Die Experimentierbox 1.1 Inhalt der Experimentierbox 1.1.1 Steckboard Grundlage aller Experimente ist ein komfortables Steckboard. Die roten Linien zeigen, wie das Steckboard intern verbunden ist. Die Bauteilanschlüsse und eventuelle Drahtbrücken werden einfach in die Kontakte eingesteckt. Nach Abschluss des Experiments ziehen Sie alle Bauteile und Drähte wieder heraus. Sie stehen dann für neue Experimente bereit. Beachten Sie den Tipp »Erfolgreiche Bestückung« in Kap. 1.2.1. Abb. 1.
Abb. 1.3: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol des PNP-Bipolar-Transistors 2N3906; das Experimentierpaket enthält einen davon. Abb. 1.4: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol des FET-Transistors J111; das Experimentierpaket enthält einen davon. Abb. 1.5: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol des Fototransistors PT331C; das Experimentierpaket enthält einen davon. 1.1.
Abb. 1.6: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol der roten LED; das Experimentierpaket enthält eine davon. Abb. 1.7: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol der grünen LED; das Experimentierpaket enthält eine davon. Abb. 1.8: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol der gelben LED; das Experimentierpaket enthält eine davon. Abb. 1.
Abb. 1.11: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol der Schottky-Diode BAT85; das Experimentierpaket enthält eine davon. 1.1.4 Solarzelle Solarzellen verwandeln Licht in elektrischen Strom. Abb. 1.12: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol der Silizium-Solarzelle; das Experimentierpaket enthält eine davon. 1.1.
enthält einen davon. Abb. 1.15: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol eines 220-pf-Keramikkondensators; das Experimentierpaket enthält zwei davon. Abb. 1.16: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol eines 1-nf-Keramikkondensators; das Experimentierpaket enthält drei davon. Abb. 1.
Abb. 1.19: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol eines 1-µF-Elektrolytkondensators; das Experimentierpaket enthält zwei davon. Abb. 1.20: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol eines 10-µF-Elektrolytkondensators; das Experimentierpaket enthält vier davon. Abb. 1.
Abb. 1.23: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol eines 1.000-µF-Elektrolytkondensators; das Experimentierpaket enthält einen davon. 1.1.7 Festinduktivität Induktivitäten werden hauptsächlich in Schwingkreisen oder zu Siebzwecken eingesetzt. Abb. 1.24: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol einer 220-µH-Festinduktivität; das Experimentierpaket enthält eine davon. 1.1.
Abb. 1.26: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol einer Verbindung; das Experimentierpaket enthält einen Meter isolierten Schaltdraht. 1.1.10 Batterie-Clip 9-V-Block Ein Batterie-Clip dient dazu, die Batterie mit der Schaltung zu verbinden. Abb. 1.27: Bestückungssymbol des beiliegenden Batterie-Clips für eine 9-V-Blockbatterie, ein eigenes Schaltplansymbol hierfür gibt es nicht; das Experimentierpaket enthält einen davon. 1.1.
Abb. 1.29: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol eines 10-Ω-Widerstands; das Experimentierpaket enthält einen davon. Abb. 1.30: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol eines 22-Ω-Widerstands; das Experimentierpaket enthält einen davon.
Abb. 1.31: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol eines 47-Ω-Widerstands; das Experimentierpaket enthält einen davon. Abb. 1.32: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol eines 100-Ω-Widerstands; das Experimentierpaket enthält zwei davon. Abb. 1.33: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol eines 220-Ω-Widerstands; das Experimentierpaket enthält zwei davon. Abb. 1.
Abb. 1.35: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol eines 1-kΩ-Widerstands; das Experimentierpaket enthält vier davon. Abb. 1.36: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol eines 2,2-kΩ-Widerstands; das Experimentierpaket enthält drei davon. Abb. 1.37: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol eines 3,3-kΩ-Widerstands; das Experimentierpaket enthält einen davon. Abb. 1.
Abb. 1.39: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol eines 6,8-kΩ-Widerstands; das Experimentierpaket enthält einen davon. Abb. 1.40: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol eines 10-kΩ-Widerstands; das Experimentierpaket enthält vier davon. Abb. 1.41: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol eines 22-kΩ-Widerstands; das Experimentierpaket enthält vier davon. Abb. 1.
