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555 Timer Hacks: Kabel-Tester, Magnetrührer und Lego Grabbers Oh My!

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555 Timer Hacks: Kabel-Tester, Magnetrührer und Lego Grabbers Oh My!

Wollen Sie mehr über die 555 Timer IC erfahren? In diesem Instructable werde ich Ihnen zeigen, wie Sie eine 555 zu Ihrer Sammlung von Snap-Schaltungen Blöcke und Build-Schaltungen, die Sie verwenden können, um mit dem Experimentieren:

Bauen Sie ein optisches Theremin

Bau praktische Witz Lüge Detektor.

Verringert die Zugabe von Salz zu Wasser den Widerstand?

Verwenden Sie einen Magnet, um die Tonhöhe des 555-Zeitschaltkreises zu ändern.

Machen Sie ein Bleistift (Graphit) Orgel.

Verwenden Sie die 555-Schaltung als Kabeltester.

Erstellen Sie einen Tongenerator

Test Pusle Width Modulation (PWM) mit Kombinationszentrifuge / Magnetrührer.

Betätigen Sie einen Lego-Greiferarm

Derzeit gibt es keine Snap Circuits Sets, die über den 555 Timer IC verfügen. So müssen Sie eine 555 Timer IC von Allied Electronics oder Ihre Lieblings-Elektronik-Anbieter zu erwerben. Wenn Sie nicht über den Snap Circuits Extreme SC-750 verfügen, können Sie den Snap Circuits Eight-Pin IC Socket Block von C & S Sales erwerben. Wenn Sie diese beiden Komponenten zu Ihrem Satz von Snap-Circuits-Blöcken hinzufügen, können Sie Dutzende von Schaltkreisen erstellen, die um den 555 Timer IC herum aufgebaut sind.

Snap Circuits ist ein pädagogisches Spielzeug, das Elektronik mit lötfreien Snap-zusammen elektronische Komponenten unterrichtet. Jeder Bestandteil hat das schematische Symbol und ein Etikett, das auf seinem Plastikkasten gedruckt wird, der für die einfache Identifizierung farbcodiert ist. Sie schnappen zusammen mit gewöhnlichen Kleiderschnaps. Die Bauteile schnappen auch auf ein 10 x 7 Kunststoff-Grundraster analog einem lötfreien Steckbrett. Es gibt mehrere Snap Circuits Kits, die von ein paar einfachen Schaltungen bis zum größten Kit, das 750 elektronische Projekte umfasst reichen.

Alle Kits enthalten Handbücher in Farbe gedruckt mit einfach zu Diagrammen folgen, um die Projekte zu montieren. Die Abbildungen für jedes Projekt sehen fast genau so aus, wie die Komponenten auf dem Grundraster aussehen werden, wenn sie fertig sind. Da das elektronische Symbol auf jedem elektronischen Bauteil gedruckt wird, sieht es, sobald das Projekt fertig gestellt ist, fast genau wie ein elektronisches Schaltbild aus.

Schritt 1: Setzen Sie den 555 Timer-Chip in den Snap Circuits IC Socket-Block ein

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Der 555-Timer-IC wurde 1972 von einer Firma namens Signetics (später von Philips erworben) eingeführt und von Hans R. Camenzind entworfen. Der 555-Chip hat 25 Transistoren, 15 Widerstände und 2 Dioden in einem 8-poligen DIP (Dual In-line Package) und sieht aus wie ein quadratischer Bug mit acht Beinen. Es hat eine Kerbe an der Spitze und Pin 1 ist in der linken oberen Ecke. (Siehe Bild 1) (Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/File:Signetics_NE555N.JPG)

Die Snap - Schaltungen Acht-Pin - IC - Sockel - Block Bild 2 (Quelle: http://cs-sales.net/eiicso6u8.html )

Setzen Sie den 555-Timer-Chip in den Snap Circuits-Eight-Pin-IC-Sockelblock ein. Stellen Sie sicher, dass die Kerbe in der Oberseite des 555 Timer-Chips mit dem Diagramm des Chips auf dem IC-Sockel blockiert ist. (Siehe Abbildung 3) (Quelle: http://www.snapcircuits.net/learning_center/designer )

Schritt 2: 555 Timer-IC-Pins

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Im folgenden sind die Pin Outs für den 555 Timer IC (Quelle:
Http://www.markallen.com/teaching/ucsd/147a/lectures/lecture4/5.php):

Pin 1 ist geschliffen. Es ist mit der negativen Seite Ihrer Batterie oder Strom zusammen mit anderen Komponenten in Ihrem Stromkreis an Masse angeschlossen verbunden.

