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Grund–, Speicher– und Zeitschaltungen

Schmitt–Trigger

Eine Schaltung soll bei einer bestimmten Spannung ein– und bei einer anderen wieder ausgeschaltet werden. Beispiel: Ein Lüfter soll bei einer bestimmten kritischen Temperatur anspringen und kühlen, jedoch erst wieder ausgehen, wenn die kritische Temperatur deutlich unterschritten wurde. Eine bloße Nachlaufschaltung nützt da wenig, weil nicht klar ist, ob die Ursache für die zu hohe Temperatur noch besteht oder nicht.

Es kann außerdem sein, dass bei gewöhnlichen Transistor–Schaltungen eine Situation eintritt, bei der die Werte ständig um den (selben) Ein– oder Ausschalt–Punkt pendeln. Dadurch können Schaltungen ins Schwingen kommen, was sehr unerwünscht ist.

In solchen Fällen hilft ein Schmitt–Trigger, der sich leicht mit Hilfe des IC NE555 aufbauen lässt. Wie Lasten an den Ausgang des NE555 angeschlossen werden können, wurde unter Speicherschaltungen erklärt.

Der Schmitt–Trigger wurde als Prinzip 1934 von dem Amerikaner Otto Schmitt erfunden, etwa zur gleichen Zeit, als Otto Heil den ersten funktionierenden Transistor baute.

 

Schmitt–Trigger mit NE555 (LM555)

Wie im Schaltplan dieses Abschnitts zu sehen ist, kommt ein Schmitt–Trigger auf Basis eines NE555 fast ohne externe Bauteile aus. Ein Potentiometer von beispielsweise 50 k, liebevoll „Poti” genannt, genügt, um seine Wirkungsweise zu demonstrieren, eventuell ergänzt um einen Vorwiderstand Richtung Minus.

Wird bei der hier vorgestellten Schaltung der Potentiometer–Mittelabgriff von GND (Minuspol) Richtung + gedreht, wird sich das interne Flipflop des IC einschalten, sobald 2/3 der Versorgungsspannung (Uv) als Eingangswert an Pin 2 erreicht sind.

Um es wieder zurück zu setzen, muss die Spannung jedoch auf 1/3 Uv abfallen, der Abgriff also wieder im unteren Drittel der Widerstandsbahn ankommen.

Der Abstand zwischen Ein– und Ausschaltpunkt wird Hysterese genannt. Bei 12 Volt Versorgungsspannung beträgt sie 4 Volt. Der Ausgang wird bei 8 Volt oder mehr „high” und bei 4 Volt oder weniger „low”. Wurde einer der Zustände erreicht, ändert sich im Bereich zwischen 4 und 8 Volt nichts.

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