NE556-Ampel         

von Lucas (6) with a little Help from Heinz D.            
                Platz 2 im NE556-Schaltungswettbewerb        
 
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Opa's Eisenbahn brauchte eine Ampel. Da kam der Kalender-2011 gerade recht. Um die Ampel mit nur zwei Drähten zu steuern, werden die 3 LEDs mit ihren 1-k-Schutzwiderständen R5-R7 in Reihe an 9 V geschaltet. Dann ergibt sich die Codierung für die 4 Phasen:



(B)(A)
 1  1  = rot
 1  0  = rot + gelb
 0  1  = grün
 0  0  = gelb





Der Astabile Multivibrator (A) R1 = 2M2, R2 = 220 k, C1 = 10 uF, erzeugt die Zeiten ca.1s für gelb und ca.15 s für rot oder grün. Das T-Flip-Flop (B) muss auf die ansteigende Flanke von A umschalten. T2 ist als Diode geschaltet und zieht die Schaltschwellen auf ca. 8 V / 4 V. C1 = 10 uF sei entladen und der Ausgang A ist +9 V (gelb aus), C3 = 100 nF sei entladen und der Ausgang B ist +9 V (rot),

Phase 1:
C2 = 100 nF lädt sich über R3 = 2M2 in ca.0,2 s auf +9 V (Emitter T1), T1 ist über R4 = 10 k gesperrt,

Phase 2:
C4 = 100nF lädt sich während gelb (A = 0 V) über R4 auf 9 V an der Basis T1 auf,

Phase 3:
mit gelb aus (A = 9 V) wird T1 kurz geschaltet und C3 auf über 8 V aufgeladen, Ausgang B wird 0 V (grün), C2 endlädt sich über R3, T1 ist über R4 gesperrt,

Phase 4:
während gelb (A = 0 V) entlädt sich C4 über R4 auf 0 V an der Basis T1,

zurück zur Phase 1:
mit gelb aus (A = 9 V) wird T1 kurz geschaltet und C3 wird unter 4V entladen, Ausgang B wird 9 V (rot).

Falls die Phasen falsch umschalten kann C2 auf 200/300 nF erhöht werden.


Viel Spass beim Nachbau wünscht Euch Lucas





Die Schaltung in LTSPICE

Korrektur

Bei einigen Nachbauten der Ampel zeigte das T-FF infolge von Exemplarstreungen und Kriechströmen undefiniertes Verhalten. Folgende Änderungen sollten endgültig Abhilfe schaffen:



C3 wird entfernt und durch R8=10k ersetzt, T2 wird ersatzlos entfernt, eine grüne LED (leuchtet schwach) wird zur Spannungsreduzierung zwischen Pin2 und Pin3 angeschlossen. Durch die Belastung ändern sich die Schaltschwellen auf ca.5 V / 2,5 V, bei gesperrtem T1 werden Trigger und Thresold nun stabil auf ca. 3,2 V gehalten. Bis auf die Umschaltpegel ändert sich die Beschreibung der Phasen nicht.

P.S. Inzwischen bedient ein Tiny 2313 vier Kreuzungen.