unterbrechen einer Lichtschranke schaltet Buzzer stabil ein?

[Sebastian Reich (Gast)]

Hallo zusammen,

für ein Schulprojekt benötige ich eine Schaltung die folgendes macht:

Wenn ein beleuchteter Fotowiderstand abgedunktelt wird, soll ein Buzzer 
mit Strom versorgt werden, bis ein Taster gedrückt wird. Der Buzzer soll 
auch weitertönen, wenn der Fotowiderstand wieder beleuchtet wird 
(solange der Taster noch nicht gedrückt wurde).

Ich habe angefangen, mich in Flip-Flops einzulesen. Allerdings würde ich 
(nach meinem aktuellen Wissensstand) dafür jetzt noch eine 
Zusatzschaltung brauchen um aus dem "Sperrzustand" des Fotowiderstands 
einen "Durchlasszustand" zu machen um eine Transistorbasis auf Null zu 
ziehen und eine weitere Zusatzschaltung, um aus der evtl. dauerhaft 
unterbrochenen Lichtschranke einen Einzelimpuls zu machen.

Irgendwie beschleicht mich da so langsam das Gefühl, dass das auch 
einfacher gehen muss. Hätte jemand einen Tip für mich?

Dickes Plus wäre, wenn die Schaltung mit Transistoren aufzubauen wäre, 
die wären in der Schule vorhanden und ließen sich gut erklären.

Vielen Dank für allen Input,
Sebastian Reich

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Sebastian Reich schrieb:
> Irgendwie beschleicht mich da so langsam das Gefühl, dass das auch
> einfacher gehen muss. Hätte jemand einen Tip für mich?
Relais mit Selbsthaltung. Und davor evtl noch einen Transistor zum 
Ansteuern des Relais.

[Paul B. (paul_baumann)]

Wenn dieser "Buzzer" kein elektromechnischer ist (Selbstunterbrecher), 
dann kämest Du auch mit einem Thyristor aus. Der Fotowiderstand wäre 
Teil eines Spannungsteilers am Gate des Thyristors. Licht drauf macht 
ihn niederohmiger -> Thyristor "zündet" und schaltet den Signalgeber 
ein. Der bleibt gezündet und das Signal trötet weiter, bis mit einem 
Taster (Öffner!)
der Hauptstromkreis unterbrochen wird.

MfG Paul

[Teo D. (teoderix)]

Schmitt-Trigger.
https://www.mikrocontroller.net/articles/Schmitt-Trigger
Mit Transistoren.
http://elektroniktutor.de/analogverstaerker/schmitt.html
Flipflop mit Transen.
http://elektroniktutor.de/analogverstaerker/flipflop.html

[Falk B. (falk)]

@Sebastian Reich (Gast)

>Wenn ein beleuchteter Fotowiderstand abgedunktelt wird, soll ein Buzzer
>mit Strom versorgt werden, bis ein Taster gedrückt wird. Der Buzzer soll
>auch weitertönen, wenn der Fotowiderstand wieder beleuchtet wird
>(solange der Taster noch nicht gedrückt wurde).

Dafür nimmt man ein RS-Flip-Flop, das man sich ggf. auch aus zwei NAND 
oder NOR Gattern zusammen bauen kann.

>Ich habe angefangen, mich in Flip-Flops einzulesen.

Schon mal gut.

> Allerdings würde ich
>(nach meinem aktuellen Wissensstand) dafür jetzt noch eine
>Zusatzschaltung brauchen um aus dem "Sperrzustand" des Fotowiderstands
>einen "Durchlasszustand" zu machen um eine Transistorbasis auf Null zu
>ziehen und eine weitere Zusatzschaltung, um aus der evtl. dauerhaft
>unterbrochenen Lichtschranke einen Einzelimpuls zu machen.

Nö, es reicht die richtige Anordnung von Photowiderstand und 
Arbeitswiderstand. Welcher "oben" sitzt, ist egal.

>Irgendwie beschleicht mich da so langsam das Gefühl, dass das auch
>einfacher gehen muss. Hätte jemand einen Tip für mich?

RS Flip-Flop aus 74HC00, zwei Gatter passend verschalten.

Am SET  Eingang kommt ein 100k Pull-Down Widerstand nach GND dran, der 
Photowiderstand (oder Phototransistor) kommt zwischen SET-Eingang und 
VCC.
Am Reset-Eingang kommt ein 100k Pull-Up Widerstand nach VCC dran und ein 
Taster zum Löschen für das Flip-Flops gegen GND.

