Der elektronische Zeitschalter, Teil 2

Ein Problem der ersten Zeitschalter-Schaltung war, dass man mit einem relativ großen Kondensator nur eine kurze Schaltzeit erreichen konnte. Aber man kann auch die Schaltung etwas verändern und dann mit einem kleinen Kondensator eine lange Leuchtzeit erreichen. Dem geladenen Kondensator soll nur wenig Strom entnommen werden, damit seine Spannung nur langsam abfällt. Man muss also mit einem kleineren Basisstrom auskommen. Die beste Lösung dafür ist die Darlington-Schaltung, in der der Basisstrom zweimal verstärkt wird. Auch hier sind die angegebenen Werte wieder nur Richtwerte.

Schaltung mit zwei Transistoren

Für den Test wurden folgende Bauteile verwendet: Elko: 47 µF/50V, Widerstand: 1 MOhm, Transistor T1: BC548C, Transistor T2: BC338. T2 ist ein Typ mit hoher Strombelastbarkeit, T1 hat eine besonders große Stromverstärkung. Da dei Verstärkungsfaktoren beider Transistoren sich in der Darlingtonschaltung multiplizieren, erhält man eine Gesamtverstärkung von ca.50000. Es reicht also ein Steuerstrom von nur 2 µA, um die Lampe einzuschalten.

Der verbesserte Zeitschalter

Die Lötpunkte auf der Streifenplatine

Diesmal wurde eine Lampenfassung direkt mit auf die Platine gelötet. der Tastschaler ist hier ein kleiner Reset-Taster, wie er z.B. im ELEXS-Paket enthalten ist. Außerdem bekam die Schaltung eine Netzteilbuchse für den Dauerbetrieb mit einem Steckernetzteil.

Das Ergebnis kann sich schon sehen lassen. Obwohl nur ein Elko mit 47 µF verwendet wurde, ergibt sich eine Leuchtzeit von etwa einer Minute. Um die Funktion mal etwas genauer zu untersuchen, wurde das CompuLAB mit TurboCompact eingesetzt. Die Schaltung wurde für diesen Zweck mit über den 5-V-Ausgang des CompuLAB betrieben. Das Diagramm zeigt die Spannung am Kondensator (blau) und am Kollektor von T2 (rot).

Untersuchung mit dem CompuLAB

Das Messergebnis ist aufschlussreich. Es zeigt deutlich, dass der Widerstand von 1 MOhm doch zu groß war. Fast von Anfang der Kondensatorentladung an steigt nämlich die Kollektorspannung, die Lampe wird also schwächer. Für die Darlingtonschaltung ist eine Kollektor-Emitter-Restspannung um 1 V auch bei Vollaussteuerung normal. Das Diagramm bestätigt auch, dass unterhalb ca. 1,2 V am Kondensator die Transistroren sperren. Natürlich muss man auch den Innenwiderstand des Messgeräts von 1 MOhm beim CompuLAB bedenken. Er führt bei dieser Messung dazu, dass der Elko sich etwa mit doppelter Geschwindigkeit entlädt.