Hans Martins Bastelseiten

Die LokomoTute

oder

Wie man die junge Generation für Röhren begeistert

Die letzte Änderung an dieser Seite geschah am 11.7.2017

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Puh, geschafft! Weihnachten ist um. Der nadelnde Weihnachtsbaum wartet schon auf die Müllabfuhr, die Lichterkette ist wieder ordentlich aufgerollt und verpackt im Kellerschrank. Die Modelleisenbahn meines Neffen schlummert wieder in der Schachtel. Zumindest, bis wir für das Schienenoval, das wir um den Weihnachtsbaum aufgebaut hatten, eine dauerhaftere Lösung gefunden haben. Mein Neffe hat über die Ferien stundenlang mit der kleinen Lok und den zwei Güterwagen gespielt und "Tut-tut" oder "Tsch-tsch-tsch" gerufen. Wir haben aus Karton kleine Häuschen gefaltet und geklebt. Seine alten Cowboy-Figuren hat er von zu Hause mitgebracht. "Jesse James" haben wir gespielt, den berüchtigten Zugräuber. Meine Rolle war meistens die des hilflos hinter den wilden, beutebeladenen Reitern herschauenden Mister Hariman von der Union Pacific. Ich habe meinem Neffen zugesagt, dass ich mich bei ihm zu Hause auch so eine Röhren-Eisenbahn-Musik-Outlaw Installation einsetzen wolle.

Nur der graue Transformator, mit dem man die Lokomotive steuert, sträubt sich gegen das wiedereingepackt werden. Ist halt ein ziemlich großes und sperriges Ding. "Heute würde man das mit einem winzigen Schaltnetzteil erledigen, nicht mehr mit so einem Klotz aus Blech und Kupfer". Mein Neffe kennt sich mit dem Thema aus. Er hat gerade seine Masterarbeit über den Zusammenhang zwischen dem internationalen Rohstoffhandel - Buntmetalle - und dem Anwachsen der Staatsverschuldung in der Dritten Welt geschrieben. Hochinteressant! Auch eine Räubergeschichte.

"Dafür kann man mit einem Schaltnetzteil nicht so schön musizieren wie mit so einem Trafo", war meine Entschuldigung, "Man braucht auch nur ganz wenig zusätzliches Material, drei oder vier Teile. Haben wir alles in der Bastelkiste."

Hier ist es, das Resultat:

das Locomotute-Video.

Darth Vader möge mir für die Verunstaltung seines musikalischen Leitmotivs verzeihen.


Modelleisenbahntrafo und Elektronenröhre sind ein ideales Paar für einen sogenannten Sperrschwinger-Oszillator, einen variablen Tongenerator, mit dem sich einfache Melodien spielen lassen. Wir haben das Ding "Lokomotute" getauft, da es offensichtlich eisenbahntechnischen Bezug hat und grob nach Blechmusik klingt.

Aufgebaut haben wir das dann mit meinem Elektronik-Baukastensystem: eine ECC 85 (die ich aus einem kaputten Röhrenradio gerettet habe, als ich so alt war wie mein Neffe), ein Widerstand von 100 Kiloohm, ein Kondensator mit etwa 18 nF (der genaue Wert ist nicht so wichtig), und ein Lautsprecher. Ich verwende eine kleine Lautsprecherbox im Wirtschaftswunderzeit-Mahagony-Look, die ein wohl schwerhöriger Großonkel von mir früher hinter seinem Lieblingssessel als Zusatzlautsprecher an seine Röhren-Musiktruhe angeschlossen hatte. Die Schlager von damals sind aus dem Lautsprecher längst verklungen. Nur der immer noch vorhandene muffig-beißende Geruch kalten Zigarrenrauchs entströmt dem Gehäuse noch immer, wenn man die Nase dicht dranhält.


Hier unser fliegender Aufbau auf dem Basteltisch. Die Primärseite des Trafos, d.h. die Kontakte des Netzsteckers, werden mit Hilfe von Krokodilklemmen mit der Anode eines der beiden Triodensysteme verbunden, die eine ECC 81 oder 85 enthält, sowie mit dem Pluspol der Andenspannungsquelle. Der 16-Volt-Lichtausgang (Anschlußklemmen "0" und "L" auf der Rückseite des Trafo) dient als Rückkoppelspule. Der Lautsprecher wird an die Fahrspannung angeschlossen, zwischen "B" und "0". Der Minuspol der Anodenspannung sowie die Kathode hängen ebenfalls an der "0"-Klemme, wie im Schaltplan angegeben.

Wichtig: es muss unbedingt ein Fahrtrafo sein, der einen Wechselstromausgang hat. Manche Modelleisenbahnen laufen mit Gleichstrom. Da ist dann im Trafo ein Gleichrichter drin. Damit funktioniert der Tongenerator nicht.


