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LED-Lauflichter mit dem CD4017

09.12.2019

In einem früheren Beitrag wurde die Funktionsweise des Dekadenzähler CD4017 schon besprochen, jedoch wurde der Output -d.h. die leuchtende LED- immer mit einem manuellen Knopfdruck weitergeschaltet. Hier wollen wir jedoch mit Hilfe des CD4069 als Taktgeber einige Lauflichter erschaffen. Oft werden diese Art von Lauflichtern auch als "LED-Eiszapfen", "Meteor-Lights/Meteorschauer", "Rain-Drop/LED-Regentropfen" "Icicle Lights", "Knight Rider", "LED Chaser" bezeichnet und auch als Bausätze oder Dekorationsbeleuchtung verkauft.

Einfaches Lauflicht

Verwendete Bauteile

Funktionsweise

Zunächst benötigt man wieder einen CD4069 als Taktgeber, der hier zusätzlich zur Kontroll-LED am Ausgang eine Verbindung zum Pin14 (Clock-Eingang) des CD4017 besitzt.

Schaltplan für den Taktgeber (CD4069) des Lauflichts
Abb. 1a: Schaltplan für den Taktgeber (CD4069) des Lauflichts

Analog zum Experiment des Dekadenzähler CD4017 dient im zweiten Teil des Aufbaus kein Taster als Taktgeber sondern der obige CD4069. Je nachdem, wie hoch der Widerstand von R6 im ersten Schaltplan ist (hier: 10kΩ), ist die Taktfrequenz höher oder niedriger, wobei gilt: Je höher R6, desto niedriger die Takt-Frequenz.

Schaltplan für das einfache Lauflicht mit dem CD4017
Abb. 1b: Schaltplan für das einfache Lauflicht mit dem CD4017

Bei Aufbau des Prototypen empfehlen sich zwei Breadboards wie im folgenden Video gezeigt:

Video: Demonstration des einfachen LED-Lauflichts mit dem CD4017

CD4017 als Dekadenzähler

Man kann als Nachfolger der obigen Schaltung für das einfache Lauflicht (Abb. 1b) eine identische zweite Schaltung bauen, wobei der Eingabepuls dieser zweiten Schaltung direkt an Q9 (Pin11) angeschlossen wird. Dies hat zur Folge (siehe nachfolgendes Video), dass die Ausgänge nur dann weiterschalten, immer wenn der erste CD4017 den Ausgang Q9 schaltet. Es werden dann sozusagen die "Einer" mit dem ersten CD4017 gezählt und die "Zehner" mit dem zweiten CD4017. Dies lässt sich quasi beliebig oft mit weiteren nachfolgenden CD4017-Chips wiederholen.

Video: Demonstration des CD4017 als Dekadenzähler

LED-"Regentropfen"

Um die sog. Regentropfen bzw. Meteorschauer zu erzeugen, wird die Leuchtzeit der einzelnen LEDs mit einem Elektrolytkondensator ein wenig verlängert und damit ein weiches Ausschalten erzeugt. Allerdings ist hierfür der Einsatz von einem NPN-Transistor (hier: BC547) notwendig, um die notwendige Leistung zu erzeugen und den CD4017 nicht zu beschädigen.

Verwendete Bauteile

Funktionsweise

Im folgenden Schaltplan wird nicht die gesamte Verschaltung gezeigt, sondern nur eine LED-Einheit. Diese wird durch die Einzel-LEDs der Schaltplans in Abb. 1b ersetzt; hier kann auf den einzelnen Vorwiderstand (R4) verzichtet werden, da ja nun jede LED einen eigenen Vorwiderstand besitzt.

Schaltplan der LED-Einheit für die LED-Regentropfen
Video: Demonstration der LED-Regentropfen

"Knight Rider"-Lauflicht

Eine andere Abwandlung des Lauflichts ist die Änderung der Laufrichtung nach Erreichen der letzten LED. Somit entsteht ein Ping-Pong-Effekt.

Verwendete Bauteile

Schaltplan für das Knight-Rider-Lauflicht mit dem CD4017
Video: Demonstration des "Knight Rider"-Lauflichts

Lauflicht mit Mikrocontroller

In dem früheren Beitrag "Arduino-Lauflicht" wurde diese Art von Lauflicht schon mit dem Arduino als Mikrocontroller realisiert.