Bistabiler Multivibrator - Es kann nur Einen geben

 

Materialbedarf

 

Anz. Bezeichnung Datenblatt
1 Batterie/Spannungsquelle 9V  
2 Transistor BC548C (BC546C-BC550C)
2 Widerstand 470 Ohm  
2 Widerstand 10 kOhm  
2 Widerstand 22 kOhm  
4 Widerstand 47 kOhm  
2 Mikrotaster
2 Standard-Leuchtdiode 3mm oder 5mm 3mm, 5mm

 

 

Aufbau der Schaltung

 

Sie möchten eine Aufgabe berechnen und müssen dafür ihren Taschenrechner einschalten. Also betätigen Sie die Taste 'On'. Die Kalkulationen sind erledigt und der Rechner kann wieder ausgeschaltet werden. Dazu drücken Sie jetzt 'Off'. Diese Funktion ist mit relativ einfachen Mitteln nachzubauen, wie hier gezeigt werden soll.

 

 

Wenn man sich diesen Schaltplan ansieht, fällt gleich die Ähnlichkeit mit dem astabilen Multivibrator auf. Hier findet man auch wieder 2 identische Schaltungseinheiten, die über Kreuz verbunden sind.

Nach dem Einschalten leuchtet irgendeine der beiden LEDs. Welche dies ist, hängt hier auch eher vom Zufall ab. Durch Bauteiletoleranzen wird eine Seite immer bevorzugt. Es ist möglich, die bevorzugte Seite selbst zu bestimmen, aber dazu später mehr.

Nehmen wir einmal an, dass D1 leuchtet. Um nun D2 zu aktivieren, muss jetzt der Taster S1 betätigt werden. In diesem Moment leuchtet D2 auf und D1 erlischt.

Soll D1 wieder leuchten, genügt ein Druck auf S2.

 

 

Funktionsweise der Kippstufe

 

Wir gehen davon aus, dass LED D1 leuchtet. Dies bedeutet, das der Transistor T1 durchgesteuert ist. Die Basis wird hier über D2, R4 und R3 versorgt.

 

Bei Betätigung von S1, wird die Basis von T1 nach Masse gelegt und bringt den Transistor dazu, zu sperren.

Nun kann der Strom, der ursprünglich über die LED D1 und R1 über T1 ging, jetzt über R2 zur Basis von T2 fließen. Dies veranlasst diesen nun durchzusteuern.

Der Strom von D2 fließt jetzt über R4 und T2. Die LED D2 leuchtet auf.

 

Wird S1 losgelassen, bleibt T1 gesperrt und T2 bleibt weiterhin durchgesteuert, da der Basisstrom von T1 über die CE-Strecke von T2 kurzgeschlossen wird.

 

Betätigt man nun S2, sperrt jetzt auch T2 und T1 kann wieder über D2, R4 und R3 durchsteuern.

Die Leuchtdiode D1 leuchtet jetzt wieder auf, während D2 erlischt.

 

Beim Loslassen von T2 bleibt T1 auch geöffnet. Weiterhin gespeist durch D2, R4 und R3. T2 wird auch hier über die CE-Strecke von T1 kurzgeschlossen.

Dieser ganze Vorgang kann beliebig oft wiederholt werden.

 

 

Positive Ansteuerung

 

 

Bei dieser Version der bistabilen Kippstufe sind die beiden Taster mit Widerständen mit der Plusklemme verbunden. Hiermit ist es möglich, das Umschalten mit einem positiven Signal zu ermöglichen.

Der Rest des Multivibrators, bleibt aber unberührt.

 

 

Funktionsweise dieses Multivibrators

 

Wir gehen hier wiederum davon aus, dass der Transistor T1 durchgesteuert ist und somit die Leuchtdiode D1 aufleuchtet.

T2 wird, wie schon von der anderen Schaltungsversion bekannt, über T1 kurzgeschlossen und sperrt somit.

 

Betätigt man nun den Taster S1, wird der Transistor T2 dazu veranlasst, durchzusteuern. Gleichzeitig bringt dass Durchsteuern von T2, T1 zum Sperren.

 

Jetzt haben wir wieder den uns bekannten stabilen Zustand. Die LED D2 leuchtet weiterhin und bleibt auch solange aktiv, bis der Taster S2 betätigt wird.

 

 

Bevorzugte Seite bestimmen

 

Wenn man sich nun vorstellt, dass mit dieser Schaltung z.B. eine Pumpe ein- bzw. ausgeschaltet werden soll, ist es natürlich nicht tragbar, dass man den Einschaltzustand nicht vorhersagen kann. Beim Beispiel der Pumpe soll diese ja erst anlaufen, wenn 'Ein' betätigt wird.

Um eine Seite bei Inbetriebnahme zu bevorzugen, muss nur dafür gesorgt werden, dass der entsprechende Transistor bessere Bedingungen als der Transistor der Gegenseite hat. Dies wird hier einfach durch das Verringern des Basisvorwiderstandes von einem Transistor erreicht.

Wird unsere Schaltung, wie zu sehen abgeändert, schaltet sich ab nun immer D2 bei der Inbetriebnahme ein.

 

 

Fernsteuern der Kippstufe

 

Es gibt Anwendungen für die Kippstufe, an denen keine Taster zum Steuern vorhanden sind. Man denke z.B. an Mikrokontrollersteuerungen. Dort wird nur ein elektrisches Signal zur Verfügung gestellt und diese sollen dann das Umschalten der Kippstufe bewirken. In diesem Fall kann man die Schaltung mit einigen wenigen Bauteilen erweitern.

 

 

 

Die beiden Taster S1 und S2 wurden durch die Transistoren T3 und T4 ersetzt. Diese werden wiederum durch die Taster S1 und S2 angesteuert die in diesem Fall die fremde Signalquelle darstellen. Die beiden Widerstände R6 und R8 sorgen dafür, dass keine fremden Einflüsse die Transistoren durchsteuern lassen.

Bei Inbetriebnahme reagiert die Schaltung genauso wie die Multivibratorschaltung mit den beiden Tastern dessen Kontakt mit dem Null-Potential verbunden ist. Mit S1 wird auf die LED D1 umgeschaltet und mit S2 dementsprechend auf D2.

Eine Fernsteuerung für die Schaltung mit den Tastern im positiven Zweig ist natürlich ebenso möglich.

 

 

 

 

Bei dieser Schaltung gibt es, gegenüber der vorherigen, nur eine kleine Änderung. S1 aktiviert nun D2 und S2 D1.

 

 

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