LM324 Schaltungen einfach erklärt: Projekte, Spezifikationen und Pinout-Anleitung

Sind Ihnen schon einmal LM324-Schaltpläne begegnet? Wenn ja, wissen Sie vermutlich, dass sie in vielen Kursen häufig vorkommen – dank ihres Operationsverstärkers, der mit nur einer einzigen Batterie auskommt.

Vielleicht fragen Sie sich: Was kann ich mit einem LM324 eigentlich bauen oder machen?

In diesem Artikel stellen wir Ihnen verschiedene Projekte vor, die Sie mit dem LM324 realisieren können, und erklären Ihnen dessen Spezifikationen und Pinbelegung.

Sind Sie bereit? Dann legen wir los!

LM324-Schaltungen: LM324-Spezifikationen

Hier sind die wichtigsten technischen Daten des LM324:

• Die Einheitsverstärkung (Unity Gain) des LM324 lässt sich durch Platzieren von Rückkopplungswiderständen zwischen dem invertierenden Eingang (-) und dem Ausgangspin einstellen.
• Der LM324 arbeitet mit einem Versorgungsspannungsbereich von maximal 30 V und minimal 3 V.
• Zudem erlaubt der LM324 einen maximalen Ausgangsstrom von 8 mA, der von der positiven Versorgung zum Ausgangspin fließt.
• Sie können eine maximale Spannungsverstärkung von 100.000 beim LM324 erreichen.
• Der LM324 benötigt lediglich einen Versorgungsstrom von 0,8 mA.
• Jeder Operationsverstärker am Pin-Ausgang zum Masseanschluss des LM324 unterstützt bis zu 20 mA Ausgangsstrom.

LM324-Schaltungen: LM324-Pinout

Ein LM324-Chip enthält bis zu vier Operationsverstärker, von denen jeder zwei Eingänge und einen Ausgang besitzt.

Hier ist eine kurze Beschreibung der LM324-Pinbelegung:

• Pin 1: Ausgang des Verstärkers A
• Pin 2 und 3: Eingänge des Verstärkers A
• Pin 4: Positive Versorgungsspannung (VCC)
• Pin 5 und 6: Eingänge des Verstärkers B
• Pin 7: Ausgang des Verstärkers B
• Pin 8: Ausgang des Verstärkers C
• Pin 9 und 10: Eingänge des Verstärkers C
• Pin 11: Negative Versorgungsspannung / Masse (GND)
• Pin 12 und 13: Eingänge des Verstärkers D
• Pin 14: Ausgang des Verstärkers D

Hinweis: (+) im Pinout-Diagramm kennzeichnet einen nicht-invertierenden Eingang, während (-) einen invertierenden Eingang anzeigt.

LM324-Ausgangsspannung

Der Ausgangsspannungsbereich des LM324 hängt von der Versorgungsspannung ab. Betreiben Sie den LM324 beispielsweise mit einer 30-V-Versorgung, beträgt der Ausgangsspannungshub etwa 26 V.

Bei einer 5-V-Versorgung reduziert sich der Ausgangsspannungshub des LM324 auf 3,48 V.

LM324-Schaltungsprojekte

Wie bereits erwähnt, gibt es zahlreiche Projekte, die Sie mit einer LM324-Schaltung bauen können. Sehen wir uns einige davon an und zeigen Ihnen, was Sie dafür benötigen.

1. LM324 Audio-Verstärker (Bass-Booster)

Hier haben wir eine Bass-Booster-Schaltung, die einen Tiefpassfilter für das Eingangsaudiosignal erzeugt. Dieser Tiefpassfilter lässt tiefe Frequenzen durch, während er hohe Frequenzen blockiert.

Interessanterweise können Sie diese Schaltung mit einem LM324 realisieren. Allerdings benötigt dieser Schaltkreis nur 2 der 4 Operationsverstärker des LM324.

Folgen Sie dem Schaltplan unten, um diese Schaltung aufzubauen. Speisen Sie das Eingangssignal über einen 47-kΩ-Widerstand an Pin 2 ein. Ein weiterer 47-kΩ-Widerstand sollte zwischen Pin 1 und Pin 2 geschaltet werden.

Schauen Sie bei Unklarheiten zur Pinbelegung im Diagramm oben nach. Zudem erfordert diese Schaltung, Pin 4 mit +9 V und Pin 11 mit -9 V zu verbinden.