Abb. 1.43: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol eines 56-kΩ-Widerstands; das Experimentierpaket enthält einen davon. Abb. 1.44: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol eines 100-kΩ-Widerstands; das Experimentierpaket enthält vier davon. Abb. 1.45: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol eines 220-kΩ-Widerstands; das Experimentierpaket enthält vier davon. Abb. 1.
Abb. 1.47: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol eines 1 MΩ Widerstands; das Experimentierpaket enthält einen davon. Abb. 1.48: Farbtabelle zur Codierung von Widerständen 1.1.13 Drehspulmessgerät Ein Drehspulmessgerät dient dazu, per Zeigerausschlag die Höhe von Gleichstrom anzuzeigen. Abb. 1.49: Links das Bestückungssymbol und rechts zur Information das Schaltplansymbol des beiliegenden Drehspulinstruments; das Experimentierpaket enthält eines davon. 1.
Pinzette als Hilfsmittel. Die Drahtenden müssen ein Stück in den Steckkontakt geschoben werden. Im Zweifelsfall kann man leicht am betreffenden Draht ziehen. Bleibt er fest im Board, ist er richtig eingesteckt. 1.2.2 Einfache Biegelehre Ordnung macht das Leben leichter. Im vorliegenden Fall erhöhen sauber abgewinkelte Drahtbrücken zumindest die Übersicht und damit die Wahrscheinlichkeit, dass alles korrekt verdrahtet wird. Und nur wenn alles korrekt verdrahtet ist, wird das Experiment gelingen.
1.2.5 Praktischer Einsatz der Schaltungen in Haus und Garten Gefällt Ihnen eine Schaltung so gut, dass sie praktisch eingesetzt werden soll, sollten Sie für den Aufbau nicht das Steckboard, sondern eine Lochrasterplatine verwenden. Die Bauteile und Verbindungen werden per Lötzinn miteinander verbunden. So entstehen Verbindungen, die auf Dauer einwandfrei funktionieren. Mechanische Stabilität garantiert die Lötverbindung mit der Lochrasterplatine.
an. Benötigte Bauteile 2 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Drehspulmessgerät, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.1: Einfache Spannungsmessung Experiment Nach dem Anschließen der Batterie schlägt das Drehspulmessgerät aus. Wie groß ist der Ausschlag? Ist alles in Ordnung, schlägt das Messgerät voll aus. Es handelt sich um eine Spannungsmessung, die Spannung der 9-V-Batterie wird angezeigt. Sie können versuchsweise statt der 9-V-Batterie auch eine 1,5-V-Batterie AA anschließen.
schlossen. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an. Benötigte Bauteile 1 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Drehspulmessgerät, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.2: Erweiterung des Messbereichs Experiment Nach dem Anschließen der Batterie schlägt das Drehspulmessgerät aus. Wie groß ist der Ausschlag? Bei korrekter Funktion bleibt der Zeiger etwa auf Skalenmitte stehen. Es handelt sich wieder um eine Spannungsmessung.
Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Widerstände und die Schottky-Diode. Beachten Sie die Durchlassrichtung (schwarzer Ring) der Diode. Anschließend wird die Drahtbrücke gesteckt (Abb. 2.3). Dann wird das Drehspulmessgerät angeschlossen. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an. Benötigte Bauteile 2 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Schottky-Diode BAT 85, 1 x Drehspulmessgerät, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.
Diode. Anschließend wird die Drahtbrücke gesteckt (Abb. 2.3a). Jetzt wird das Drehspulmessgerät angeschlossen. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an. Benötigte Bauteile 2 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Schottky-Diode BAT 85, 1 x Drehspulmessgerät, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.3a: Diode in Sperrrichtung Experiment Nach dem Anschließen der Batterie tut sich gar nichts. Der Zeiger des Drehspulmessgeräts schlägt nicht aus.