Pin 2 ist der Trigger-Pin. Er wird mit Masse verbunden und schaltet die Pins 3 und 7 ein.

Pin 3 ist der Ausgangspin. In dieser Schaltung gibt es ein Rechtecksignal aus, das auf einem Lautsprecher zu hören ist.

Pin 4 ist der Reset-Pin. Es wird in dieser Schaltung nicht verwendet. Siehe http://de.wikipedia.org/wiki/555_timer_IC oder http://www.markallen.com/teaching/ucsd/147a/lectures/lecture4/5.php für mehr Informationen über diesen Pin.

Pin 5 ist der Steuerstift. Es wird in dieser Schaltung nicht verwendet. Sehen
Http://de.wikipedia.org/wiki/555_timer_IC oder http://www.markallen.com/teaching/ucsd/147a/lectures/lecture4/5.php für mehr Informationen zu diesem Pin.

Pin 6 ist der Threshold Pin. Der 0.02uf Kondensator C1 wird aufladen und wenn er etwa 2/3 Vcc (Spannung von der Batterie) erreicht, wird dies durch den Schwellwertstift erkannt. Dies beendet das Zeitintervall und sendet 0v an den Ausgang Pin 3 (schaltet ihn aus).

Pin 7 ist der Entladestift. Dieser Pin wird auch durch den Threshold-Pin 6 abgeschaltet. Wenn Pin 7 abgeschaltet wird, schneidet er die Leistung auf den 0,02uf-Kondensator C1, der ihn entlädt. Pin 7 steuert auch das Timing. Pin 7 ist mit dem 50K Ohm Widerstand RV und dem Photowiderstand verbunden. Wenn Sie den Schieberegler auf dem Variablen Widerstand RV bewegen, ändert sich der Widerstandswert im Schaltkreis. Dies ändert die Zeitsteuerung von Pin 7 und ändert somit die Tonhöhe der auf dem Lautsprecher wiedergegebenen Rechteckwelle.

Pin 8 ist mit der positiven Seite Ihrer Batterie oder Strom zusammen mit anderen Komponenten in Ihrem Schaltkreis verbunden mit positiv verbunden.

Schritt 3: Der Spannungsregler

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Zur Stromversorgung des 555 können Sie den Baustein Snap Circuits B5 verwenden (er wird auch als 9-Volt-Halter und Switch bezeichnet). Der Vorteil dieses Blocks ist, dass Sie eine Standard-9-Volt-Batterie an den Block anschließen können und über den Spannungsregler-Schaltkreis L7805 (siehe Schaltplan) 5 Volt an den 555 liefern. Der B5 hat auch zwei 5 Volt-Ausgänge - eine für die Stromversorgung der Theremin und eine, die Sie verwenden können, um ein anderes Gerät. HINWEIS: Da der Ausgang des 555 im Astable-Modus eine Rechteckwelle ist, können Sie den Ausgang für die Pulsweitenmodulation (PWM) verwenden, um ein Gerät wie einen Motor zu steuern.

Schritt 4: Bauen Sie ein Optisches Theremin

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Ein Theremin ist ein Musikinstrument, das gespielt wird, ohne das Instrument zu berühren. Das ursprüngliche Theremin verwendete Hochfrequenzstörungen, die durch die Bewegung der Hand des Spielers verursacht wurden, um die Tonhöhe des Instruments zu ändern. Das optische Theremin hängt von der Intensität des Lichts ab, das auf den Photowiderstand fällt, der ebenfalls durch die Bewegung der Hand des Spielers gesteuert wird.

