Elektronischer Würfel mit Ausrolleffekt history menue Letztmalig dran rumgefummelt: 25.03.08 22:35:01
Es gibt ihn leider nicht mehr: den elektronischen Würfel mit Ausrolleffekt. Gebaut haben wir ihn so um 1984 herum - kombiniert mit einer Kreideschachtel, die wir im Werkunterricht hergestellt haben als Batteriekammer. Bis heute ist diese Schaltung an Eleganz sowie Einfachheit kombiniert mit wahnsinnig komplexen Funktionen sowie Anzeigen, kaum zu überbieten.

  1. Schaltungsbeschreibung
  2. Aufbauhinweise
  3. Aufbauhinweise

IC-Schaltungen

Logo des elektronischen Würfels mit Ausrolleffekt

inhaltlich auf korrektem Stand - evtl. partiell unvollständig ;-)

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Quellen:

Nach Andreas Geigenmüller in "Elektronisches Jahrbuch" S. 261 ff.  
1. Schaltungsbeschreibung history menue scroll up
In [1] wurde die Variante. eines elektronischen Würfels mit Ausrolleffekt und Anzeige durch 7 Leuchtdioden vorgestellt. Für den Nachbau ist es günstiger, die 3 Leuchtdiodengruppen über Treibertransistoren zu betreiben. 
Da der Würfel meist von Kindern benutzt wird, ist eine Sensoreinschalttaste besser geeignet als der in [1] verwendete Tastschalter. Für den problemlosen Nachbau wurde für die beschriebene Schaltung eine Leiterplatte entworfen.
Bild 1 zeigt den Stromlaufplan des elektronischen Würfels mit. Ausrolleffekt. Solange mit Fingerdruck die metallischen Sensorflächen SF überbrückt werden, ist über VT3/VT4 der Transistor VT1 durchgesteuert. Dabei wird der Elektrolytkondensator (500 bis 1000 pF) aufgeladen, und der aus den Gattern D1.l/D1.2 bestehende astabile Multivibrator schwingt mit seiner höchsten Frequenz. Nach Loslassen der Sensorflächen SF entlädt sich der Elektrolytkondensator, so dass sich die Frequenz der Multivibratorschwingungen verringert. Die Auswertelogik arbeitet mit dem Zählerschaltkreis D 193 D bzw. D 192 D und den Gattern D1.3/D1.4. Die Arbeitsweise kann in [l] nachgelesen werden. Als Folge der vereinfachten Schaltung wird die «3» nicht diagonal wie bei einem Würfel angezeigt, sondern waagerecht durch die Leuchtdioden VD2/VD1/VD3 (Bild 4).
Für die Darlington-Schaltung VT3/VT4 sind Miniplasttransistoren mit hoher Stromverstärkung zu verwenden. Um alle LED sicher und gleichmäßig zum Leuchten zu bringen, wurde den Ausgängen QA bis QC eine LED-
Treiberschaltung nachgesetzt, die je Ausgang einen npn-Transistor und einen Basisvorwiderstand erfordert. Den Ohmwert der Basisvorwiderstände ermittelt man einfach mit einem Einstellregler 22 kΩ indem auf die gewünschte Helligkeit eingestellt wird. Nach Ausmessen des Widerstandswerts ersetzt man den Einstellregler durch einen Festwiderstand mit etwa gleichem Ohmwert. Die Betriebsspannung an den Schaltkreisen wird direkt an den Anschlüssen 16 und 8 bzw. 14 und 7 mit Kondensatoren 33 nF bis 0,1 uF abgeblockt.
2. Aufbauhinweise history menue scroll up
Die gesamte Schaltung wurde bis auf die Anzeigeeinheit auf einer doppelseitig kaschierten Leiterplatte (Bild 2 und Bild 3) untergebracht. Eventuell kann man die wenigen Leiterzüge auf der Bestückungsseite auch durch Drahtbrücken ersetzen, dann genügt einseitig kaschiertes Basismaterial. 

