Dirigent des Metronoms. Schema, Beschreibung

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Dirigent des Metronoms. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Musiker

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Beim Erlernen des Spielens von Musikinstrumenten wird häufig ein mechanisches oder elektronisches Metronom verwendet, um das Tempo vorzugeben. Letzteres wurde von mir in einem der beliebtesten modernen Designs hergestellt. Im Betrieb stellte sich jedoch heraus, dass ein solches Gerät seinem mechanischen Gegenstück mit einem verstellbaren Pendelknopf unterlegen ist, dessen gemessene Schwingungen als Bewegung eines Dirigentenstabs wahrgenommen werden.

Wir mussten dringend ein neues Metronom mit optischer Anzeige herstellen. Ich war mit dem resultierenden Design zufrieden. Und was am wichtigsten ist: Es stellte sich heraus, dass ein solches elektronisches Gerät bald von Musiklehrern für den planmäßigen Unterricht mit ihren Schülern und für die Nachhilfearbeit nachgefragt wurde.

Schaltplan und Leiterplattentopologie eines selbstgebauten elektronischen Metronoms mit Lichtanzeige (zum Vergrößern anklicken)

Wie aus dem elektrischen Schaltplan hervorgeht, verfügt mein Metronom über einen Tempogenerator, einen Lichtanzeigegenerator und einen Tonsignalgeber. Die Stromversorgung erfolgt über eine Trockenbatterie mit einer Nennspannung von 9 V.

Der Tempogenerator, der nach den traditionellen Regeln des DD1-Timers hergestellt wurde, erzeugt rechteckige Impulse mit einem Tastverhältnis nahe 2. Sein Timing-RC-Schaltkreis besteht aus den Widerständen R1-R3 und dem Kondensator C1. Der variable Widerstand R2 verändert die Frequenz des Tempogenerators im Bereich von 6 bis 40 Hz.

Das empfangene Signal von Pin 3 von DD1 wird dem Eingang 14 des Dezimalzählerteilers auf dem DD2-Chip zugeführt, dessen Ausgänge (über Stromverstärker an den Transistoren VT1-VT10) mit den LEDs HL1-HL10 geladen werden. An jedem Ausgang des DD1-Chips erscheint sequentiell ein High-Pegel. Außerdem nur für die Dauer der Taktimpulse des Tempogenerators, daher leuchten die LEDs nacheinander auf, wodurch ein „Wanderwelleneffekt“ entsteht.

Gleichzeitig wird das Signal über die Differenzierkette R4C3 vom Ausgang 11 der DD2-Mikroschaltung dem Eingang des Transistorverstärkers VT11-VT12 zugeführt, dessen Gesamtlast der dynamische Kopf BA1 ist. Die R4C3-Kette dient dazu, den vom Ausgang 11 des DD2-Chips kommenden Rechteckimpuls zu verkürzen, wodurch im Lautsprecher ein charakteristisches Klicken zu hören ist, ähnlich dem Countdown eines mechanischen Metronoms. In diesem Fall kann die Schallfrequenz im Emitter durch den Widerstand R0,6 des Tempogenerators im Bereich von 4 bis 2 Hz variiert werden.

Die Elemente des Gerätes, mit Ausnahme von LEDs, einem variablen Widerstand und einem Netzteil, sind auf einer Leiterplatte aus einseitiger Glasfaserfolie mit den Abmessungen 65x42x1 mm untergebracht. Die Topologie und Abmessungen der Platine können unterschiedlich sein, da sie von der Form der Teile und dem Gerätekörper abhängen.

In der Version des Autors wird beispielsweise eine Plastikhülle eines Kinderspielzeugs „Balalaika“ verwendet. Es war möglich, LEDs im Hals, im Haupthohlraum – eine Leiterplatte, einen Tongeber und Batterien – und außen – einen Temporegler und einen Kippschalterkopf – zu platzieren.

Das Gerät verwendet die Mikroschaltungen KR1006VI1 (DD1) und K561IE8 (DD2), feste Widerstände vom Typ MLT-0,125 und variable Widerstände - SPZ-Z0 Klasse A, Transistoren KT315G (VT1 - VT11) und KT815A (VT12) ohne Strahler, Kondensatoren K73 -17 (C1-C3) und K50-6 (C4). Als Schallgeber BA1 wurde ein 0,1 GD-12 Dynamikkopf verwendet. Der SA1-Schalter wurde zum bekannten MT-1, aber jeder andere Kippschalter könnte an seine Stelle treten.

Tatsächlich ermöglicht dieses Metronom eine ziemlich große Auswahl an Ersatzteilen. Insbesondere würde der K561IE8 gut als Ersatz für den K176IE8-Chip funktionieren, der KT1A ist als Transistor VT11-VT3102 durchaus akzeptabel und der KT12A eignet sich gut für VT817. Kondensatoren können entsprechend den im Diagramm angegebenen Werten auch durch Analoga ersetzt werden, und statt eines dynamischen Kopfes kann man sich auch mit einer KM-2-Telefonkapsel begnügen.

Es empfiehlt sich die Verwendung von LEDs HL1-HL9 mit ruhigem, grünem Lichtschein. Anstelle der letzten (Zehntel), die gleichzeitig mit dem Klicken des Metronoms aufleuchten sollte, empfiehlt sich jedoch der Einbau eines roten AL307AM. Die Stromquelle ist eine Batterie aus galvanischen Zellen GB1 „Krona“.

Fehlerfrei und aus wartungsfähigen Teilen zusammengebaut, funktioniert das Metronom sofort nach dem Einschalten. Bei Bedarf werden einige Anpassungen vorgenommen. Beispielsweise werden die Frequenz und die Grenzen der Geschwindigkeitssteuerung eingestellt, indem der Widerstandswert der Widerstände R1–R3 geändert und die Kapazität des Kondensators C1 aus dem Verhältnis f = 1,44/(R1 + 2R2 + 2R3)C1 ausgewählt wird.

Die gewünschte Helligkeit der LEDs wird beim Abgleich über den Widerstandswert des Widerstands R5 eingestellt. Die Skala des variablen Widerstands R2 wird durch Vergleich der Schallfrequenz des Senders mit der Schwingungsfrequenz eines mechanischen Metronoms kalibriert.

Autor: G.Skobelev

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