die Timer-Kippdauer um einen kleinen Betrag herab, wenn am Ausgang des D-Flipflop hohe Spannung liegt (Servo-Impuls breiter als
Timer-Impuls). Der Servo-Impuls muss nun deutlich schmaler werden, damit er schmaler als der Timer-Impuls ist. Erst wenn dieser Fall eintritt, wird T1 vom Ausgangssignal des D-Flipflop gesperrt.
Danach muss der Servo-Impuls deutlich breiter werden, um zum vorangegangenen Schaltzustand zurückzukehren. Dieses Verhalten wird auch “Hysterese” genannt.

Mit Jumper JP1 kann entweder das nicht invertierte oder das invertierte Ausgangssignal zum Ausgang durchgeschaltet werden.
Die Puffer IC2d...f steuern Ausgangstransistor T2, der Ausgang ist bis 100 mA belastbar. Diode D2 schützt T2 vor Spannungsspitzen,
die beim Anschluss induktiver Lasten auftreten können. Dazu gehören zum Beispiel elektrisch gesteuerte pneumatische Ventile.
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Stückliste
                                       D1 = BAT85 oder andere Schottky-Diode
R1 = 470 k                    D2 = 1N4148
R2 = 150 k          
R3 = 47 k                      IC1 = 555 in CMOS (z.B. TLC555 oder ICM7555)
R4 = 100 k                    IC2 = 4049
R5 = 4k7                       IC3 = 4013
                                      T1,T2 = BC547B
C1 = 10 n                 
C2 = 1 n      JP1 = 3-polige Stiftleiste mit Jumper K1 = Servokabel
C3,C4 = 100 n            K2 = 2-polige Stiftleiste oder 2 Lötstifte

 
 
 
 
 
 

nach Elektor, Platine und Schaltung von mir überarbeitet

 
 

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© Harro Walsh