Die Leiterzüge werden nach dem Ankörnen der Lötaugen (durch die Vorlage) mit typofix-Abreibestreifen aufgetragen. Dafür eignen sich nicht nur die Universal-Electronic-Abreibeblätter, sondern auch veraltete oder beschädigte Muster anderer Electronic-Abreibeblätter. Die Rückseite der Leiterplatte kann erst nach dem Bohren der Lötaugen mit Abreibestreifen versehen werden, damit eine exakte Übereinstimmung der beidseitigen Lötstellen garantiert ist.
Beim Bestücken der Leiterplatte muss man gewissenhaft vorgehen. Ein Fehler, besonders beim Einsetzen der Schaltkreise, ist durch das stellenweise beidseitige Verlöten kaum noch verlustlos zu bereinigen. Die LED werden in ein entsprechendes Anzeigefeld montiert (Bild 4) und frei verdrahtet. Es wäre mich hier der Einsatz einer Leiterplatte möglich. Die Betriebsspannung wird durch einen Simeto-Schiebeschalter ein- bzw. ausgeschaltet
Die Gestaltung des Gehäuses hängt wesentlich von den verfügbaren Materialien ab. Beim Muster (Bild 5 und Bild 6) kamen 2 Plastwandfliesen sowie Teile des Tragebügels eines längst «verblichenen» Stern-Radiokoffers zum Einsatz. Zur Sicherung einer langen Verwendbarkeit sollte man 3, besser 4 Babyzellen als Stromquelle verwenden (bei 4 Babyzellen eine Si-Diode in Durchlassrichtung in Reihe zur Spannungsquelle schalten!). Bei der Gestaltung des Gehäuses sollten nachfolgende, allgemeine Grundsätze beachtet werden:

  • das Gerät muss sehr standfest sein
  • die Anzeige soll in möglichst großem Winkel ablesbar sein
  • der Charakter eines Würfels sollte nicht völlig verloren gehen
  • die Sensorflächen sollten möglichst groß und aus korrosionsbeständigem metallischem Material sein
  • die Stromversorgung sollte kontaktsicher angebracht sein und leicht zugänglich untergebracht werden
  • für alle Transistoren und Schaltkreise können Basteltypen verwendet werden.

Bild 1

Bilder 2 und 3

Bilder 4, 5 und 6
  • VT1/VT2 - SC206 o. ä., B >=200
  • VT3/VT4 - SC 206e/f o. ä.
  • VT5...VT7 - SC206 o. ä., B >= 100
  • D1 - D 100 D o. ä.
  • D2 - D 193 D, D 192 D ö. ä. (P-Typen)
  • LED1...LED7 - VQ4 13/23/33 o. ä.

Die Farbpunkte auf den anderen Würfelflächen in Bild 6 sind mit entsprechender Reflexfarbe aufgetupft.
3. Erfahrungen history menue scroll up
Die angefertigten Muster funktionieren bei richtig bestückter Leiterplatte alle auf Anhieb und heute noch zuverlässig. Die Ausnahme bildeten wenige Regentage, als das Gerät wegen der hohen Luftfeuchtigkeit auf dem Campingplatz schlichtweg «durchlief». Deshalb sollte man der isolierten Montage der beiden Sensorflächen SF große Beachtung schenken.

Die Muster arbeiteten mit einem Batteriesatz über mehrere Monate bei unterschiedlicher Einschaltdauer.
Experimentierfreudige seien auf die Möglichkeit der Fernbedienung über Kabel und auf parallel geschaltete Taster am großen Spieltisch hingewiesen: Auch eine Großanzeige über Relais oder Thyristoren, vielleicht im Pionierhaus, Schulklub oder auch im Freien, ist denkbar.

Literatur

(1] M. Hartmann, Elektronischer Würfel mit Ausrolleffekt. FUNKAMATEUR, Heft 11/1982, Seite 564/565.

zur Hauptseite		 © Samuel-von-Pufendorf-Gymnasium Flöha © Frank Rost November 2006

... dieser Text wurde nach den Regeln irgendeiner Rechtschreibreform verfasst - ich hab' irgendwann einmal beschlossen, an diesem Zirkus nicht mehr teilzunehmen ;-)

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Diddi Hallervorden, dt. Komiker und Kabarettist

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