Reaktionstester
Beitrag zum Schaltungswettbewerb 2013 von Michael Gaus
Diese Schaltung eignet sich zum Beispiel, um am Neujahrstag zu testen, wie gut das Reaktionsvermögen nach der Silvesterfeier ist. Eine grüne Leuchtdiode blitzt zyklisch ca. alle Sekunde jeweils nur für eine relativ kleine Zeitdauer von ca. 100 Millisekunden kurz auf. Ziel ist es, eine Drahtbrücke zum richtigen Zeitpunkt herauszuziehen, sodass die grüne Leuchtdiode LED1 leuchtet. Wenn jedoch die Leuchtdiode nicht leuchten sollte, dann war das Reaktionsvermögen nicht ausreichend, d.h. zu lange gefeiert und zu wenig Schlaf. :-)
Das NAND-Glied IC1A des 4093 arbeitet als Oszillator. Durch die Diode D1 ergibt sich ein unsymmetrisches Tastverhältnis am Pin 3, da bei Low-Pegel am Ausgang die Diode leitet. Dadurch ist der 100k Widerstand R2 parallel zum 1M5 Widerstand R1 geschaltet und sorgt für eine schnellere Umladung des Kondensators C1 als bei High-Pegel am Ausgang. Somit dauert die Low-Phase deutlich kürzer als die High-Phase.
Bei gesteckter Drahtbrücke wird das Ausgangssignal des Oszillators über zwei als Inverter beschaltetete NAND-Glieder auf die grüne LED durchgeschaltet, sodass diese zyklisch kurz aufblitzt, gefolgt von einer deutlich längeren Pause. Wenn nun die im Schaltplan eingezeichnete Drahtbrücke herausgezogen wird, dann liegen die Eingangspins 5 und 6 von IC1B über den Spannungsteiler von R3 und R4 auf halber Betriebsspannung. Dadurch wird weder die Schmitt-Trigger-Schwelle für die Erkennung eines High- noch die Schwelle für die Erkennung eines Low-Pegels erreicht, sodass dieser Inverter im zuletzt aktiven Zustand verbleibt und im Prinzip als Flip-Flop arbeitet, d.h. den Zustand vor Ziehen der Drahtbrücke gespeichert hat. Wenn die Drahtbrücke zum richtigen Zeitpunkt gezogen wurde, dann leuchtet die grüne LED.
Man kann den Reaktionstester noch "schärfer" einstellen, wenn man die C1 oder R2 verkleinert. Als Versorgungspannung wurden 5V gewählt, die sich durch 4 in Reihe geschaltete Mignon-Akkus ergeben. Bei anderer Versorgungsspannung können sich die Zeiten ändern und können experimentell je nach Geschmack durch Variieren von C1, R1 und R2 angepasst werden.