Benötigte Teile

1 Grundraster (11 "x 7,7") # 6SC BG
1 8-polige IC-Buchse # 6SC? U8
1 0,02 uF Kondensator # 6SC C1
1 100 Ohm Widerstand # 6SC R1
1 variabler Widerstand # 6SC RV
1 Whistle Chip # 6SC WC
1 Lichtempfindlicher Widerstand # 6SC RP
1 9 Volt Batteriehalter # 6SC B5
1 Drücken Sie die Taste # 6SC S2
3 Single Snap Leiter # 6SC 01
8 Leiter mit 2 Verschlüssen # 6SC 02
2 Leiter mit 3 Verschlüssen # 6SC 03
1 Leiter mit 4 Druckknöpfen # 6SC 04
1 Leiter mit 5 Rasten # 6SC 05

Snap - Schaltungen Teile können separat bestellt werden bei http://cs-sales.net/sncirepa.html

Bauen Sie die Schaltung in den Fotos.

Sobald Sie die Schaltung aufbauen, schalten Sie den B5-Block ein. Sie hören einen Ton aus dem Whistle Chip. Bewegen Sie den Schieberegler auf den Variable Resistor (RV) und Sie hören den Ton steigen und senken in der Tonhöhe, je nachdem, wie Sie den Schieberegler bewegen. Als nächstes bewegen Sie Ihre Hand, so dass sie einen Schatten auf den lichtempfindlichen Widerstand (RP) und hören Sie die Tonhöhe, wie es sich ändert.

Wie im Video in Schritt 1 ersichtlich, können Sie den 3-Snap-Leiter durch den Pressschalter (S2) ersetzen.

Mal sehen, ob wir verstehen können, was passiert. Der 555-Chip ist im astabilen Modus, dh Pin 3 sendet einen kontinuierlichen Strom von Impulsen, die als Rechtecksignal bezeichnet werden, an den piezoelektrischen Lautsprecher (WC), den Sie als Ton hören. Das Rechteckwellensignal wird durch das Laden und Entladen des 0,02uf-Kondensators C1 verursacht.

Beim Einschalten des B5-Bausteins:

Schritt 1. Der 0,02uf Kondensator C1 lädt auf.

Schritt 2. Wenn die Ladung im Kondensator 2/3 Spannung erreicht, wird dies von Pin 6, dem Schwellen-Pin, erkannt.

Schritt 3. Der Threshold Pin 6 schaltet den Output Pin 3 aus.

Schritt 4. Der Threshold Pin 6 schaltet Pin 7, den Entladestift ab.

Schritt 5. Wenn der Entladestift 7 ausgeschaltet wird, schneidet er die Leistung auf den Kondensator 0.02uf, der ihn entlädt.

Schritt 6. Wenn der Entladungskondensator 1/3 Vcc erreicht, wird dies durch den Triggerpin 2 detektiert.

Schritt 7. Der Trigger Pin 2 sendet 6 Volt an Pin 3 den Output Pin.

Schritt 8. Der Trigger-Pin 2 sendet 6 Volt an Pin 7 den Entladestift, der den 0.02uf Kondensator auflädt.

Schritt 9. Gehen Sie zurück zu Schritt 1.

Dieser Vorgang wiederholt die Erzeugung des Rechtecksignals (siehe Bild) und Sie hören das Signal vom Lautsprecher als Ton.

Wenn Sie den Schieberegler auf dem Variablenwiderstand (RV) bewegen, ändert sich der Widerstand des Schaltkreises. Da der variable Widerstand mit Pin 7 verbunden ist, steuert das Ändern des Widerstandes die Zeitsteuerung, wie oft der Kondensator (C1) mit 0,02uf geladen und entladen wird. Da der Photowiderstand (RP) ebenfalls mit dem Pin 7 verbunden ist, ändert die Lichtmenge, die auf den Photowiderstand fällt, auch den Widerstand und kontrolliert auch, wie oft der Kondensator (C1) geladen und entladen wird. Sie merken, wenn mehr Licht, das auf den Photowiderstand fällt, die Tonhöhe höher bildet. Weniger Licht macht die Tonhöhe niedriger.

Schritt 5: Versuchen wir ein paar Experimente mit dem 555-Timer

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Erstellen Sie einen praktischen Witz Lügendetektor:

Benötigte Teile:

1 Jumper Wire 8 "(weiß) # 6SC J3F
1 Jumper Draht 4 "(blau) # 6SC J4

Der Lügendetektor ist sehr einfach: Ersetzen Sie den Fotowiderstand durch die weißen und blauen Überbrückungskabel, wie im Bild gezeigt.

