Wieder einmal habe ich einen ungewöhnlichen Artikel aus dem Paket ausgewählt, das Rado mir vor langer Zeit geschickt hat: Der Dimmer ist für die Steuerung der Helligkeit einer kleinen Glühbirne gedacht, die mit einer Gleichspannung von 6V aus einem Akku oder einem Netzteil betrieben wird. Die Stromversorgung der Glühbirne erfolgt über N-MOSFET Typ BUZ10, der mit Speicherkondensator C1 einen Miller-Integrator bildet. Mit einem auf die Sensorflächen 1 und 2 aufgelegten Finger wird eine positive Versorgungsspannung bzw. Erdpotential an die Steuerelektrode G angelegt.
Durch die Berührung der Flächen 1 wird C1 aufgeladen, die Spannung an der Elektrode G steigt, die Spannung am Kollektor (D) sinkt und die Glühbirne leuchtet. Da der Widerstand des Fingers je nach Druckkraft etwa 100k bis 1M beträgt, lädt sich C1 relativ langsam auf und die Helligkeit der Glühbirne ändert sich sanft (schneller bei stärkerem Druck und langsamer bei schwächerem Druck). Wenn die gewünschte Helligkeit erreicht ist, entfernen wir den Finger vom Sensor und dank des theoretisch „unendlichen“ Isolationswiderstands der Elektrode G bleibt der Kondensator C1 mit der erreichten Ladung geladen und die Helligkeit der Glühbirne ändert sich nicht weiter. Im Gegenteil, wenn sich die Flächen 2 berühren, entlädt sich der Kondensator, die Spannung am Kollektor steigt und die Glühbirne geht aus. Durch Wegbewegen des Fingers im passenden Moment fixieren wir die gewählte Helligkeit wieder.
Da der Isolationswiderstand der G-Elektrode eigentlich nicht unendlich ist, merkt sich der Dimmer die eingestellte Helligkeit nur für wenige Stunden. Um diese Zeit möglichst lang zu gestalten, müssen wir an C1 einen hochwertigen Folienkondensator mit einer Kapazität von etwa 100 nF verwenden, einen hochwertigen Isolator und einen ausreichenden Abstand zwischen den Metallsensorplatten haben. Elektrode G muss „in Luft“ angeschlossen werden. Das gesamte Gerät muss in einer trockenen Umgebung aufgestellt werden. Ein Transistor kann einen Strom von bis zu mehreren Ampere verarbeiten. Bei größerem Strom erwärmt es sich und muss daher über einen ausreichenden Kühler verfügen. Der Dimmer könnte auch mit einer Batterie- und Lampenspannung von 12V arbeiten, bei einer höheren Spannung besteht die Gefahr eines Durchschlags zwischen den G- und S-Elektroden, zwischen denen bei gemeinsamen Transistoren die maximale Spannung von +-20V liegen kann.
Es ist auch möglich, mit der Größe der Kapazität C1 zu experimentieren. Die gesamte Verbindung ist ein interessantes Spielzeug, dank dem Sie sich leicht mit der Funktion von Transistoren vom Typ MOSFET vertraut machen können.
Originalquelle: ELEKTOR, 7-8/2000.