Elektor

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Eigentlich hat ein Metronom nur die
Aufgabe, ein regelmäßiges Ticken mit
einstellbarer Frequenz im Bereich von
etwa 45...300 bpm zu erzeugen. Für die
moderne Elektronik ist dies natürlich
spielend leicht zu realisieren. So
nimmt es kein Wunder, daß das hier
vorgestellte Metronom mit einigen
Sonderfunktionen glänzen kann.
Neben seiner althergebrachten Auf-
gabe betont es nämlich den jeweils
ersten “Tick” des Taktes (durch größere
Lautstärke und durch eine optische
Anzeige), außerdem kann das Gerät
auch als Tongenerator zum Stimmen
von Instrumenten (Kammerton a’) ein-
gesetzt werden und besitzt zudem
einen Low-Bat-Indikator.

T

A K T V O L L

Die für das Metronom nötige Elektro-
nik ist trotz der Zusatzfunktionen
recht bescheiden, wie die Schaltung in
Bild 1 zeigt. Der eigentliche Taktgene-

rator besteht aus den beiden Hälften
des CMOS-Timers 556 (IC1). IC1a ist als
astabiler Multivibrator geschaltet, des-
sen Frequenz sich mit P1 in weiten
Grenzen verändern läßt, in der ange-
gebenen Dimensionierung zwischen
ungefähr 75 und 400 Schlägen pro
Minute. Wer gerne das Largo geigt,
kann durch einen zusätzlichen Elko
parallel zu C1 die Lade/Entladezeit des
Timers vergrößern. Gleichermaßen läßt
sich die Frequenz erhöhen, indem man
R2 auf 1 k

Ω

verkleinert. Für C1 (und

einen eventuell zusätzlichen Elko)
sollte man Typen mit niedrigem Leck-
strom, am besten Tantalelkos verwen-
den, um eine möglichst konstante Takt-
frequenz zu erhalten.
Das Ausgangssignal (Pin 5) gelangt
zum Triggereingang des zweiten
Timer-ICs. Wegen C2/R3 erscheinen
dort nur negative, sehr kurze Impulse.
Daraus formt der Timer IC1b, hier in
einer monostabilen Konfiguration,

Ein

Metro-

nom gehört

zu den unver-

zichtbaren Utensilien

des Musikunterrichts.

Ein solches Gerät hilft

dem Übenden, ein

noch nicht perfekt sit-
zendes Stück im rich-

tigen Rhythmus zu

spielen. Früher funk-

tionierte ein Metro-

nom prinzipiell wie

ein Uhrwerk, heute

wird das klassische

Pendelmikrofon durch

elektronische Varian-

ten verdrängt. Dies

eröffnet neue Mög-

lichkeiten, von denen

wir auch Gebrauch

machen.

54

Von Fritz Hueber

Elektronisches

Metronom

Mit besonderen Eigenschaften

Impulse mit einer konstanten Breite
von 1 ms. Danach verteilt sich das Sig-
nal auf einen Dekadenzähler (IC2), ein
CMOS-IC 4017, und über R5 auf einen
kleinen Endverstärker in Form von T1
und T2.

Die Ausgänge des Zählers werden mit
jedem eintreffenden Impuls weiterge-
schaltet und aktiviert, also nacheinan-
der High. Wichtig ist dies vor allem für
Ausgang Q0 (Pin 3), der im inaktiven
Zustand über R7 den Transistor T3
durchschaltet. Damit wird die Ampli-
tude der Taktimpulse von IC1b auf
dem Weg zur Endstufe durch den
Spannungsteiler R5/R6 halbiert, der
Lautsprecher ertönen also leiser als bei
einem Impuls, der in voller Amplitude
auf die Endstufe trifft. Und dies ist
genau dann der Fall, wenn Zähleraus-
gang Q0 High ist, T3 sperrt und R6 “in
der Luft hängt”. Gleichzeitig blinkt
auch D3 und zeigt damit den Beginn
des Taktes an. D3 hat noch eine
Zusatzaufgabe: Die in Reihe mit der
LED liegende Z-Diode D4 bewirkt,
daß D3 bei Batteriespannungen unter
etwa 6 V erlischt und damit anzeigt,
daß die Batterie gewechselt werden
sollte. Die Stellung von S1 bestimmt
den Impuls, der den Zähler wieder
zurücksetzt. So lassen sich alle mögli-

chen Takte von 3 Schlägen pro Takt
(Q3, Pin 7) bis 8 Schlägen pro Takt (Q8,
Pin 9) an S1 einstellen.
Die Endstufe des Metronoms arbeitet
in Gegentakt-Klasse-B-Betrieb, der so
gut wie keinen Ruhestrom erfordert

und somit äußerst batterie-
schonend ist. Die Ausgangs-
lautstärke kann man mit R9
ändern, allerdings sollte die
Gesamtimpedanz (R9 plus Lautspre-
cher) nicht geringer werden als 20

Ω

,

da sonst die Endstufentransistoren
abbrennen könnten.

