28.09.2018

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#1 Der Multivibrator

1. Was ist ein Multivibrator?

Hinter diesem komischen Namen verbirgt sich eine der wichtigsten Schaltungen der Elektronik. Er wird häufig in Zusammenhang mit zeitabhängigen Anwendungen gebraut. Dabei muss man sich zwischen drei verschiedenen Arten von Multivibratoren entscheiden:

  • Der astabile Multivibrator (auch bekannt als Rechteckgenerator oder Kippschwinger)
  • Der monostabile Multivibrator (auch bekannt als Univibrator, Monoflop oder Zeitstufe)
  • Der bistabile Multivibrator (auch Flipflop genannt)

Dieser Artikel beschränkt sich mit dem am meisten verwendeten Typen, dem astabilen Multivibrator. Dieser erzeugt ein einstellbares Rechtecksignal (siehe Bild rechts), das als digitale Frequenz von anderen ICs oder Mikrocontrollern verwendet werden kann.

H stellt die Ebende des High-Signals dar, L die Ebene des Low-Signals. Als T bezeichnet man einen Zyklus, also einma High und einma Low.
H stellt die Ebende des High-Signals dar, L die Ebene des Low-Signals. Als T bezeichnet man einen Zyklus, also einma High und einma Low.

2. Eine Beispielschaltung

Ich empfehle den Aufbau dieser Schaltung mit dem NE555-Baustein, da dieser günstig zu kaufen ist und nur drei zusätzliche Komponenten benötigt, um zu funktionieren. Diese drei Bauteile sind zwei Widerstände und ein Kondensator mit denen man die Länge eines Zyklus einstellen kann. Ein Zyklus ist immer ein High-Signal gefolgt von einem Low-Signal oder umgekehrt.

Die Dauer eines Zyklus kann man mit folgender Formel berechnen:

Formel für einen Multivibrator mit NE555, 2 Widerständen und einen Kondensator

Mit der ersten Formel errechnet man die Zeit des High-Signals. Eine am Ausgang (Pin 3) angeschlossene LED würde für diese Zeit leuchten. Mit der zweiten Formel wird die Zeit des Low-Signals errechnet. Beide Zeiten miteinander addiert ergeben die Gesamtdauer eines Zyklus. Der Wert des Kondensators muss dabei in der Grundeinheit Farad (F) eingesetzt werden.

 

Nachdem die entsprechenden Werte für die Widerstände und den Kondensator ausgerechnet wurden, geht es an den Aufbau der Schaltung (siehe Bild links), das innerhalb kurzer Zeit realisiert ist.

Schließt man jetzt eine LED an Pin 3 an, so würde diese blinken. Je nachdem, welche Zeit man eingestellt hat, würde diese länger leuchten oder nur kurz aufblitzen.


3. Das erste Projekt

Jetzt ist es an der Zeit das erlernte Wissen in die Praxis umzusetzen. Dabei helfen die diese beiden Projekte:

Digitale Ampel

Für alle Ampelliebhaber ist dieses Projekt genau das Richtige. Der Mutlivibrator regelt in diesem Projekt die Umschaltzeit der Ampel. Je nachdem wie dieser eingestellt ist, haben die Autofahrer eine längere Rot- oder Grünphase.

>> zum Projekt


 

Glücksrad

Du hast dein Glück in der Hand. Mit dem extrem schnell iengestellten Multivibrator ist es gar nicht so leicht die gewünschte LED zum leuchten zu bringen. Schaffst du es?

>> zum Projekt


Zeit für Fragen

Sollten am Ende dieses Artikels dennoch Fragen auftauchen, dann schreib sie einfach in die Kommentare.

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