Unser Schaltplan, ganz einfach und unverwüstlich: ein Sperrschwinger. Der Trafo sorgt für die Rückkopplung der Schwingungen von der Anode auf das Gitter der Röhre. Falls der Tongenerator nicht anschwingen sollte, wird es an der Polung des Trafos liegen. Dann einfach die Verbindungen zum Netzstecker vertauschen. Nicht vergessen: die Röhre braucht auch eine Heizspannung! Statt der ECC 85 geht wohl jede andere steile Triode: eine ECC 81, eine EC 92, eine PC 86 oder 88.

Wenn man den Fahrtregler aus der Nullstellung aufdreht, ertönt aus dem Lautsprecher ein Ton. Der Ton wird um so höher, je weiter man den Fahrtregler hochdreht. Der Tonumfang entspricht etwa einer Oktave.

Warum nimmt die Tonhöhe zu, wenn man den Regler hochdreht ? Ganz einfach: die Sekundärwicklung, die über den 18-nF-Kondensator das Röhrengitter speist, wird durch den niederohmigen Lautsprecherbelastet, und zwar um so stärker, je weiter der Regler aufgedreht ist. Dadurch wird der negative Spannungsimpuls, der den Kondensator aufläd und dabei die Röhre sperrt, nicht so hoch. Der Kondensator endläd sich dann schneller bis zu dem Punkt, wo die Röhre wird wieder leitend wird und ein neuer Ladezyklus beginnen kann. Die Tonhöhe steigt also an.


Die Anodenspannung an der Triode. Hier sieht man, dass die Anodenspannung ungefähr alle 6,5 ms schlagartig in die Höhe schnellt (weil eben die Röhre plötzlich sperrt), um dann langsam wieder abzusinken (der Anodenstrom steigt dann wieder an). Die vertikale Skala ist 50 V pro Teilung. So entstehen die typischen sägezahnförmigen Schwingungen. In der linken Stellung des Fartreglers liegt die Frequenz bei etwa 170 Hz. Das entspricht ungefähr einem tiefen "G".


Hier die Anodenspannung bei voll aufgedrehtem Regler, es sind nunmehr 344 Hz. Ungefähr das "g" eine Oktave über dem tiefen "G". Durch die entsprechende Stellung des Fahrtreglers lassen sich alle 12 Halbtonintervalle der harmonischen Tonleiter einstellen: g - gis - a - b - h und so weiter. Das ist in der Tabelle unten aufgelistet.

Die Töne haben viele Oberwellen und klingen tatsächlich wie aus einer Trompete. Zugegeben, als ob da jemand Watte hineingestopft hat.


Hier die Doppeltriode vom Typ ECC 85 in ihrer Fassung auf dem Steckbrett. Tapfer hält die Röhre die Ehre der vorigen Generation von Radiobastlern auch vor dem kritischen Auge und Ohr der Internetgeneration hoch. Auch wenn die Doppeltriode frequenzmäßg stark unterfordert ist, denn eigentlich ist sie im UKW-Bereich zu Hause.

Ton

Fahrstufe

Frequenz

gis

250

408 Hz

g

240

397 Hz

fis

230

384 Hz

f

220

348 Hz

e

205

320 Hz

dis

200

308 Hz

d

192

293 Hz

cis

180

282 Hz

c

165

267 Hz

h

152

254 Hz

b

140

239 Hz

A

120

224 Hz

Gis

100

212 Hz

G

50

202 Hz

Fazit: ein interessantes, wenn auch gewöhnungsbedürftiges Musikinstrument. Zum spielen hat es sich bewährt, wenn man mit einer Hand den Fahrtregler des Trafos bedient und mit der anderen einen Kontakt schließt, der den Lautsprecher mit dem Trafoausgang verbindet. Die Position der Töne markiert man sich am Besten mit einem Filzstift auf dem Trafogehäuse.

Obwohl nur eine relativ kleine Triode am Werk ist, ist die Lautstärke des Tongenerators für normale Wohnzimmerverhältnisse vollkommen ausreichend
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Die Tabelle gibt an, zu welcher Fahrstufe die Halbtöne gehören, sowie die jeweilige Grundfrequenz. Ich habe den Generator mit Hilfe meiner Flöte gestimmt und die Frequenz am Oszi abgelesen.

Vor dem Spielen sollte man wie bei jedem Musikinstrument die Stimmung, bzw. den "Pitch" des Tongenerators korrigieren. Die kann einfach mittels der Betriebsspannung geschehen, die man zwischen etwa 160 und 200 V wählen kann. Das ist besonders einfach, wenn man zur Stromversorgung dieses Netzgerät verwendet.

(C) Hans Martin Sauer 2016, Alle Rechte vorbehalten