Nur wenige gebildete Leute nehmen Polygrafie ( "die Praxis einen Lügendetektor zu verwenden, oder Lügendetektor") ernst heutzutage http://antipolygraph.org . Polygraphie ist Pseudowissenschaft wie Ufologie oder paranormale Forschung. Es gibt jedoch Menschen, die tatsächlich glauben, dass ein Lügendetektor Täuschung erkennen kann. Wenn jemand Sie wissen, glaubt dieser Unsinn, dann können Sie ein wenig Spaß auf die Kosten dieser Person haben.

Erklären Sie, dass Sie einen Lügendetektor gebaut haben. Es funktioniert, weil wenn jemand lügt, neigen sie dazu, mehr zu schwitzen, als wenn sie nicht liegen. Eine Zunahme des Schweißes ändert den Widerstand zwischen den Elektroden, was wiederum die Tonhöhe des Lügendetektors verändern wird. Schalten Sie den Lügendetektor ein und halten Sie vorsichtig den weißen Schnapper zwischen dem Daumen und Zeigefinger der linken Hand und dem blauen Verschluss zwischen dem Daumen und Zeigefinger Ihrer rechten Hand. Sie hören ein Klicken vom Sprecher vielleicht einen niedrigen Bildton. Haben Sie Ihren Freund fragen Sie zwei Fragen, sondern informieren Sie Ihre firend, dass Sie die erste Wahrheit beantworten werden, aber Sie werden in Reaktion auf die zweite Frage liegen. Fahren Sie mit den weißen und blauen Druckknöpfen fort, während Sie die erste Frage wahrheitsgemäß beantworten, aber drücken Sie dann beide Druckknöpfe, während Sie die zweite Frage beantworten - das Zusammendrücken des Druckknopfes ändert den Abstand viel.

Durch Drücken der Snaps, erhöhen Sie die Menge der Haut zwischen den Fingern, die die Snaps. Dies verringert den Widerstand in der Schaltung und erhöht die Teilung des Lügendetektors.

Jetzt haben Sie Ihren Freund versuchen. Zuerst kann er oder sie die Elektroden zu fest halten, um die Tonhöhe zu verändern. Fragen Sie Ihren Freund, "warum bist du so nervös ... einfach nur entspannen." Warten Sie, bis der Ton stetig ist und beginnen Sie dann, Ihre Fragen zu stellen.

Schließlich wird Ihr Freund auf, dass fangen, auch wenn er oder sie liegt, dass Tonhöhe wird sich nicht ändern, bis die Elektroden gequetscht werden.

Da wir den Photowiderstand durch die Überbrückungsdrähte ersetzt haben, nennen wir diesen Schaltkreis nun die 555-Testschaltung, es gibt einige Experimente, die getestet werden können, um den Widerstand zu testen:

Verringert die Zugabe von Salz zu Wasser den Widerstand?

In diesem Video füge ich Meersalz zu Wasser, um zu sehen, wenn der Widerstand von gewöhnlichem Leitungswasser bei Raumtemperatur ändert. Die Elektroden der 555-Testschaltung werden mit gewöhnlichen Wäscheklammern im Becherglas untergetaucht gehalten. Ich entschuldige mich für die Lautstärke meines Magnetrührers / der Zentrifuge. Vielleicht war es besser, meine K'nex Magnetrührer / Zentrifuge zu verwenden, die ein wenig kräftiger ist, aber ich musste die Neodymmagnete aus dem K'nex-Modell leihen, um das Erektor-Set-Modell zu testen. Sie können die Änderung der Tonhöhe hören, während ich das Meersalz in das 50-ml-Becherglas einrichte (wenn Sie die Fortschrittsleiste zwischen 10 Sekunden und 43 Sekunden hin- und herbewegen, ist es leichter, die Änderung der Tonhöhe zu unterscheiden). Die Änderung der Tonhöhe ist nur ein wenig höher, aber ja, das Hinzufügen von Salz zu Wasser verringert den Widerstand des Wassers. Ich bemerkte auch, daß viele der größeren Stücke des Meersalzes sich nicht auflösten, was erklären kann, warum Meersalz weniger salzig schmeckt als gewöhnliches Speisesalz.

