Wollen Sie eine LED weich blinken lassen, sollten sie diese mit einem Phasenschieber ansteuern. Diese Schaltung erzeugt den entsprechenden Spannungsverlauf, durch den die Leuchtdiode langsam heller und wieder dunkler wird.
Schaltung für stärker und schwächer werdende LED
Mit der folgenden Schaltung ist es möglich, eine Leuchtdiode so anzusteuern, dass sie langsam stärker und schwächer werdendes Licht abgibt. Sie eignet sich also zum LED weich blinken lassen. Oft nennt man eine solche Schaltung auch weicher Blinker. Die Leuchtstärke der LED nimmt so zu und wieder ab, dass eine langsame Veränderung der Leuchtintensität erreicht wird.
Der Phasenschieber in dieser Schaltung
Diese Schaltung arbeitet nach dem Prinzip des sogenannten Phasenschiebers, der sich auch zur Erzeugung von Sinustönen oder Sinusschwingungen einsetzen lässt. Betrieben wird diese Schaltung an einer Spannung von 9 Volt. Ich habe in dieser Schaltung eine grüne Leuchtdiode verwendet. Natürlich können auch Leuchtdioden anderer Farben eingesetzt werden. Die Leuchtdiode erhält ihre Betriebsspannung durch den Spannungsabfall am Widerstand R2.
Die Funktionsweise des Phasenschiebers
Um die Schaltung ordnungsgemäß zu betreiben, müssen bestimmte Bedingungen erfüllt sein. Es ist erforderlich, dass die Kondensatoren C1 bis C3 sowie die Widerstände R3, R4 und R6 jeweils gleiche Werte aufweisen. Die gesamte Schaltung basiert auf folgenden Prinzipien:
- Die Grundlage bildet das Prinzip der Rückkopplung. Ein Transistor kann sich selbst ansteuern, wenn ein Teil seines Ausgangssignals auf seinen Eingang zurückgeführt wird. Diese Rückkopplung ermöglicht die Selbsterhaltung einmal erzeugter Schwingungen. Sie kennen ein solches Prinzip bestimmt von der akustischen Rückkopplung. Es ist das hässliche Pfeifen dass dabei aus dem Lautsprecher kommt, wenn das Mikrofon in dessen Nähe kommt.
- Eine weitere Voraussetzung für den Betrieb der Schaltung ist die, dass die zurückgeführten Schwingungen zum Eingang des Transistors in der richtigen Phasenlage erfolgen müssen. Anders ausgedrückt müssen die Schwingungen so zurückgeführt werden, dass ein Wellenberg zur Basis des Transistors gelangt, wenn dieser benötigt wird, um die Schwingungen aufrechtzuerhalten.
- Um sicherzustellen, dass die Rückkopplung in der richtigen Phase erfolgt, wurde in der Schaltung eine zeitliche Verzögerung eingesetzt. Diese Verzögerung wird durch die Kondensatoren erreicht, die Zeit zum Aufladen über die Widerstände benötigen. Dies führt zu einer zeitlichen Verzögerung der Wellenform, auch als Phasenverschiebung bekannt. Die Auswahl der zeitlich relevanten Bauteile wurde so getroffen, dass eine Gesamtphasenverschiebung von 180 Grad erreicht wird. Dadurch erhält der Transistor T2 genau dann eine Signalspitze (Wellenberg), wenn er diese benötigt.
Falsch dimensionierte Bauteile können dazu führen, dass die Schaltung keine Sinusschwingungen erzeugt. Außerdem funktioniert diese Schaltung nur innerhalb eines bestimmten Spannungsbereichs. Hier ist das Schaltbild:
LED weich blinken lassen: die Schaltung auf dem Steckboard
Das Bild zeigt einen Aufbau der Schaltung auf einem Steckboard. Zur Veränderung der „Blinkfrequenz“ lassen sich auch (Elektrolyt-) Kondensatoren mit anderen Werten verwenden. Wichtig ist nur, dass alle drei Kondensatoren bzw. Elektrolytkondensatoren gleiche Kapazitätswerte besitzen. Experimentieren Sie ruhig ein bisschen mit dieser Schaltung herum und verwenden Sie unterschiedliche Kondensatorwerte. Sollen andere oder mehrere Leuchtdioden eingesetzt werden, ist der Widerstandswert von R2 anzupassen. Eine andere Schaltung für einen weicher Blinker mit NE555 gibt es in diesem Beitrag zu sehen. Dort wird als Impulsgeber ein NE555 eingesetzt.
Hier können Sie die von mir aufgebaute Schaltung im Betrieb sehen:
