Das lustige Kästchen, das stets daran bedacht ist, sich selbst auszuschalten, ist unter vielen Namen bekannt: „Useless Box“, „Leave-Me-Alone-Box“
oder z.B. „Sinnlose Box“. Alles dreht sich um eine Box mit einem Ein-Aus-Schalter, das einzig sichtbare Element an der Box. Sobald man den Schalter einschaltet,
öffnet sich ein Deckel der Box, und mit einem Hebel, der oft als ein Finger dargestellt wird, wird der Schalter wieder ausgeschaltet. Das ist schon alles. Eine
wirklich nutzlose Maschine, die als eine die Leute zum Lachen bringende Kuriosität anzusehen ist. Man bekommt den Eindruck, dass jemand in der Box einfach nicht
gestört werden will. „Bitte nicht stören“, das ist wohl die Botschaft.
Je nachdem mit welchen weiteren Zusatzfunktionen man die Box ausstatten will, kann die Steuerung einer Useless Box durchaus umfangreich ausfallen. Bei unserer
Schaltung konzentrieren wir und darauf, eine möglichst einfache Steuerung mit möglichst wenig Komponenten aufzubauen.
Zum Einsatz kommen ein Ein-Aus-Schalter, ein Position-Endschalter, ein Relais und ein Gleichstrommotor. Weitere Bauteile werden für eine einfache Ausführung
nicht benötigt.
In unserer Testschaltung kommt zusätzlich noch ein Spannungsregler zum Einsatz, was allerdings nur darauf zurückzuführen ist, dass der Motor und das Relais mit
unterschiedlichen Spannungen arbeiten. Bei entsprechender Wahl der Komponenten wird der Spannungsregler
nicht benötigt.
Motor
In der Testschaltung angewandte Gleichstrommotor, Bezeichnung JGB37, arbeitet nominal mit 12 VDC. Seine Drehzahl, durch die Getriebe reduziert, beträgt 200
Umdrehungen/Min. Diese Drehzahl ist für die gestellte Aufgabe zu hoch und wird mit Spannung runtergesetzt. In der Testschaltung arbeitet der Motor mit 5 VDC.
Diese Spannung stellt der eingebaute Spannungsregler bereit.
Bei dem Relais handelt es sich um ein Relais mit der Bezeichnung HK19F. Seine nominale Spannung beträgt 9 VDC. Das Relais verfügt über zwei Wechsler-Kontakte.
Beide Kontakte werden in der Schaltung verwendet. Das Relais dient dazu, den Motor mit Strom zu versorgen und seine
Drehrichtung zu steuern.
Spannungsregler
Der Spannungsregler wird dazu verwendet, die Spannungsversorgung von 9 V auf 5 V runter zu regeln. Bei einem Motor, der mit 9V eine zufriedenstellende Drehzahl
hätte, wäre der Spannungsregler überflüssig.
Die Diode D1 (Bezeichnung 1N4007) hat in der Schaltung eine Sperrfunktion. Nachdem die Laufrichtung des Motors geändert wurde, muss das Relais abgeschaltet bleiben.
Die Diode verhindert es, dass auf dem Rückweg das Relais anzieht und die Drehrichtung des Motors wieder
geändert wird.
Schaltplan
Im Ruhezustand bewegt sich der Motor nicht, weil er von der Spannungsversorgung getrennt ist. Der Schalter S1 wurde nicht betätigt und sein Schließer-Kontakt
S1-11/14 bleibt offen. Der Motor in der Ausgangsposition betätigt den Endschalter S2, wodurch sein Öffner-Kontakt S2-11/12 ebenfalls offen ist. Im Ruhezustand
verbraucht die Schaltung somit keine Energie.
Die Situation ändert sich, sobald der Schalter S1 betätigt wird. Der Schließer-Kontakt S1-11/14 wird geschlossen. Das Relais K1 zieht an und seine Schließer-Kontakte
K1-11/14 und K1-21/24 werden geschlossen. Über die Diode D1 und die genannten Kontakte K1-11/14 und K1-21/24 wird der Motor mit Strom versorgt und dreht. Die Drehung
dauert solange, bis der an der Welle des Motors angebrachte Hebel den Schalter S1 betätigt und ihn ausschaltet. Der Öffner-Kontakt S1-11/12 wird geschlossen. Der Öffner-Kontakt
S2-11/12 ist zu diesem Zeitpunkt, da der Motor seine Ruheposition verlassen hat, ebenfalls geschlossen. Gleichzeitig fällt das Relais K1 ab und seine Öffner-Kontakte
K1-11/12 und K1-21/22 schließen. Der Motor wird jetzt über S1-11/12, S2-11/12 und Relais-Kontakte K1-11/12 und K1-21/22 mit Strom versorgt. Er dreht jetzt weiter, doch diesmal in
andere Richtung. Die Motoranschlüsse wurden dank der Wechslerkontakte des Relais umgepolt. Die Bewegung des Motors dauert solange, bis der Öffner-Kontakt S2-11/12 mit
der Nocke angefahren wird und öffnet. Die Stromversorgung des Motors wird unterbrochen und er bleibt stehen. Der Zustand dauert an, bis der Schalter S1
erneut betätigt wird.
Wenn die Versorgungsspannung von der Motorspannung abweicht, kann es notwendig sein, mit einem Spannungsregler für Anpassung zu sorgen. In unserer
Testschaltung kommt ein Spannungsregler zum Einsatz und begrenzt die Motorspannung auf 5 VDC.
