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Lego Blinklicht

Lego Blinklicht

Eines der ersten elektrischen Lego-Systeme bestand aus einem 9V-Block-Gehäuse, flachen, Strom leitenden Bausteinen, einem Sound-Modul, einer einzelnen Lampe und einem Modul mit zwei Lampen.
Je nachdem wie man das Modul mit den zwei Lampen auf die leitenden Bauteile aufsteckt, leuchtet es entweder konstant oder die beiden Lampen blinken abwechselnd.

 

Lego Blinklicht

Die Bleche in den mittleren beiden Einbuchtungen kontaktieren die Strom leitenden Lego-Bausteine. Der äußere Blechrahmen stellt keine Schnittstelle zur Umgebung dar. In der Mitte ist ein dunkles Element erkennbar, dass sich so ohne Weiteres nicht zuordnen lässt.

 

Lego Blinklicht Aufbau

Öffnet man das Gehäuse, so zeigt sich, dass das dunkle Element ein integrierter Schaltkreis im TO50-Gehäuse ist. Die Abkürzung TFK steht für Telefunken. Die Zahlenfolge 880 gibt den Hinweis, dass es sich um den Wechselblinker-Baustein U880B handelt.
Die Blechelemente sorgen dafür, dass der U880B und die Lampen das eine Versorgungspotential erhalten, während das andere Versorgungspotential nur dem U880B zugeführt wird. Die zwei Ausgänge des U880B sind an die Lampen angebunden.

Die Kombination eines integrierten Schaltkreises mit Glühlampen verwundert auf den ersten Blick. Erwarten würde man eher Leuchtdioden. In diesem Fall sind die Glühlampen aber vermutlich funktional notwendig. Bei Glühlampen ist die Stromrichtung im Gegensatz zu Leuchtdioden irrelevant. Daher kann man eine Schutzfunktion des U880B als Zusatzfunktion nutzen. Ist die Versorgungsspannung passend gepolt angeschlossen, so ist die Blinkerschaltung aktiv. Wird die Versorgungsspannung verpolt angeschlossen, so werden Schutzstrukturen im U880B leitend und es fließt ein konstanter Strom über die Lampen, was zu einem dauerhaften Leuchten führt.

 

U880 Blockschaltbild

Im Datenblatt des U880B ist ein Blockschaltbild abgedruckt. Der integrierte Schaltkreis enthält einen Oszillator, einen Frequenzteiler und zwei Ausgangstreiber. Außerdem sind gewisse Spannungsversorgungsumfänge und ein Übertemperaturschutz enthalten.

 

Lego Blinklicht U880 Die

Das Die ist überraschend komplex. Neben einigen Maskenbezeichnungen befindet sich an der linken Kante die Zahlenfolge 880.

Das Bondpad an der oberen Kante kontaktiert den Rahmen um das Die und vermutlich auch das Substrat. Demnach wird es sich dabei um das Bezugspotential handeln.
Das untere Bondpad und das Bondpad am rechten Rand kontaktieren jeweils ein quadratisches Element, das als Lowside-Treiber zum Bezugspotential führt. Diese Bondpads führen höchstwahrscheinlich zu den Glühlampen.
Das vierte kontaktierte Bondpad ist relativ massiv angebunden. Hier muss es sich um das Versorgungspotential des Schaltkreises handeln.

In der oberen linken Ecke befindet sich ein Kondensator und über die komplette linke Kante erstreckt sich ein Widerstand. Diese Bauteile und die Transistoren in der oberen linken Ecke stellen den grundlegenden RC-Oszillator dar. Die gleichmäßig strukturierten Blöcke unter dem RC-Oszillator könnten die Frequenzteiler sein.
Die großen Elemente in der oberen rechten Ecke sind an das Versorgungspotential angebunden. Es könnte sich hier um eine Art Spannungsregelung oder einen Überspannungsschutz handeln.

Die Schaltung scheint mehr zu enthalten als das Datenblatt darstellt. Auf dem Die befinden sich fünf freie Bondpads. Das Bondpad neben dem Masseanschluss ist an drei Lowside-Treiber angeschlossen und stellt einen entsprechend potenten Ausgang dar. Telefunken beziehungsweise Temic produzierte zum Beispiel unter der Bezeichnung U243B auch elektronische Blinkerrelais. Es ist gut denkbar, dass der U880B und die Blinker-Steuerungen auf denselben Grundlagen aufbauen. Vielleicht wurde das vorliegende Die auch in anderen ICs eingesetzt. Die Zahlenfolge 880 wurde über die Metalllage abgebildet. Vielleicht existierten sogar Varianten der Metalllage, über die verschiedene Funktionen dargestellt werden konnten.

 

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