2.2 Parallelschaltung Schaltung 4: Strommessung ohne Parallelwiderstand Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Widerstände und anschließend die Drahtbrücke wie in Abb. 2.4 gezeigt. Dann wird das Drehspulmessgerät angeschlossen. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an. Benötigte Bauteile 2 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Drehspulmessgerät, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.
schlägt das Messgerät voll aus. Es handelt sich um eine Spannungsmessung; in diesem Fall wird die Spannung der 9-V-Batterie angezeigt. Sie können versuchsweise statt der 9-V-Batterie auch eine 1,5-V-Batterie AA anschließen. Wie stark ist jetzt der Ausschlag? Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.4. Schaltung 5: Strommessung mit kleinem Parallelwiderstand Aufbauhinweise Platzieren Sie die vier Widerstände und anschließend die Drahtbrücke wie in Abb. 2.5 gezeigt.
kleinem Parallelwiderstand Experiment Nach dem Anschließen der Batterie schlägt das Drehspulmessgerät aus. Wie groß ist der Ausschlag? Ist alles in Ordnung, schlägt das Messgerät etwa zu zwei Dritteln aus. Im Vergleich zum vorhergehenden Experiment ist dem Messgerät die Serienschaltung der beiden 220-Ω-Widerstände parallelgeschaltet. Ein Teil des Stroms – etwa ein Drittel – wird jetzt durch diese Widerstände abgezweigt und fließt nicht mehr durch das Messgerät.
Abb. 2.6: Strommessung mit größerem Parallelwiderstand Experiment Nach dem Anschließen der Batterie schlägt das Drehspulmessgerät aus. Wie groß ist der Ausschlag? Ist alles in Ordnung, schlägt das Messgerät etwa zur Hälfte aus. Im Vergleich zum vorhergehenden Experiment ist dem Messgerät jetzt ein 220-Ω-Widerstand parallelgeschaltet. Ein Teil des Stroms – etwa die Hälfte – wird durch diesen Widerstand abgezweigt und fließt nicht mehr durch das Messgerät.
Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3906, 1 x Widerstand 470 Ω, 2 x Widerstand 1 kΩ, 2 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Drehspulmessgerät, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.7: Anschlussfolge beim PNP-Transistor bestimmen Experiment Zuerst wird die schwarze Leitung angeschlossen. Mit der roten Leitung werden nacheinander die verbliebenen zwei Anschlüsse des Transistors berührt.
Aufbauhinweise Platzieren Sie den Transistor wie in Abb. 2.8 gezeigt. Daraufhin werden alle Widerstände eingesteckt. Schließlich kommen die Drahtbrücken an die Reihe. Zur Identifizierung sind die Messleitungen in der Abbildung schwarz beziehungsweise rot. Sie können jede beliebige Farbe verwenden. Dann wird das Drehspulmessgerät angeschlossen. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
rote Leitung kennzeichnet den Basisanschluss eines NPN-Transistors. Dieses Verfahren funktioniert bei Silizium- und Germanium-Transistoren, allerdings nur bei Bipolar- und nicht bei FET-Transistoren. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.8. 2.4 Stromverstärkung eines Bipolar-Transistors bestimmen Schaltung 9: B-Messung beim PNP-Transistor Aufbauhinweise Platzieren Sie den Transistor wie in Abb. 2.9 gezeigt. Daraufhin werden alle Widerstände eingesteckt.
1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluß-Clip Abb. 2.9: B-Messung beim PNP-Transistor Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, wird das Drehspulmessgerät einen kräftigen Ausschlag zeigen. Der Ausschlag zeigt direkt den Stromverstärkungsfaktor B des Transistors an. Vollausschlag bedeutet B = 500. In der vorliegenden Form kann die Schaltung dazu verwendet werden, den Stromverstärkungsfaktor von beliebigen PNP-Silizium-Bipolar-Transistoren kleiner Leistung zu bestimmen.
Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3904, 1 x Widerstand 1 MOhm, 1 x Widerstand 220 Ohm, 1 x Widerstand 100 Ohm, 1 x Drehspulmessgerät, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluß-Clip Abb. 2.10: B-Messung beim NPN-Transistor Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, wird das Drehspulmessgerät einen kräftigen Ausschlag zeigen. Der Ausschlag zeigt direkt den Stromverstärkungsfaktor B des Transistors an. Vollausschlag bedeutet B = 500.
Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.10. 2.5 Dioden Schaltung 11: Schwellenspannung Siliziumdiode Aufbauhinweise Platzieren Sie die Diode wie in Abb. 2.11 gezeigt. Daraufhin werden die beiden Widerstände eingesteckt. Schließlich kommt die Drahtbrücke an die Reihe. Dann wird das Drehspulmessgerät angeschlossen. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, wird das Drehspulmessgerät einen mittleren Ausschlag zeigen. Die Anzeige entspricht direkt der sogenannten Schwellenspannung der Diode. Diese Spannung muss in Durchlassrichtung mindestens anliegen, damit Strom durch die Diode fließt. Bei geringerer Spannung fließt weder in Durchlass- noch in Sperrrichtung Strom. Im vorliegenden Fall wird die Schwellenspannung einer Siliziumdiode gemessen. Sie liegt in der Größenordnung von 0,6 V.
Abb. 2.12: Schwellenspannung Schottky-Diode Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, wird das Drehspulmessgerät einen geringen Ausschlag zeigen. Die Anzeige entspricht direkt der sogenannten Schwellenspannung der Diode. Diese Spannung muss in Durchlassrichtung mindestens anliegen, damit Strom durch die Diode fließt. Bei geringerer Spannung fließt weder in Durchlass- noch in Sperrrichtung Strom. Im vorliegenden Fall wird die Schwellenspannung einer Schottky-Diode gemessen.
Benötigte Bauteile 1 x LED rot, 2 x Widerstand 1 kΩ, 1 x Drehspulmessgerät, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.13: Schwellenspannung LED rot Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, wird das Drehspulmessgerät einen kräftigen Ausschlag zeigen. Die Anzeige entspricht direkt der sogenannten Schwellenspannung der Diode. Diese Spannung muss in Durchlassrichtung mindestens anliegen, damit Strom durch die Diode fließt.
Schaltung 14: Schwellenspannung LED grün Aufbauhinweise Platzieren Sie die Diode wie in Abb. 2.14 gezeigt. Daraufhin werden die beiden Widerstände eingesteckt. Schließlich kommt die Drahtbrücke an die Reihe. Dann wird das Drehspulmessgerät angeschlossen. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an. Benötigte Bauteile 1 x LED grün, 2 x Widerstand 1 kΩ, 1 x Drehspulmessgerät, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.
Sie können diese Schaltung dazu benutzen, den Aufbautyp einer unbekannten Diode zu bestimmen. Notieren Sie sich den oben gemessenen Anzeigewert des Drehspulmessgeräts. Zeigt die unbekannte Diode den gleichen Wert, handelt es sich um eine grüne LED. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.14. Schaltung 15: Schwellenspannung LED gelb Aufbauhinweise Platzieren Sie die Diode wie in Abb. 2.15 gezeigt. Daraufhin werden die beiden Widerstände eingesteckt.
Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, wird das Drehspulmessgerät einen kräftigen Ausschlag zeigen. Die Anzeige entspricht direkt der sogenannten Schwellenspannung der Diode. Diese Spannung muss in Durchlassrichtung mindestens anliegen, damit Strom durch die Diode fließt. Bei geringerer Spannung fließt weder in Durchlass- noch in Sperrrichtung Strom. Im vorliegenden Fall wird die Schwellenspannung einer gelben Leuchtdiode gemessen. Sie liegt in der Größenordnung von 2,2 V.
Benötigte Bauteile 1 x Infrarotdiode, 2 x Widerstand 1 kΩ, 1 x Drehspulmessgerät, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.16: Schwellenspannung Infrarotdiode Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, wird das Drehspulmessgerät einen mittleren Ausschlag zeigen. Die Anzeige entspricht direkt der sogenannten Schwellenspannung der Diode. Diese Spannung muss in Durchlassrichtung mindestens anliegen, damit Strom durch die Diode fließt.
Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 1 x LED rot, 1 x LED grün, 2 x Widerstand 1 kΩ, 2 x Widerstand 22 kΩ, 2 x Widerstand 100 kΩ, 2 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.17: Aufregender Doppelblinker Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, beginnen die beiden LEDs sofort abwechselnd zu blinken. Die Blinkfrequenz liegt bei 2 Hz. Experimentieren Sie mit anderen Werten für die Elektrolytkondensatoren C1 und C2 sowie die Widerstände R2 bis R5.
kommen die sechs Widerstände an die Reihe. Zum Schluss stecken Sie die acht Drahtbrücken. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an. Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 1 x LED rot, 1 x LED grün, 2 x Widerstand 1 kΩ, 2 x Widerstand 100 kΩ, 2 x Widerstand 220 kΩ, 2 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.
Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.18. 2.7 Binärspeicher Schaltung 19: Eine elektronische Gehirnzelle Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren wie in Abb. 2.19 gezeigt. Dann wird die grüne LED eingesteckt. Dann kommen die sechs Widerstände an die Reihe. Zum Schluss stecken Sie die fünf Drahtbrücken sowie die zwei als Schalter fungierenden Drahtbrücken (zur besseren Unterscheidung gestrichelt gezeichnet).
Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, sind beide »Schalter« offen, also beide Drahtbrücken an einer Seite nicht gesteckt. Schließen Sie kurzzeitig die Drahtbrücke mit der Bezeichnung Ein. Die grüne LED leuchtet dauerhaft. Auch wenn Sie den »Schalter« Ein wieder öffnen, leuchtet die Diode weiterhin. Die Schaltung (bistabile Kippstufe genannt) kann sich also merken, dass irgendwann mal der »Schalter« Ein gedrückt worden ist.
Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 1 x LED grün, 3 x Widerstand 1 kΩ, 1 x Widerstand 2,2 kΩ, 2 x Widerstand 100 kΩ, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.20: Klingel mit Gedächtnis Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, sind beide »Schalter« offen, also der Klingelknopf ist nicht gedrückt und die Drahtbrücke an einer Seite nicht gesteckt. Drücken Sie kurzzeitig den Klingelknopf. Der Gong ertönt und die grüne LED leuchtet dauerhaft.
Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren wie in Abb. 2.21 gezeigt. Dann werden die beiden roten LEDs eingesteckt. Schließlich kommen die vier Widerstände und die beiden Elektrolytkondensatoren an die Reihe. Zum Schluss stecken Sie die sechs Drahtbrücken. Bei entsprechend wasserdichtem Aufbau könnte die Schaltung als auffälliges Rücklicht für ein Fahrrad verwendet werden. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
zu beachten. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.21. Schaltung 22: Blinkendes Fahrradlicht Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren wie in Abb. 2.22 gezeigt. Dann werden die beiden weißen LEDs eingesteckt. Wenn Sie keine weißen LEDs zur Verfügung haben, können Sie stattdessen auf eine grüne und eine gelbe zurückgreifen. Dann kommen die vier Widerstände und die beiden Elektrolytkondensatoren an die Reihe. Zum Schluss stecken Sie die sechs Drahtbrücken.
Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, beginnen die beiden LEDs sofort heftig zu blinken. Das kann unter Umständen mehr Aufmerksamkeit hervorrufen als ein rein statisches Licht. Bei einer Verwendung am Fahrrad muss die Stromversorgung durch einen Gleichstrom-Nabendynamo erfolgen. Die StVO ist zu beachten. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.22. 2.9 Solarleuchte Schaltung 23: Einfache Solarleuchte Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Dioden wie in Abb. 2.23 gezeigt.
Abb. 2.23: Einfache Solarleuchte Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, bleibt die rote LED dunkel, solange die Solarzelle nicht beleuchtet wird. Beispielsweise kann die Solarzelle an einem Südfenster montiert werden. Die Schaltung selbst kann im Keller oder in einem fensterlosen Raum untergebracht sein. Dort zeigt sie zuverlässig an, ob es gerade Tag ist und die Sonne scheint. Die Schaltung zeigt, wie einfach es ist, kostenlosen Solarstrom zu gewinnen.
Benötigte Bauteile 1 x Solarzelle, 1 x LED rot, 1 x Schottky-Diode BAT 85, 1 x Widerstand 220 Ω, 1 x Steckboard, 2 x NiMH-Akku mit Batteriehalter AA Abb. 2.24: Solarleuchte mit Akku Experiment Komfortabel nutzbar ist kostenloser Solarstrom nur dann, wenn er kontinuierlich zur Verfügung steht – also immer dann, wenn er gebraucht wird, und nicht nur, wenn gerade mal die Sonne scheint. Am einfachsten gelingt das, wenn Akkus zum Einsatz kommen. Immer, wenn die Sonne scheint, wird der Akku aufgeladen.