Verwenden Sie einen Magnet, um das Bild des 555-Timer-Schaltkreises zu verändern

Benötigte Teile:

Snap Schaltkreise Elektromagnet # 6SC M3
Schnappschüsse Iron Core Rod # 6SC M3B
Neodym-Magnet (ich erhielt meine von einem magnetischen Schlüsselanhänger)

In diesem nächsten Video, befestigte ich die Jumper-Drähte an den Snap-Circuits-Elektromagnet-Block und steckte meine Neodym-Magnet an der Eisenkern-Stange. Dann benutzte ich den Magneten, um die Tonhöhe des 555 Testschaltkreises zu ändern.

Machen Sie ein Bleistift (Graphit) Orgel

Für ein bisschen Spaß, in diesem nächsten Video habe ich die 555 Teststrecke in ein einfaches Musikinstrument gedreht. Ich zog eine dicke Stange auf ein Stück Papier mit einem Bleistift der Zahl 2 und klebte das weiße Überbrückungsdraht zu einem Ende der Stange und verwendete das andere Überbrückungsdraht, um entlang der Stange zu bewegen, um die Tonhöhe des 555 Teststromkreises zu ändern.

Kabeltester

Benötigte Teile:

2 Multimeter-Messleitungen mit Bananenstecker (männlich)
2 Krokodilklemmen mit Bananenstecker (weiblich)

In diesem letzten Video habe ich einige Testleitungen von einem alten Multimeter bis zum 555 Teststrecke angeschlossen. Die Krokodilklemmen haben Bananenstecker und sind leicht mit dem Ende der Messleitungen verbunden, die am Multimeter angeschlossen sind. Ich verwende die Testleitungen zu Teststift 1 auf dem ersten Steckverbinder und finde, welchen Pin er an den zweiten Stecker angeschlossen ist. Am Anfang des Videos zeige ich auch, wie der "Lügendetektor" funktioniert, indem er die Leine zwischen den Daumen und Zeigefinger drückt.

Schritt 6: Erstellen eines Tone Genterator

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Benötigte Teile

1 Grundraster (11 "x 7,7") # 6SC BG
1 8-polige IC-Buchse # 6SC? U8
1 0,02 uF Kondensator # 6SC C1
1 variabler Widerstand # 6SC RV
1 Whistle Chip # 6SC WC
1 9 Volt Batteriehalter # 6SC B5
4 Single Snap Leiter # 6SC 01
7 Leiter mit 2 Verschlüssen # 6SC 02
2 Leiter mit 3 Verschlüssen # 6SC 03
3 Leiter mit 4 Druckknöpfen # 6SC 04

Bauen Sie die Schaltung in den Fotos gezeigt.

Wenn Sie den Schieberegler auf dem Variablenwiderstand (RV) bewegen, ändert sich der Widerstand des Schaltkreises. Da der Variable Widerstand an Pin 7 angeschlossen ist, ändert der Widerstand die Zeitsteuerung, wie oft der 0.02uf Kondensator (C1) lädt und entlädt. Wenn Sie den Widerstand in der Schaltung ändern, ändern Sie die Tonhöhe des Rechtecksignals, das Sie am Lautsprecher hören.

Schritt 7: Testen der Pulsweitenmodulation

555 Timer Hacks: Kabel-Tester, Magnetrührer und Lego Grabbers Oh My!

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Teile:

1 Grundraster (11 "x 7,7") # 6SC BG
3 Batteriehalter (2-AA) # 6SC B1
1 Drei-Frühling Einfaßung # 6SC? Q
1 Zwei-Feder-Steckdose # 6SC?
1 Jumper Wire 18 "(Schwarz) # 6SC J1
1 Jumper Draht 18 "(rot) # 6SC J2
1 250 ml Becher (http://www.dynalon.com/)
1 Magnetische Stir Bar (http://www.dynalon.com/)
2 Zentrifugenröhrchen (http://www.dynalon.com/)
2 Zahnbürstenhalter (irgendein Dollarspeicher), zum der Zentrifugengläser zu halten
2 Neodym-Magnete für Magnetrührer

Sonderteile:

Leiterplatte von CyberK'nex motor
Schnappschaltkreise Überbrückungsdraht zum Umwandlungskabel des Alligatorclips
Bunsen Brenner Stand (Mine ist ein Prototyp gebaut von erector gesetzt Teile, in denen ich noch arbeiten die Bugs)
Kombinierte Zentrifuge / Magentisches Rührwerk (auch ein Prototyp aus Aufbausatzteilen, in dem ich noch die Bugs ausarbeite)