Wir empfehlen den Betrieb mit einer symmetrischen Spannungsversorgung (Dual Supply). Warum? Damit lässt sich der Frequenzpegel über das Potentiometer RV1 (100 kΩ) einstellen. Alle Ausgänge müssen an den Verstärkereingang geführt werden.

2. Grillen-Summer-Generator mit LM324

Normale Summergeräusche können auf Dauer langweilig werden. Mit diesem LM324-Projekt machen Sie es spannender: Der Schaltkreis verwandelt gewöhnliche Summer-Töne in zirpende Grillengeräusche.

Hier erzeugt der LM324-Operationsverstärker die Grillen-Soundeffekte und gibt sie über einen Summer aus. Der Schaltkreis nutzt drei der vier Operationsverstärker auf dem LM324-Chip als Frequenzgenerator.

So funktioniert es:

Op-Amp 1/1 erzeugt den Ton bei etwa 1.400 Hz bis 15 kHz. Op-Amp 1/2 liefert bis zu 50 Hz, steuert Op-Amp 1/1 und erzeugt so einen ton, der Grillen ähnelt. Schließlich generiert Op-Amp 1/3 etwa 2,2 Hz, um Op-Amp 1/1 zu steuern und den Grillenton zu stoppen.

3. LM324 Verstärkerschaltung (Stromverstärkung)

Ein LM324-IC eignet sich hervorragend für Verstärkerprojekte. Beispielsweise können Sie den Ausgangsstrom Ihres LM324 erhöhen.

Ist der Ausgangsstrom Ihres LM324 zu gering, haben Sie Schwierigkeiten, den Schaltungsausgang zu nutzen. Mithilfe der Operationsverstärker lässt sich der Ausgangsstrom auf maximal 85 mA steigern.

Der LM324 eignet sich auch für diverse industrielle, kommerzielle und militärische Anwendungen. Für solche Applikationen benötigen Sie einen verstärkten Ausgangsstrom.

Der LM324-IC besitzt vier Operationsverstärker, die jeweils einen Ausgangsstrom im Bereich von 20–40 mA liefern. Durch Parallelschaltung von drei Operationsverstärkern lässt sich der Ausgangsstrom auf 85 mA erhöhen – inklusive starkem Überspannungsschutz.

4. Digitaler Logik-Tester

Ein digitaler Logik-Tester ist eines der vielen Projekte, die Sie mit einem LM324 bauen können. Dieser Schaltkreis nutzt ein Potentiometer, um die richtigen Logikpegel für die Anzeige verschiedener Schwellenwerte einzustellen.

Die Anzeige erfolgt über LEDs: LED1 (Grün) für High, LED2 (Gelb) für Medium und LED3 (Rot) für Low.

5. 1,5-V-Batterietester

Hier ist ein weiteres Projektbeispiel, das den LM324 als Spannungsprüfer einsetzt. Dieser Schaltkreis kann die Spannung beliebiger AA- oder AAA-1,5-V-Batterien messen.

Die Anzeige der Werte erfolgt auf einem leicht ablesbaren LED-Display. Zudem können sowohl Primär- als auch wiederaufladbare Batterien gemessen werden.

6. Op-Amp LED-Blinker (Dual-LED-Flasher)

Diese Schaltung nutzt den LM324, um einen Dual-LED-Blinker zu realisieren. Sie lässt zwei LEDs (Rot und Grün) abwechselnd blinken und führt einen Zyklus pro Sekunde aus.

Unterschied zwischen LM358 und LM324

Zwischen den Operationsverstärkern in beiden integrierten Schaltkreisen gibt es keinen Unterschied. Doch damit enden die Gemeinsamkeiten bereits. LM358 und LM324 unterscheiden sich in der Verlustleistung und in der Anzahl der Operationsverstärker pro Gehäuse.

Fazit

Der LM324 ist ein vielseitiger Chip mit zahlreichen praktischen Anwendungen für unterschiedliche Projekte. Er dient als Verstärker (Audio und Strom), Tester und Signalgenerator.

Zudem ist der LM324 bei Bastlern, Ingenieuren und Hobbyisten sehr beliebt und in unzähligen Schaltplänen zu finden.

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