erstellt  03.11.2012
KFZ-Tester
Wer hat sich nicht schon einmal darüber geärgert, das bei einer Spannungsprüfung am KFZ scheinbar alles in Ordnung ist , und dennoch funktioniert irgend etwas nicht. Es gibt im KFZ Handel und auch im Heimwerker Geschäft sogenannte Prüflampen für den 12 Volt Bereich die oft und gern bei Probleme elektrischer Art im Reparaturwesen bei KFZ benutzt werden. Leider haben diese Prüflampen einen entscheidenden Nachteil, sie können nämlich nur einen Zustand anzeigen nämlich ob die Positive 12 Volt Spannung vorhanden ist, oder nicht. Wollen wir aber messen ob die Masse an bestimmten Bauteilen vorhanden ist müssen wir zuerst die Prüflampe umpolen , das heißt mit der festen Klemme nicht an Minus sondern an Plus anschließen. Einfacher ist es mit dem hier vorgestellten KFZ Prüfer der erkennt anhand seiner Logik ob der Messpunkt Plus oder Minus ( Masse) führt.
Funktion
Das Prüfgerät wird fest an der KFZ Batterie ( 12 Volt) angeklemmt also an Minus und Plus der Batterie, damit bei einer evtl. Falschen  Polung das Gerät nicht zerstört wird befindet sich in der Plusleitung der Schaltung die Diode D1. Durch die Diode geht ein wenig der 12 Spannung verloren so das auf der linken Seite der Schaltung die Spannungsteiler Widerstände nur noch etwa 11,4 Volt zu Verfügung haben. Aber da eine KFZ Batterie in den seltensten Fällen genau 12 Volt sondern meist mehr hat spielt das hier keine große Rolle. Wie rechnen also weiterhin  mit ca 12 Volt.
Erst einmal der Fall das die Messspitze keinen Kontakt hat:
Diese 12 Volt teilen sich anhand der Widerstände so auf das im Ruhezustand ,also wenn sich die Messspitze in der Luft befindet, am oberen Ende des Widerstand R5 eine Spannung von ca 3,5 Volt einstellt, diese Spannung liegt unterhalb der Schaltschwelle des Inverters die bekanntlich bei CMOS  Bausteinen  bei ca. der halben Betriebsspannung liegt.  Es liegt also Low  oder (auch als  Null bezeichnet) , am Eingang des ersten Inverter an. Somit am  Ausgang des ersten Inverters  eine High ( also eine logische Eins) diese wiederum wird durch den anschließenden Inverter wieder zu einer Low (Null). damit ist der folgende Transistor gesperrt und die  grüne Led bleibt aus. Betrachten wir nun den Messpunkt zwischen R3 und R4 , dort stellt sich eine Spannung von ca. 7 Volt eine , das ist mehr als die Schaltwelle des Inverters , wir haben also am folgenden Inverter-Eingang ein High  und somit am Inverter -Ausgang eine Low , der folgende Transistor ist also auch gesperrt und die Rote Led damit aus.
Zweite Fall , die Messspitze ist mit Plus verbunden:
Was passiert also jetzt wenn die Messspitze mit der Positiven Betriebsspannung verbunden wird. Dann ändern sich an den Spannungsteiler Widerstände etwa die Spannungen wie folgt Der oberste Widerstand ist durch die Verbindung nach Plus quasi überbrückt und somit kommen nur noch die zwei unteren Widerstände zum tragen. Dort teilt sich die Betriebspannung im gleichen Verhältnis wie die Widerstände auf ( also je zur Hälfte) und wir haben zwischen Widerstand R4 Und R5 genau die halbe Betriebsspannung anliegen, damit erkennt der Inverter ein High am Eingang, und hat folglich am Ausgang ein Low, der nächste Inverter hat damit am Ausgang ein High und der Transistor schaltet durch.Die Rote Led leuchtet.
Dritte Fall , Messspitze mit Minus ( Masse) verbunden:
Beim verbinden der Messspitze mit Masse, werden die Widerstände R4 und R5 damit überbrückt,am unteren Inverter-Eingang liegt damit  Low an , an seinem Ausgang eine High , am nächsten Inverter Ausgang wieder ein Low und damit ist der Transistor gesperrt und Rote Led ist aus. Auch am oberen Inverter liegt ein Low an, somit an seinem Ausgang eine High, der Transistor schaltet durch und Led Grün leuchtet.
Der Widerstand R1 muss nicht unbedingt eingesetzt werden , er dient nur zur zusätzlichen Sicherheit falls einmal aus Versehen an einer höheren Spannung gemessen werden sollte damit nicht alles gleich in Rauch aufgeht.
Schaltplan
Die CMOS Ic's haben oft unterschiedliche Anschluss Bezeichnungen die einen nicht ganz so geläufig sind, weshalb ich sie hier noch einmal aufführe:	Kurzzeichen Bedeutung Beschreibung Vdd Voltage to Drain Übersetzt in etwa " Spannung zum Abfluss" bedeutet die Positive Betriebsspannung also Plus Vss Voltage at Source Übersetzt etwa " Spannung zur Quelle" bedeutet soviel wie "Masse" oder "Minus" NC Not Closed Übersetzt "nicht geschlossen" bedeutet soviel wie  "offen" oder "nicht belegt".
Darstellung mit 16 poligen IC vom Typ HCF4049
Und hier kann das Datenblatt HCF 4049 herunter geladen werden
aktualisiert 03.11.2012