Da der Ausgang des 555-Timers im astabilen Modus eine Rechteckwelle ist und durch Verschieben des variablen Widerstands kann man die Tonhöhe des Ausgangssignals ändern, fiel mir ein, dass ich in der Lage sein könnte, eine drehzahlgeregelte Motorsteuerung zu erzeugen. Ein Rechtecksignal ist einfach ein Impuls oder eine Spannungsänderung von 0 Volt bis 5 Volt (im Fall dieser Schaltung) und dann zurück auf Null Volt oder ein Schalter, der sehr schnell ein- und ausschaltet. Der & ldquor; Tastverhältnis "dieser Schaltung ist 50%, was bedeutet, dass die Rechteckwelle bei 0 Volt für 50% der Zeit und bei 5 Volt für 50% der Zeit ist. Ich vertauschte 0.02uf Capcitor mit einem 1uf Kondensator, so dass Sie die Rechteckimpulse an den Motor geschickt hören könnte.

Als nächstes brauchte ich eine Anwendung, um Puls mit Modulation zu testen. Ich kicherte mit k'nex herum, um zu sehen, ob ich eine Kombinationszentrifuge und einen magnetischen Rührer bauen könnte. Hier ein Video zum k'nex-Modell:

Leider ist der CyberK'nex-Motor auf Drehmoment, nicht auf Geschwindigkeit ausgerichtet und daher zu langsam gedreht, um ein wirksamer Motor für die Zentrifuge oder den Magnetrührer zu sein.

Als nächstes baute ich ein Modell aus erector set Stücke. Wenn der Motor mit 9 Volt versorgt wird, dreht er sich schnell genug, aber sobald irgendeine Last auf den Motor gelegt wird, würde er den Stromkreis überhitzen und ich würde beobachten, wie die Thermistoren in den Batterieblöcken langsam den Stromkreis abschalten würden.

Später entschied ich mich zu sehen, ob ich die Pinbelegungen für die CyberK'nex Motoren finden konnte und fand sie hier:

http://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece4760/FinalProjects/s2011/tjm238_nw225/tjm238_nw225/index.html#hardware

Unter Verwendung der Sonden aus dem Kabeltesterschaltkreis, aber mit der schwarzen Sonde an Pin 3 an der 555 und der roten Sonde an + 5V am Batteriehalterblock (B5) angeschlossen, überprüfte ich die Pinbelegung und prüfte die variable Drehzahlanpassung mit der Variablen Widerstand (RV). Ich konnte die Geschwindigkeit des CyberK'nex Motors leicht steuern.

Einmal war ich in der Lage, die Geschwindigkeit des CyberK'nex-Motors zu kontrollieren, entschied ich mich, die Platine aus ihr herauszunehmen. Ich nahm einen Dreidraht-Header-Steckverbinder und verband den 555-Timer mit den Platinenstiften und das nächste Video war das Ergebnis des Tests:

Als nächstes beschloss ich, einen Lego Technic Motor auszuprobieren und feststellte, dass ich die Cyberk'nex Platine nicht brauchte. Ich könnte PWM-Impulse direkt an den Legomotor senden. In diesem nächsten Video baute ich eine Schaltung, um die Polarität umzukehren, so dass ich den Motor in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung drehen konnte. Leider hat Snap Circuits keinen doppelpoligen Doppelwippschalter (der einfachste Weg, um die Polarität umzukehren), also musste ich meinen eigenen doppelpoligen Doppelwurfschalter (mit Center off) aus zwei Einzelpol-Single-Throw-Schaltern (Slide Switch S1) aufbauen ) Und einen Druckschalter (S2). Ich fügte auch eine grüne und eine rote LED hinzu, um Vorwärts- und Rückwärtsrichtung anzuzeigen. Der Lego wird mit einem Lego to Snap Circuits Convesion-Kabel an die 555-Zeitschaltung angeschlossen. Beachten Sie auch, dass ich zwei 4,5-Volt-Akku-Blöcke für die 9 Volt benötigt, um den Lego-Motor fahren hinzugefügt.

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