Basteln mit Elektronik
Automatischer Farbwechsler mit NE555 und CD4029
Die Farbwechsler-Kugel aus dem Schnäppchenmarkt
In vielen Schnäppchenmärkten findet man ab und zu Farbwechsler in verschiedenen Formen und Ausführungen. Diese Teile enthalten entweder eine einzelne LED mit verschiedenen Farbchips oder mehrere LEDs für die einzelnen Farben. Aus Interesse habe ich mir einmal ein solches Teil gekauft, um es etwas genauer zu untersuchen. Auf dem Bild erkennt man nicht besonders viel. Deshalb habe ich diese Kugel einmal auseinandergenommen.
Das Teil rechts im Bild habe ich aus dieser Farbwechsler-Kugel ausgebaut. Im Inneren ist aber nichts weiter zu sehen als eine Batteriehalterung, ein Schalter und eine Leuchtdiode. Diese erzeugt anscheinend ganz von selbst den Farbwechsel. Beim genaueren Betrachten konnte ich erkennen, dass diese LED einen winzigen Chip enthält. Die gesamte Elektronik befindet sich also in der Leuchtdiode selbst. Links im Bild zu sehen ist ein ähnliches Teil, das aus einer LED-Kerze stammt. Bei dieser Kerze handelte es sich übrigens um eine echte Kerze, die man auch anstecken konnte. Im unteren Bereich war diese Schaltung eingebaut. Über einen Lichtleiter im Docht der Kerze wurde nach dem Anzünden ein kleiner Fototransistor mit Licht versorgt, der die Schaltung aktivierte. Eigentlich müsste es doch möglich sein, eine solche Schaltung auch selber aufzubauen...
Tatsächlich lässt sich ein Farbwechsler mit Leuchtdioden auch mit handelsüblichen Mitteln aufbauen. Die oben gezeigte Schaltung besteht im Prinzip aus drei Komponenten. Der linke Teil mit dem NE555 ist ein gewöhnlicher Taktgeber, der das notwendige Taktsignal für den Farbwechsel erzeugt. Es handelt sich hierbei um einen ganz gewöhnlichen astabilen Multivibrator. Das IC 4029 ist eigentlich ein Binär-/Dezimalzähler, den ich auch schon als solchen eingesetzt habe. Er tut eigentlich nichts anderes, als die LEDs über die Treibertransistoren in einer ganz bestimmten Reihenfolge anzusteuern. Damit wären wir auch schon beim rechten Teil der Schaltung, nämlich den Treiberstufen mit den angeschlossenen LEDs. Um das IC 4029 nicht zu überlasten, habe ich für jede LED einen Transistor eingebaut. Die Transistoren werden vom 4029 über die Widerstände R3 bis R5 angesteuert. Die Elektrolytkondensatoren an den Basisanschlüssen der Transistoren dienen dazu, die Transistoren langsam und kontinuierlich anzusteuern und die Basisspannung etwas langsamer abfallen zu lassen. Diese Schaltung sorgt dafür, dass die angesteuerten Leuchtdioden nicht abrupt aufleuchten und erlöschen, sondern langsam und kontinuierlich. Hierdurch wird ein etwas harmonischerer und angenehmerer Farbwechsel erzeugt.
In diesem Bild ist noch einmal ein Testaufbau der Schaltung zu sehen. Die LEDs leuchten in einer festen Reihenfolge nacheinander auf. Hierdurch entstehen verschiedene Farbwechsel und Farbkombinationen. Würde man statt der drei einzelnen Leuchtdioden eine RGB-LED nehmen, ließe sich auf diese Weise eine Schaltung aufbauen, welche einen ähnlichen Farbwechsel erzeugt wie die Kugel, die ich eingangs erwähnt habe. Übrigens lässt sich diese Schaltung auch modifizieren, in dem die Taktfrequenz des Timer-ICs NE555 verlangsamt oder beschleunigt wird. Im Gegensatz zu dem erwähnten fertigen Schaltungen lässt sich mit dieser Schaltung wunderbar herumexperimentieren. Soll die Schaltung an anderen Betriebsspannungen betrieben werden, müssen die Vorwiderstände für die LEDs entsprechend geändert werden.
Zum Schluss noch ein Video von der Schaltung:
