Elektrotechnik

Elektronik Kompendium

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Elektrotechnik/Elektronik Wichtige Sicherheitshinweise

Die Zielgruppe dieses Kompendiums sind angehende Fachlehrkräfte sowie alle Kolleginnen und Kolle-gen im Schuldienst. Es ist als Hilfestellung für den Technikunterricht gedacht und soll auch so ver-wendet werden. Die Schaltungen und Werkstückbeispiele sind als Beispiele, Anregungen bzw. Vor-schläge zu verstehen und beanspruchen keinerlei Anspruch auf Vollständigkeit, d. h. sie können je nach Belieben abgeändert oder auch erweitert werden.

Hier einige Sicherheitsempfehlungen:

• Die üblichen Sicherheitsregeln für das Weichlöten beachten!

• Beim Lötvorgang Schutzbrille tragen!

• Auf die korrekte Einbaurichtung (Polung) der Bauteile (LED, Transistor, ELKOs usw.) achten!

• Bei den Kondensatoren (ELKOs) in der Wechselblinker-Schaltung besonders genau die Einbau-

richtung beachten und kontrollieren – erst dann Batterie anschließen!

Der Verfasser dieses Kompendiums übernimmt keinerlei Verantwortung für die Umsetzung der Schal-

tungen sowie die Anfertigung der Beispielwerkstücke!

Die sachgemäße Umsetzung unter Berücksichtigung geltender Sicherheitsvorschriften der vorgestellten

Beispiele obliegt allein der (angehenden) Fachlehrkraft!

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Elektrotechnik

Der einfache Stromkreis ist zur Vermittlung von Grundlagen für die Elektrotechnik nicht wegzudenken. Es werden hier im Folgenden der Aufbau, einzelne Komponenten wie beispielsweise verschiedene Schalter und unterschiedliche Verbraucher betrachtet. So genannte Grundschaltungen wie Reihen-, Parallel-, UND- sowie ODER-Schaltung finden ebenfalls Berücksichtigung.

Die Schaltzeichen

Spannungsquelle (z. B. 4,5-V-Batterie, 9-V-Block usw.)

Verbraucher (z. B. Glühlämpchen, LED, Widerstand usw.)

Schalter (z. B. Feststellschalter)

Leitung (z. B. Schaltdraht, Litze)

Zu Beginn kann es hilfreich sein nach einer selbst erstellten Skizze des einfachen Stromkreises diesen

mit Hilfe von Krokodilklemmen zu montieren und bezüglich der Funktion zu überprüfen.

Skizze – Einfacher Stromkreis

Spannungsquelle

Leitung

Verbraucher

Schalter

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Elektrotechnik Der einfache Stromkreis

Realisierung des einfachen Stromkreises mittels Krokodilklemmen (Fliegende Verdrahtung)

Um die technische Stromrichtung (von PLUS nach MINUS) zu verdeutlichen, kann der Einbau einer LED

als Verbraucher nützlich sein: Eine Diode - hier eine Leuchtdiode - lässt den Strom nur in eine Richtung

„durch“. Deshalb spricht man auch von der Durchlassrichtung der Diode.

Wenn die Schülerinnen und Schüler mit einer LED arbeiten sollen, empfiehlt es sich, dass die Lehrkraft

im Vorfeld bereits einen Vorwiderstand an das längere PLUS-Beinchen (Anode) der LED anlötet. Erstens

wird das längere Beinchen der LED (+) noch deutlicher betont und zweitens ist so gewährleistet, dass

die Schülerinnen und Schüler bedenkenlos den einfachen Stromkreis zusammenstellen können, ohne

dass die Gefahr der Zerstörung der LED durch unsachgemäße Handhabung besteht.

Wird die LED in Durchlassrichtung in den Stromkreis montiert, leuchtet sie bei geschlossenem Schalter.

Es ist dabei unbedingt darauf zu achten, dass die LED mit einem Vorwiderstand abgesichert wird, um

eine evtl. Überbelastung durch zu hohen Strom zu vermeiden!

+∂

-

Vorwiderstand

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Mögliches Werkstück Einfaches Leuchtobjekt

Dieses Werkstück in Form eines Leuchtobjekts enthält einen einfachen Stromkreis, der mit einer Batte-

rie (9-V-Block) betrieben wird. Als Leuchtmittel dient eine LED. Hier ist unbedingt darauf zu achten, dass

ein ausreichender Vorwiderstand eingesetzt wird (empfohlen: 470 Ohm)!

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Elektrotechnik Grundschaltungen

Reihenschaltung

Hier werden die Verbraucher (z. B. LEDs) hintereinander – in Reihe – verbaut. Die LEDs nehmen sich ge-

genseitig zu gewissen Teilen die Spannung, d. h. sie besitzen nicht mehr die volle Leuchtkraft. Außerdem

funktioniert die Schaltung nicht mehr, wenn ein Verbraucher ausfällt bzw. defekt ist.

Beispielsweise lag bei alten Lichterketten (z. B. für Weihnachtsbäume) das Problem in der Tatsache,

dass die komplette Lichterkette nicht mehr funktionierte, wenn eine Glühbirne defekt war. Man musste

erst die defekte Glühbirne finden und ersetzen, um die Lichterkette wieder in Betrieb zu nehmen.

Parallelschaltung

Bei einer Parallelschaltung leuchten beispielsweise die verbauten LEDs (Verbraucher) mit gleicher

Leuchtkraft – sie erhalten also die gleiche Spannung in voller Höhe und müssen beide mit einem Vorwi-

derstand abgesichert werden. Das wiederum bedeutet, dass hier die Batterie schneller aufgebraucht ist.

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Elektrotechnik Grundschaltungen

UND-Schaltung

Die UND-Schaltung findet in der technischen Realität vor allem da Anwendung, wo sich beide Hände bei der Bedienung einer Maschine außerhalb eines Gefahrenbereichs befinden müssen, um schwere Verlet-zungen zu vermeiden. Hier wird mit Tastern gearbeitet. Es muss also der eine und der andere Schalter betätigt werden.

ODER-Schaltung

Bei einer ODER-Schaltung kann der eine oder der andere Schalter betätigt werden, um einen Stromkreis zu schließen - oder beide. In einem Treppenhaus kann so auf verschiedenen Etagen das Licht einge-schaltet werden – eine Zeitschaltuhr schaltet die Treppenhausbeleuchtung nach Ablauf eines bestimm-ten Zeitraumes wieder automatisch ab.

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Elektrotechnik Elektromagnetismus

Das Prinzip des Elektromagnetismus liegt jedwedem elektromagnetischen Schalter (z. B. Relais) zu-grunde. Der Bau eines einfachen Elektromagneten kann deshalb sehr gut den Schülerinnen und Schü-lern veranschaulichen und begreifbar machen, wie sich die grundsätzliche Wirkungsweise des Elekt-romagnetismus darstellt.

Um das Zusammenwirken der Einzelteile eines Elektromagneten zu verstehen, zieht man häufig als Er-

klärung das Gedankenmodell der Elementarmagneten heran.

Ein Eisenkern besteht demnach aus vielen kleinen Elementarmagneten, die nicht ausgerichtet, sondern

völlig willkürlich angeordnet sind.

Der Eisenkern könnte beispielsweise eine Schraube sein.

Da die einzelne magnetische Wirkung dieser Elementarmagnete im Eisenkern nicht ausreicht, um an-

dere ferromagnetische Körper anzuziehen, müssen sie ausgerichtet werden. Dann summieren sich die

einzelnen Anziehungskräfte der ausgerichteten Elementarmagneten zu einer wirkungsvollen magneti-

schen Anziehungskraft.

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Elektrotechnik Wirkungsweise Elektromagnetismus

Die Ausrichtung der Elementarmagnete kann entweder durch einen Dauermagneten erfolgen, indem

man mit dem Dauermagneten am Eisenkern in eine Richtung entlangstreift oder durch eine stromdurch-

flossene gewickelte Spule.

Eine gewickelte Spule aus isoliertem Draht erzeugt ein Magnetfeld, wenn sie unter Strom gesetzt wird.

Bringt man einen Eisenkern in diese Spule ein, richten sich die Elementarmagnete des Eisenkerns aus

und so verstärken sich beide Magnetfelder gegenseitig.

