Durchgangsprüfer

 September 2019


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Ausgangssituation
Meine Lösung
Abschaltautomatik
Prüfspannung
Vergleicher
Oszillator
Schutzschaltung
Fazit
Gehäuse


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Ausgangssituation

Beim Basteln mit Elektrik und Elektronik will ich oft prüfen, ob zwei Punkte in einer Schaltung elektrisch verbunden sind. Das mache ich normalerweise mit einem Multimeter. Nun habe ich da so ein halbmodernes Gerät, das für die Prüfung rund eine Sekunde braucht. Mein altes hat sofort gepiepst und man konnte z.B. mit der Meßspitze an einfach an den Pins eines Steckers langstreifen und damit eine bestimmte Leitung finden. Mit dem neuen geht das nicht mehr.  

  Was mich auch gestört hat, war die recht hohe Prüfspannung von mehreren Volt. Damit wurden die Schutzdioden in einem Chip oftmals aktiv und gaukelten eine Verbindung vor, die es so im Betrieb gar nicht gibt. Auch wurden bisher Verbindungen mit deutlichem Widerstand (z.B. 50 Ohm) immer noch als Verbindung angezeigt.  

Meine Lösung

Statt sich für sagen wir mal 20€ einen prima Durchgangsprüfer zu kaufen, habe ich mir schnell selbst einen ausgedacht und auf Lochraster als Drahtverhau zusammengestrickt. Die Schaltung ist (wie bei mir schon öfter) auf das optimiert, was das Teilelager so her gibt.  

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Hier der Schaltplan:  

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Nachtrag: C1 hat 10nF  

   

Abschaltautomatik

 

  Im linken unteren Teil findet man die Abschalt-Automatik. Durch Tastendruck auf S1 wird C3 auf 9V aufgeladen und entlädt sich über R14 und R15. Dabei wird der Transistor V2 für rund 2 Minuten leitend. Anschließend verbraucht die Schaltung so wenig Strom, dass die Energie einer 9V Batterie nach 100 Jahren noch nicht aufgebraucht wäre.  

   

Prüfspannung

 

  Der Spannungsteiler aus den 4 Widerständen R4, R7, R8, R5 erzeugt drei Spannungen. In der Mitte 4.5V. Darüber 36mV mehr, darunter 36mV weniger. Durch IC1D und IC1A werden die Spannungen niederohmiger (also belastbarer). Zwischen Pin 14 und Pin1 liegen also 72mV an.  

   

Vergleicher

 

  Mit dem zu testenden Widerstand und R1, R9 und R2 wird nun ein Spannungsteiler für die 72mV gebildet.
Ist kein Widerstand angeschlossen, so ist an IC1C Pin 10 36mV niedriger als Pin 9 und der Ausgang (Pin8) liegt auf 0V. Über die Diode V6 verhindert das, dass IC1B anfängt zu schwingen, da sich C1 nicht aufladen kann. Dafür leuchtet aber die LED.
Ich war erstaunt, dass die weiße LED mit einem so großen Vorwiderstand noch richtig hell leuchtet. Dabei fließt durch sie nicht mal ein halbes Milliampere.  

  Hat der zu testende Widerstand genau 10 Ohm, so wird die angelegte Spannung genau halbiert und es liegt an Pin 10 von IC1C die gleiche Spannung an, wie an Pin 9. Sobald der Widerstand unter 10 Ohm ist, wird Pin 10 etwas positiver als Pin 9 und der Ausgang von IC1C schnellt auf 9V hoch. Damit wird die Diode V6 nichtleitend und der mit IC1B gebaute Oszillator sorgt für den Piepston.  

   

Oszillator

 

  Über R6 läge Pin 5 von IC1B auf etwa halber Betriebsspannung wäre da nicht die Mitkopplung über R12. Anfangs ist C1 leer und Pin7 auf etwa 9V. Über R11 läd sich C1 auf, bis Pin 6 eine höhere Spannung hat als Pin 5. Dann spring Pin 7 auf 0V und C1 wird über R11 wieder langsam entladen. R12 zieht Pin 5 dabei immer ein Stück weit mit, so dass das Umspringen auf 0V an Pin 5 bei einer deutlich höheren Spannung passiert, als das Umspringen auf 9V. (Hysterese). Damit entsteht an Pin 7 ein Rechtecksignal mit einer Frequenz von ca. 1KHz. C2 dient dazu, den Gleichspannungsanteil des Signals zu entfernen und erhöht dabei die Spitze-Spitze Ausgangsspannung wodurch der Piezolautsprecher lauter piepst.  

   

Schutzschaltung

 

  Der 100Ohm Widerstand R1 schützt zusammen mit den Dioden V3 und V4 die Schaltung ein wenig vor einer an den Prüfspitzen anliegenden externen Spannung. Theoretisch kurzzeitig bis 100V. Aber wirklich nur sehr kurz. Da ich üblicherweise mit 5V oder 12V arbeite, brauche ich aber keine Angst vor Restspannung in irgendwelchen Elkos haben. Das müßte die Schaltung wegstecken.  

   

Fazit

 

  Insgesamt bewirkt die Schaltung, das an den Buchsen eine Prüfspannung von ca. 70mV anliegt und das Gebilde sofort piepst, sobald die Anschlussbuchsen mit weniger als 10 Ohm verbunden werden. Dabei geht gleichzeitig die LED aus.
Zumindest ist es so entworfen. Aufgrund der Toleranzen von R1 und R2 liegt der Pieps-Grenzwert bei meinem Gerät bei etwa 20 Ohm.
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Gehäuse

 

  Dazu habe ich ein passendes Gehäuse entworfen und auf dem 3D-Drucker hergestellt.  

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Zuammen sieht das nun so aus:  

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Und mit eingesteckten Meßspitzen:  

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Aber der Seitenquelltext (strg-U) sieht auch interessant aus, zumindest wenn man ihn mit einem Monospace Font in sehr kleiner Schriftgröße betrachtet.

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