Wird die Schaltung in Betrieb gesetzt und die Akkus sind leer, bleibt die rote LED zunächst dunkel, auch wenn die Sonne scheint. Die Solarzelle lädt zunächst die Akkus auf. Haben die Akkus genügend Ladung, leuchtet die LED kontinuierlich, unabhängig davon, ob die Sonne gerade scheint oder nicht. Wie im vorhergehenden Experiment können Sie statt der LED auch andere kleine Geräte mit dieser kostenlosen elektrischen Energie betreiben.
Benötigte Bauteile 1 x Solarzelle, 1 x Transistor 2N3906, 1 x LED rot, 1 x Schottky-Diode BAT 85, 1 x Siliziumdiode 1N4148, 1 x Widerstand 22 Ω, 2 x Widerstand 1 kΩ, 1 x Steckboard, 2 x NiMH-Akku mit Batteriehalter AA Abb. 2.25: Automatische Solarleuchte mit Akku Experiment Nützlich ist eine Solarleuchte dann, wenn sie tagsüber ausgeschaltet ist und sich nachts automatisch einschaltet. Bei dieser Schaltung wird auf das vorhergehende Experiment aufgebaut.
Transistor abgeschaltet. Bei Dunkelheit schaltet der Transistor die rote LED ein. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.25. 2.10 Ausschaltverzögerung Schaltung 26: Ausschaltverzögerung 2 Sekunden Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren und die beiden Dioden wie in Abb. 2.26 gezeigt. Dann werden die vier Widerstände und der Elektrolytkondensator eingesteckt. Schließlich folgen die sieben Drahtbrücken.
Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, geschieht zunächst gar nichts; die rote LED bleibt dunkel. Wird jetzt der Schalter geschlossen, die Drahtbrücke also kurz eingesteckt, leuchtet die LED auf. Nach dem Öffnen des Schalters erlischt sie aber nicht sofort, sondern leuchtet noch etwa 2 Sekunden lang weiter. Die Verzögerungszeit wird maßgeblich vom Wert des Elektrolytkondensators C1 und dem Wert des Widerstands R3 bestimmt.
Abb. 2.27: Ausschaltverzögerung 4 Sekunden Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, geschieht zunächst gar nichts; die rote LED bleibt dunkel. Wird jetzt der Schalter geschlossen, die Drahtbrücke also kurz eingesteckt, leuchtet die LED auf. Nach dem Öffnen des Schalters erlischt die LED aber nicht sofort, sondern leuchtet noch etwa 4 Sekunden lang weiter. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.27.
Abb. 2.28: Ausschaltverzögerung 20 Sekunden Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, geschieht zunächst gar nichts; die rote LED bleibt dunkel. Wird jetzt der Schalter geschlossen, die Drahtbrücke also kurz eingesteckt, leuchtet die LED auf. Nach dem Öffnen des Schalters erlischt die LED aber nicht sofort, sondern leuchtet noch etwa 20 Sekunden lang weiter. Schaltungen dieser Art werden beispielsweise als Treppenlichtautomat verwendet.
Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3904, 1 x LED gelb, 1 x Siliziumdiode 1N4148, 1 x Widerstand 470 Ω, 1 x Widerstand 1 kΩ, 1 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Elektrolytkondensator 100 µF, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.29: Einfaches Fahrradlicht Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, geschieht zunächst gar nichts; die gelbe LED bleibt dunkel. Wird der Schalter geschlossen, leuchtet die LED auf.
Aufbauhinweise Platzieren Sie den Transistor und die beiden Dioden wie in Abb. 2.30 gezeigt. Dann werden die drei Widerstände und der Elektrolytkondensator eingesteckt. Schließlich folgen die sechs Drahtbrücken. Die Solarzelle wird zuletzt angebracht. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
schaltet diese über die Transistoren die LED aus. Erst wenn es dunkel ist, schaltet der Transistor T2 die LED ein. Damit kurzer Schatten- oder Lichteinfall nicht zu ungewollten Schaltvorgängen führt, sorgt C1 für eine Ausschaltverzögerung. Soll die Schaltung tatsächlich als Fahrradlicht eingesetzt werden, muss eine superhelle weiße LED zum Einsatz kommen und ein Nabendynamo vorhanden sein. Die StVO ist zu beachten. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.30.