Schaltet man den Strom ab, schwächt sich die magnetische Wirkung ebenfalls ab – ein Restmagnetis-

mus im Eisenkern bleibt. Möchte man die magnetische Wirkung des Eisenkerns „entfernen“, muss man

lediglich für ausreichende Erschütterung des Eisenkerns sorgen – z. B. durch Hammerschläge. Die Ele-

mentarmagnete sind dann wieder ungeordnet und die magnetische Wirkung ist verschwunden.

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Elektrotechnik Bau eines einfachen Elektromagneten

Eisenkern in Form einer Schraube isolierter Schaltdraht zur Wicklung der Spule (empfohlen, da Schaltdraht die Form nach dem Bie-gen bzw. Wickeln beibehält!)

um die Schraube (Eisenkern) gewickelter Schalt-draht abisolierte Enden müssen ausreichend abstehen

Stromquelle anschließen (hier: Netzgerät) alternativ: z. B. 4,5-V-Flachbatterie

Büroklammern eignen sich gut als Demonstrati-onsobjekte

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Elektrotechnik/Elektronik Hellschaltung – Transistor und LDR

Die Hellschaltung bietet in der 9. Klasse der Mittelschule viele Lehrplanbezüge (z. B. Helligkeits-sensor) im Bereich Elektrotechnik/Elektronik: Halbleiterelemente wie Transistor und LDR können mit Hilfe dieser Schaltung hervorragend thematisiert und in ihrer Funktionsweise verständlich erfahrbar gemacht werden.

Der Schwerpunkt der Hellschaltung liegt zweifellos auf dem Bauteil LDR. Zunächst muss jedoch unbe-

dingt der Transistor in seiner grundlegenden Funktionsweise erklärt werden, da sonst die Funktions-

weise der Hellschaltung nicht in ausreichendem Maß geklärt werden kann!

Transistor

In der Regel wird im schulischen Kontext (vor allem an der Mittelschule im Fach Technik) mit bipolaren

Transistoren – genauer mit NPN-Transistoren - gearbeitet.

Ein Transistor besitzt drei Anschlusskontakte: Basis B, Kollektor C und Emitter E.

Bei einem Transistor handelt es sich um ein Halbleiterbauteil. Erst wenn ein Basisstrom fließt, kann

auch ein Kollektorstrom fließen. Der Kollektorstrom ist um ein Vielfaches größer als der Basisstrom –

diesen Unterschied bezeichnet man als Stromverstärkung. Ein kleiner Basisstrom ermöglicht also einen

wesentlich größeren Kollektorstrom.

Das verwendete Halbleitermaterial in einem Transistor ist üblicherweise Silizium (Schwellwert 0,6 – 0,7 V).

Weiterhin kann erst dann ein Basisstrom fließen, wenn die ausreichende Schwellspannung an der Basis-

Emitter-Strecke erreicht ist.

Eine Überschreitung des maximalen Basisstroms führt zur Zerstörung des Transistors! Außerdem ist

unbedingt auf den korrekten Einbau des Transistors in eine Schaltung unter Beachtung des richtigen An-

schlusses der einzelnen Kontakte (Basis, Kollektor, Emitter) zu achten!

Die Hitze beim Lötvorgang muss abgeführt werden!

Quelle: Schnabel, P., Elektronik-Fibel, Grundlagen – Bauelemente – Schaltungstechnik – Digitaltechnik, 5. Auflage, Dezember 2010, S. 170-172

LDR

Der Widerstandswert eines LDR (Light Dependent Resistor = lichtabhängiger Widerstand) hängt von der

Umgebungshelligkeit ab – er funktioniert demnach gewissermaßen als „Helligkeitssensor“. In einem

technischen System kann er so verbaut werden, dass bestimmte Vorgänge in Abhängigkeit der Intensität

des Umgebungslichts ablaufen können oder gestoppt werden.

Der LDR ist ein weiteres Halbleiterbauteil in der Elektronik. Hier hängt die Leitfähigkeit von

der Umgebungshelligkeit ab. Die Einbaurichtung in eine Schaltung ist bei einem LDR beliebig

– Hitze beim Lötvorgang sollte abgeführt werden.