>Dickes Plus wäre, wenn die Schaltung mit Transistoren aufzubauen wäre,
>die wären in der Schule vorhanden und ließen sich gut erklären.

Auch CMOS-ICs sind schon seit Jahrzehnten KEINE HighTec mehr.

[Theor (Gast)]

Sebastian Reich schrieb:
> Hallo zusammen,
>
> für ein Schulprojekt benötige ich eine Schaltung die folgendes macht:
>
> Wenn ein beleuchteter Fotowiderstand abgedunktelt wird, soll ein Buzzer
> mit Strom versorgt werden, bis ein Taster gedrückt wird. Der Buzzer soll
> auch weitertönen, wenn der Fotowiderstand wieder beleuchtet wird
> (solange der Taster noch nicht gedrückt wurde).

Eine recht annehmbare Beschreibung. Schön.

> Ich habe angefangen, mich in Flip-Flops einzulesen.

Ich denke, ein Flip-Flop ist die zweckmässige Wahl. Es gibt eine ganze 
Reihe von Varianten. Der für Deine Anwendung wesentlichste Unterschied 
ist das Schalten bei Pegeln oder bei Flanken (Spannungsänderung), und in 
dem Zusammenhang, ob das FF nun bei fallenden oder steigenden Flanken 
schaltet. Siehe weiteres und hier: 
https://de.wikipedia.org/wiki/Flipflop
Was Du benötigst, ist, in den dort verwendeten Worten, ein 
"taktflanken-gesteuertes RS-Flip-Flop"

> Allerdings würde ich
> (nach meinem aktuellen Wissensstand) dafür jetzt noch eine
> Zusatzschaltung brauchen um aus dem "Sperrzustand" des Fotowiderstands
> einen "Durchlasszustand" zu machen um eine Transistorbasis auf Null zu
> ziehen ...

Ein Fotowiderstand wird niederohmig, falls er beleuchtet wird. Daraus 
folgt, dass dieser "Durchlasszustand" (ich nehme mal an, damit meinst Du 
niederohmig), schon "vorhanden" ist.

> ...und eine weitere Zusatzschaltung, um aus der evtl. dauerhaft
> unterbrochenen Lichtschranke einen Einzelimpuls zu machen.

Falls Du ein Flip-Flop mit Flankensteuerung verwendest, ist das nicht 
nötig. Denn sowie ein Gegenstand die Lichtschranke unterbricht, tritt 
eine Flanke auf. Du benötigst allerdings möglicherweise einen 
Schmitt-Trigger.
Der macht die Flanken "steiler", man könnte auch sagen "schneller".

> Irgendwie beschleicht mich da so langsam das Gefühl, dass das auch
> einfacher gehen muss. Hätte jemand einen Tip für mich?

Das bisherige ist soweit, bis auf die genannten Details, durchaus 
folgerichtig.

> Dickes Plus wäre, wenn die Schaltung mit Transistoren aufzubauen wäre,
> die wären in der Schule vorhanden und ließen sich gut erklären.

Kein Problem. Ein Dutzend Transistoren wirst Du aber benötigen. Darüber 
hinaus, halte ich Dein Vorhaben für sehr lehrreich und interessant.

[Sebastian Reich (Gast)]

Wow, vielen Dank erstmal für den rasend schnellen, detaillierten und in 
viele Richtungen gehenden Input. Wird ein Weilchen dauern, bis ich mich 
durchgearbeitet habe, werde mich dann ggf. wieder melden.

Grüße,
Sebastian

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Theor schrieb:
> Kein Problem. Ein Dutzend Transistoren wirst Du aber benötigen
Ich denke, da reichen zehn weniger....

[Toxic (Gast)]

Falk B. schrieb:
> Auch CMOS-ICs sind schon seit Jahrzehnten KEINE HighTec mehr.

Ich wuerde eher sagen sie sind nicht mehr das Modernste was der Markt zu 
bieten hat - aber HighTec ist es immer noch.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Lothar M. schrieb:
> Theor schrieb:
>> Kein Problem. Ein Dutzend Transistoren wirst Du aber benötigen
> Ich denke, da reichen zehn weniger
Siehe Anhang. Ich habe mangels Informationen jetzt einfach angenommen, 
der nicht näher bekannte "Buzzer" sei so ein aktiver Piezosummer...

Im Screenshot sieht man rot ein paar Hell-Dunkel-Hell-... Zyklen und 
blau den Strom durch den "Buzzer". Zurückgesetzt wird das Ganze durch 
einen Öffnertaster in der Versorgung oder vor der Basis des Q1.
Oder auch durch einen Schließertaster von der Basis von Q1 nach Masse.