S

T I M M U N G

Mit Schalter S2 läßt sich die Endstufe
vom Metronom auf den Ausgang
einer elektronischen Stimmgabel
umschalten. Die Schaltung besteht aus
einem Opamp, der als Wienbrücken-
oszillator geschaltet ist. Da der Oszil-
lator überhaupt nicht kritisch ist, kann
man nahezu jeden Opamp-Typen,
auch einen 741er einsetzen. Die Aus-
gangsamplitude und damit die Laut-
stärke wird mit P2 eingestellt. Die bei-
den Begrenzerdioden versprechen
einen beinahe perfekten Sinusverlauf
des Ausgangssignals. Trotz der unver-
meidlichen Übernahmeverzerrungen

der B-Endstufe ist das Resultat über-
zeugend. Mit P3 lassen sich die Tole-
ranzen der frequenzbestimmenden
Bauteile (C5/C6/R13/R14) kompensie-
ren und das eingestrichene a’ (440 Hz)
genau einstellen.

Die Stromversorgung besteht aus einer
9-V-Blockbatterie mit S3 als Ein/Aus-
Schalter und S2b als Umschalter zwi-
schen Stimmgabel und Metronom. Die
Endstufe ist permanent angeschlossen.
Die Stromaufnahme liegt bei etwa 8
mA (Metronom) beziehungsweise 15
mA, wenn die elektronische Stimmga-
bel aktiv ist.

A

U F B A U

Der Aufbau der Schaltung auf der in
Bild 2 gezeigten Platine ist ein Kin-
derspiel. Drehschalter und Poti kön-
nen direkt auf der Platine montiert
werden, der freie Platz ist für den
Lautsprechermagneten vorgesehen.
Der Magnet- bestimmt auch den Loch-
durchmesser. Wenn alles korrekt auf-
gebaut ist, befestigt man die Platine im
Gehäuse, steckt durch das Loch ein
Stückchen Schaumstoff und

55

Elektor

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CNTR

IC1a

DIS

THR

OUT

TR

6

1

2

4

R

5

3

CNTR

IC1b

DIS

TR

OUT

THR

12

13

8

10

R

9

11

R1

1k

R2

1k8

R3

10k

R4

10k

R6

3k3

R8

1k

R12

15k

R15

10k

R16

10k

R5

3k3

R7

33k

R10

220k

R11

27k

R13

39k

R14

39k

R17

3k3

R9

22

Ω

C2

10n

P1

10k

C5

10n

C1

47

µ

25V

CTRDIV10/

IC2

CT=0

CT

≥

5

4017

DEC

14

13

15

12

11

10

4

9

6

5

1

7

3

2

&

+

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

S1

D3

D4

5V1

T3

BC560

D2

2x 1N4148

D1

LF351

IC3

2

3

6

7

4

1

5

10k

P2

10k

P3

C6

10n

C7

10

µ

16V

S2a

T1

BC337

T2

BC327

C4

220

µ

16V

LS1

8

Ω

BT1

9V

S3

C8

470

µ

16V

C9

100n

C10

100n

IC1

14

7

IC2

16

8

S2b

9V

9V

9V

9V

'

9V'

IC1 = TLC556

980006 - 11

9V'

C3

100n

1

Bild 1. Das Metronom ist mit zwei Timern aufge-
baut, der mit IC3 realisierte Wienbrücken-Oszilla-
tor sorgt für den Stimmton.

anschließend den verdrahteten
Lautsprecher durch die Öffnung
und fixiert den Magneten mit
Klebstoff an der Platine. Als
Gehäuse eignet sich ein E440 von
Bopla.
Der Abgleich der elektronischen
Stimmgabel mit P3 ist mit Hilfe
eines Frequenzzählers, eines gut
gestimmten (Schiffer-) Klaviers
oder einer althergebrachten
Stimmgabel kein Problem.
Noch ein Tip zum Schluß: Denken
Sie bei der Dimensionierung von
R9 und der Einstellung von P2
daran, daß der Lautsprecher, in
einem geschlossenen Gehäuse
betrieben, viel lauter klingt als
wenn er “nackt” auf dem Tisch
liegt.

(980006)rg

(C) Segment

980006-1

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10

D1

D2

D3

D4

HOLE35E

IC1

IC2

IC3

P1

P2

P3

Q2

Q3

Q4

Q5

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

R9

R10

R11

R12

R13

R14

R15

R16

R17

S1

S2

T1

T2

T3

LS

S3

Bt1

-

+

980006-1

(C) Segment

980006-1

2

Bild 2. Die Platine erlaubt den direkten Einsatz von Poti und Drehschalter.

Stückliste

Widerstände:
R1,R8 = 1 k
R2 = 1k8
R3,R4,R15,R16 = 10 k
R5,R6,R17 = 3k3
R7 = 33 k
R9 = 22

Ω

R10 = 220 k
R11 = 27 k
R12 = 15 k
R13,R14 = 39 k
P1 = 10 k linear

P2,P3 = Trimmpoti 10 k

Kondensatoren:
C1 = 47

µ/25 V

C2,C5,C6 = 10 n
C3,C9,C10 = 100 n
C4 = 220

µ/16 V stehend

C7 = 10

µ/16 V stehend

C8 = 470

µ/16 V stehend

Halbleiter:
D1,D2 = 1N4148
D3 = LED
D4 = Z-Diode 5V1/400 mW
T1 = BC337

T2 = BC327
T3 = BC560
IC1 = TLC556
IC2 = 4017
IC3 = LF351

Außerdem:
S1 = Drehschalter für Platinenmon-

tage, 12·1

S2 = Kippschalter 2·um
S3 = Kippschalter 1·an
BT1 = 9-V-Block mit Clip
LS1 = Lautsprecher 8

Ω

Gehäuse Bopla E440 (150·80·55 mm

3

)

Bild 3. Die aufge-
baute Platine
läßt Platz für den
Lautsprecher.

Elektor

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