C

E

B

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Elektrotechnik/Elektronik Didaktische Aufbereitung Transistor

Der schülerorientierten Aufbereitung des Sachverhalts „Transistor“ kann mittels einer sogenannten „Darlington-Schaltung“ gut Rechnung getragen werden. Um eine LED zum Leuchten zu bringen genügt es hier lediglich zwei Kontakte mit jeweils einem Finger zu berühren. Da der Strom zwangsläufig über die Hand bzw. über den Körper fließen muss, stellt sich die Frage, warum man davon nichts spürt – geschweige denn gesundheitlichen Schaden nimmt. Der Strom muss also äußerst gering in seiner Stärke sein! Wie kann ein so geringer Strom eine LED leuchten lassen?

Ein Transistor hat drei Anschluss-Kontakte: Basis, Kollektor und Emitter, wobei ein geringer Strom an

der Basis-Emitter-Strecke einen großen Kollektor-Emitter-Strom steuert.

Bei der Darlington-Schaltung werden zwei (bipolare) Transistoren in Folge verbaut, um den Effekt der

Stromverstärkung zu erhöhen. Es genügt also ein sehr geringer Basisstrom bzw. Steuerstrom, um einen

erheblich größeren Kollektor-Emitter-Strom fließen zu lassen. Konkret bedeutet das in der unten zu se-

henden Variante der Darlington-Schaltung, dass die bloße gleichzeitige Berührung der beiden freien

Kontakte mit jeweils einem Finger ausreicht, um die LED leuchten zu lassen (rechtes Bild). Es fließt bei

Berührung der Kontakte demnach über den Körper des Menschen ein äußerst geringer, nicht spürbarer

Strom, der den Kollektorstrom ermöglicht, sodass die LED leuchten kann.

Skizze

Hinweis

In dieser Schaltung ist zwischen Basis und Emitter des ersten Transistors ein Widerstand von 330 kOhm

eingebaut, der verhindert, dass die Leitfähigkeit des Holzbrettchens(!) dafür sorgt, dass bereits bei Be-

rührung mit nur einem Finger die LED leuchtet.

Widerstand 330 kOhm

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Mögliches Werkstück Sensortaschenlampe

Ein passendes Werkstück zu dieser Thematik wäre die „Sensortaschenlampe“ – hier ist allein schon aus

Gründen des beengten Bauraums ein Darlington-Transistor verbaut. In diesem Beispiel ist das Gehäuse

aus Acrylglas gefertigt. Da Kunststoff ein guter Isolator ist, wird der 330-Ohm-Widerstand (s. Seite 12!)

nicht benötigt.

Die Stromquelle besteht aus zwei Lithium-Batterien (Knopfzellen). Für die Umsetzung der Berührkon-

takte (Sensoren) wird bei diesem Werkstück Schweißdraht (verkupfert) verwendet. Eine ultrahelle LED

(Vorwiderstand berechnen!) sorgt für die nötige Leuchtkraft dieser handlichen Taschenlampe.

Die äußere Form des Werkstücks kann individuell gestaltet werden.

Skizze

Darlington-Transistor BC 517

3 V

3 V

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Elektrotechnik/Elektronik Didaktische Aufbereitung LDR

Die Funktion des LDR kann in handlungsorientierter Art und Weise relativ einfach im (Technik-)Unter-richt veranschaulicht werden: An Gruppentischen liegen Multimeter und LDRs aus. Die Schülerinnen und Schüler schließen die Kontakte des Multimeters an den „Beinchen“ des LDR an und halten diesen abwechselnd in hellere und dunklere Bereiche des Werkraums – dabei vergleichen sie die angezeigten Werte auf dem Display des Multimeters.

Die Schülerinnen und Schüler erkennen durch den handlungsorientierten Umgang mit Multimeter und

LDR, dass das Umgebungslicht bzw. die Umgebungshelligkeit den Widerstandswert des LDR beeinflusst.

Je mehr Licht auf den LDR fällt, desto geringer wird sein Widerstand.

Oder: Wenn der LDR abgedeckt/abgedunkelt wird, erhöht sich sein Widerstandswert.

Der Widerstandswert des LDR sinkt bei entspre-chender Umgebungshelligkeit.

Wird der LDR abgedeckt bzw. abgedunkelt, steigt sein Widerstandswert.

Die Schülerinnen und Schüler sollen nun Vermutungen über mögliche Einsatzbereiche eines LDR in der

technischen Realität äußern und im Plenum diskutieren.

Im Anschluss kann zügig auf die Hellschaltung (siehe Folgeseite!) und ihre Funktionsweise hingeführt

werden.

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Elektrotechnik/Elektronik Hellschaltung – Aufbau

Schülerinnen und Schüler können eine selbst erstellte Skizze auf ein Grundbrettchen übertragen und diese dann mit den elektrischen/elektronischen Komponenten in die technische Realität umsetzen. Es kann zum einen in hohem Maße gewährleistet werden, dass die Schaltung funktioniert, aber auch der gedankliche Zugang hinsichtlich der Funktionsweise der Schaltung lässt sich auf diese Art gut didak-tisch aufbereiten. Die Schaltung kann nachfolgend jederzeit platzsparend auf eine Streifenplatine übertragen werden.

Skizze

Schaltung

Verdrahtungsplan Lochstreifenplatine

Platine

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Elektrotechnik/Elektronik Hellschaltung – Funktion

Die Umgebungshelligkeit reicht aus, dass der Wi-derstandswert des LDR sinkt und der Transistor durchschalten kann, da ausreichend Strom an der Basis ankommt – die LED leuchtet.

Wird der LDR abgedeckt, steigt sein Widerstands-wert gegen unendlich. An der Basis des Transis-tors kommt kein ausreichender Strom an, sodass der Transistor sperrt – die LED leuchtet nicht.

Fällt Licht auf den LDR (Light Dependend Resistor = lichtabhängiger Widerstand) verringert sich sein Wi-

derstand. Der Widerstandswert bei Dunkelheit hingegen ist hoch.

Liegt aufgrund des verminderten Widerstandswertes des LDR durch Lichteinfall eine ausreichende

Spannung (Schwellwert) an der Basis des Transistors an, so schaltet dieser durch: Die LED leuchtet.

Der Trimmpotentiometer – also der verstellbare Widerstand innerhalb der Schaltung – ermöglicht es, die

„Empfindlichkeit“ der Hellschaltung zu justieren.

Vorwiderstand LED LED

Stromquelle

Transistor

Trimmpotentiometer

LDR

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Mögliches Werkstück Magisches Licht

Ein passendes Werkstück zu dieser Thematik wäre das „Magische Licht“.

Das „Magische Licht“ besteht im Wesentlichen aus einer Hellschaltung mit Selbsthaltefunktion, d. h.

wenn der LDR durch äußere Einwirkung in einem dunklen Raum Licht bekommt (z. B. durch eine Feuer-

zeugflamme) leuchtet die LED. Die LED wiederum versorgt den LDR mit Licht, wobei dessen Widerstand

sinkt und der verbaute Transistor ausreichende Spannung an der Basis erhält, was dazu führt, dass die

LED leuchtet usw.

Durch die Länge des Litzendrahtes wird gewährleistet, dass die LED locker über der Bohrung für den

LDR baumelt und somit durch „Auspusten“ die Selbsthaltung unterbrochen wird und die LED erlischt.

Der Sockel des Werkstücks besteht aus Massivholz mit einer Eckverbindung in Form einer Fingerzin-

kung – eine Dübelung wäre ebenso denkbar. Innerhalb des Sockels befindet sich die Hellschaltung, wo-

bei der LDR unterhalb der Bohrung im Deckel verbaut ist. Die Schaltung sollte sich auf einer Grundplatte

befinden, sodass der Sockel jederzeit von der Grundplatte abgehoben werden kann. Auf diese Weise ist

es möglich, das Werkstück als „Black Box“ im Unterricht bzw. zum Unterrichtseinstieg zu verwenden.

Die LED muss genau über der Bohrung im Deckel des Sockels positioniert werden, um zu gewährleisten,

dass der darunterliegende LDR genug Licht von der aktivierten LED bekommt.

Dieser Forderung kann günstig mit einem thermisch verformten Acrylglasstreifen nachgekommen wer-

den. Die einzelnen eingebrachten Bohrungen führen die Leitungen (Litze!).

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Elektrotechnik/Elektronik Dunkelschaltung - Funktion

Tauscht man bei der Hellschaltung die beiden Komponenten „LDR“ und „Trimmpotentiometer“ in ihrer Position innerhalb der Schaltung aus, erhält man eine sogenannte „Dämmerungs- bzw. Dunkelschal-tung“. Die Feinjustierung erfolgt – wie bei der Hellschaltung – über den Trimmpotentiometer.

Hellschaltung Dunkelschaltung

Bei ausreichender Umgebungshelligkeit wird keine zu-sätzliche Beleuchtung benötigt – der Trimmpotentio-meter innerhalb der Schaltung ist so eingestellt, dass die LED nicht aktiviert wird.

Sinkt die Umgebungshelligkeit steigt der Wi-derstandswert des LDRs – er ist innerhalb der Schaltung so angeordnet, dass nun ein ausrei-chender Basis-Emitter-Strom fließt – die LED leuchtet.

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Elektrotechnik/Elektronik Dunkelschaltung - Aufbau

Die Umsetzung kann im Technikunterricht auf die gleiche Art und Weise erfolgen - siehe Hellschaltung Seite 14!

Skizze

Schaltung

Verdrahtungsplan Lochstreifenplatine

Platine

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Mögliches Werkstück Stimmungslicht/Leuchtobjekt

Das Stimmungslicht bzw. Leuchtobjekt in dieser Variante wird automatisch aktiviert, wenn die Umge-

bungshelligkeit abnimmt – dies geschieht mittels Dämmerungsschaltung. Der LDR ist hierbei direkt hin-

ter der mittigen Bohrung eines Seitenteils des Sockels verbaut.

Als Leuchtkörper empfiehlt es sich transparentes Acrylglas mit einer Materialstärke von 10 mm zu ver-

wenden. Durch eine Schraubverbindung – Gewindeschneiden (M 4) in Acrylglas – können die Leuchtkör-

per auf einen Sockel aus Massivholz- oder Holwerkstoffeinzelteilen lösbar montiert werden. Jeweils

eine LED beleuchtet die Acrylglaskörper.

Weiterhin ist es angeraten, die Schaltung auf einer Grundplatte zu verbauen, auf welche dann der Sockel

aufgesteckt ist. Demnach ist ein einfacher Batteriewechsel (9V-Block) jederzeit problemlos möglich.

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Elektrotechnik/Elektronik Wechselblinker - Aufbau

Der Wechselblinker (auch astabile Kippstufe oder astabiler Multivibrator genannt) stellt eine weitere Schaltung dar, die im Grundrepertoire eines jeden umfassenden (Elektro-)Technikunterrichts enthal-ten sein sollte. Die Umsetzung kann nach der Vorgehensweise wie in den Beispielen vorher erfolgen.

Skizze

Schaltung

Verdrahtungsplan Lochstreifenplatine

Platine

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Elektrotechnik/Elektronik Wechselblinker – weitere Variante

Die Blinkfrequenz kann durch Einbau eines Trimmpotentiometers justiert werden. Im Folgenden ist der detaillierte Aufbau dargestellt.

Skizze

Schaltung

Verdrahtungsplan Lochstreifenplatine

Platine

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Elektrotechnik/Elektronik Wechselblinker – Funktion

Bei der Wechselblinker-Schaltung handelt es sich um eine sogenannte Kippschaltung – genauer eine astabile Kippschaltung. Diese Schaltung wechselt ständig zwischen zwei Zuständen, d. h. LED 1 und LED 2 leuchten abwechselnd auf. In dieser Schaltung sind Kondensatoren – genauer Elektrolytkondensatoren (ELKOs) – verbaut. Hier muss unbedingt auf die Einbaurichtung bzw. korrekte Polung geachtet werden! Kondensatoren können elektrische Ladung bzw. elektrische Energie speichern und wieder abgeben. Die Blinkfrequenz der LEDs hängt zum einen von der Kapazität der ELKOs (Elektrolytkondensatoren) ab und zum anderen von den Widerstandswerten von R 1 und R 2. Je höher die Kapazität der ELKOs, desto langsamer der „Blinkwechsel“ zwischen den LEDs oder je höher die Widerstandswerte von R 1 und R 2, desto langsamer der „Blinkwechsel“. Durch einen Trimmpotentiometer kann die Blinkfrequenz einfach je nach Belieben stufenlos eingestellt werden. Quelle: https://www.grund-wissen.de/elektronik/schaltungen/kippschaltungen.html, 01.03.2020

Vorwiderstand LED 1

Vorwiderstand LED 2

Kondensator 2 (ELKO)

Kondensator 1 (ELKO)

LED 1

Widerstand R 1

Widerstand R 2

Transistor 1 Transistor 2

LED 2

Trimmpotentiometer

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Mögliches Werkstück Hinweisschild

Bei verschiedenen Anlässen ist es nötig Hinweisschilder aufzustellen, um Besucher durch verschiedene

Räumlichkeiten zu leiten. Diese Hinweisschilder können durch blinkende Beleuchtungseinheiten noch

mehr Aufmerksamkeit auf sich ziehen – die Wechselblinker-Schaltung eignet sich hierfür hervorragend.

In einem Hinweisschild in Form eines Richtungspfeils aus transparentem Acrylglas befinden sich zwei

LEDs, die abwechselnd aufleuchten. Das transparente Acrylglas dient gleichzeitig als Leuchtkörper

(siehe unten!).

Auf einem Sockel aus Massivholzeinzelteilen kann der Hinweispfeil problemlos mittels Verschraubung

montiert werden (Gewindeschneiden in Acrylglas!). Die Platine mit der Wechselblinker-Schaltung wird

fest auf dem Boden innerhalb des Sockels angebracht. Außerdem empfiehlt sich eine Batteriehalterung

für den 9V-Block.

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Materialliste Darlington-Schaltung

Mit diesen Komponenten können Sie die Darlington-Schaltung einwandfrei umsetzen:

• Batterieclip 9V-Block

• Schaltdraht oder -litze

• Vorwiderstand LED 470 Ohm

• Widerstand 1,5 kOhm (zusätzlich bei Umsetzung auf Grundbrettchen!)

• Widerstand 330 kOhm

• LED (rot)

• 2 Transistoren BC 547 C

• 8 Reißnägel

• Grundbrettchen 100 x 100 x 10

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Materialliste Hellschaltung

Mit diesen Komponenten können Sie die Hell- sowie die Dunkelschaltung einwandfrei umsetzen:

• Batterieclip 9V-Block

• Schaltdraht oder -litze

• Vorwiderstand LED 470 Ohm

• LED

• Transistor BC 547 C

• LDR (Fotowiderstand)

• Widerstand (vor Transistor) 6,8 kOhm

• Trimmpotentiometer 10 kOhm

• 11 Reißnägel

• Grundbrettchen 100 x 100 x 10

Hinweis

Bei Inbetriebnahme der Hellschaltung den Trimmpotentiometer zunächst ganz schließen (Drehrichtung

links) und vorsichtig öffnen (Drehrichtung rechts) – je nach Einstellungswunsch.

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Materialliste Dunkelschaltung

• Batterieclip 9V-Block

• Schaltdraht oder -litze

• Vorwiderstand LED 470 Ohm

• LED

• Transistor BC 548 B

• LDR (Fotowiderstand)

• Widerstand (vor Transistor) 1,5 kOhm

• Trimmpotentiometer 25 kOhm

• 11 Reißnägel

• Grundbrettchen 100 x 100 x 10

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Materialliste Wechselblinker

Mit diesen Komponenten können Sie die Wechselblinker-Schaltung einwandfrei umsetzen:

• Batterieclip 9V-Block

• Schaltdraht oder -litze

• 2 Vorwiderstände LEDs 470 Ohm

• 2 LEDs (z. B. rot)

• 2 Widerstände 4,7 kOhm (sehr niedrige Frequenz! – wechselt langsam!)

• 2 Widerstände 1,8 kOhm (bei Einsatz eines Trimmpotentiometers zur Blinkfrequenz-Einstellung)

• Trimmpotentiometer 25 kOHm

• 2 Transistoren BC 547 C

• 2 ELKOs 22 µF

• Reißnägel

• Grundbrettchen 100 x 100 x 10

Die Variante der Wechselblinker-Schaltung mit Trimmpotentiometer

Literaturnachweis: Schnabel, P., Elektronik-Fibel, Grundlagen – Bauelemente – Schaltungstechnik – Digitaltechnik, 5. Auflage, Dezember 2010 https://www.grund-wissen.de/elektronik/schaltungen/kippschaltungen.html, 01.03.2020