transistor fällt, schaltet dieser über T2 die LED aus. Erst wenn es dunkel ist, schaltet der Transistor T2 die LED ein. Damit kurzer Schatten- oder Lichteinfall nicht zu ungewollten Schaltvorgängen führt, sorgt C1 für eine Ausschaltverzögerung. Soll die Schaltung tatsächlich als Fahrradlicht eingesetzt werden, muss eine superhelle weiße LED zum Einsatz kommen und ein Nabendynamo vorhanden sein. Die StVO ist zu beachten. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.31. 2.
Abb. 2.32: Einfaches Peak-VU-Meter mit LED Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, geschieht zunächst gar nichts; die rote LED bleibt dunkel. Erreicht das Audio-Signal einen bestimmten Pegel, beginnt die LED zu leuchten. Bei Musik beispielsweise blinkt die LED dann im Takt der Wiedergabe. Bei entsprechender Einstellung kann die Schaltung dazu verwendet werden, dass ein festgelegter Lautstärkepegel nicht überschritten wird.
Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3904, 1 x Siliziumdiode 1N4148, 1 x Drehspulmessgerät, 1 x Widerstand 100 Ω, 1 x Widerstand 220 Ω, 1 x Widerstand 100 kΩ, 1 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.33: Peak-VU-Meter mit Drehspulmessgerät Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, geschieht zunächst gar nichts; das Drehspulmessgerät zeigt nichts an. Liefert der Audioverstärker ein Signal, schlägt der Instrumentenzeiger entsprechend der Lautstärke aus.
2.13 Antennenverstärker Schaltung 34: LM-Antennenverstärker für längere Drahtantennen Aufbauhinweise Platzieren Sie den Transistor und die beiden Widerstände wie in Abb. 2.34 gezeigt. Dann werden die beiden Keramikkondensatoren eingesteckt. Schließlich folgen die drei Drahtbrücken. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an. Der Eingang der Schaltung ist an eine längere Drahtantenne anzuschließen.
Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.34. Schaltung 35: LM-Antennenverstärker für kurze Drahtantennen Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren und die vier Widerstände wie in Abb. 2.35 gezeigt. Dann werden die drei Keramikkondensatoren eingesteckt. Schließlich folgen die sechs Drahtbrücken. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an. Der Eingang der Schaltung ist an eine kurze Drahtantenne anzuschließen.
Abb. 2.35: LM-Antennenverstärker für kurze Drahtantennen Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, verstärkt die Schaltung die geringe Empfangsspannung der Drahtantenne im Bereich LW und MW. So können auf Mittelwelle auch während des Tages neben dem Ortssender zusätzlich mehrere Fernsender empfangen werden. Trotz oder gerade wegen der komplexen Systeme IP-Radio und DAB+ scheint der unkomplizierte und echt mobile Empfang auf MW gerade eine Art Renaissance zu erleben.
Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 2 x Widerstand 1 kΩ, 2 x Widerstand 10 kΩ, 2 x Keramikkondensator 100 nF, 1 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Piezohörer, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.36: Praktischer Durchgangsprüfer Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, geschieht zunächst gar nichts. Erst wenn Sie zwischen die Tastspitzen (Spitzen der ersatzweise verwendeten Drahtbrücken) einen Widerstand bringen, hören Sie einen Ton.
Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 1 x Siliziumdiode 1N4148, 2 x Widerstand 1 kΩ, 2 x Widerstand 10 kΩ, 2 x Keramikkondensator 100 nF, 1 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Piezohörer, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.37: Diodentester Experiment Wird die zu testende Diode in Durchlassrichtung eingesteckt, ist ein hoher Ton zu hören, wird sie in Sperrrichtung eingesteckt, ist entweder gar nichts oder ein tiefer Ton zu hören. Dann ist die Diode in Ordnung.
Aufbauhinweise Platzieren Sie die den Transistor und die drei Widerstände wie in Abb. 2.38 gezeigt. Dann werden die zwei Keramikkondensatoren und der Elektrolytkondensator eingesteckt. Es folgen die fünf Drahtbrücken. Zum Schluss wird der Piezohörer angeschlossen. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an. Eine wesentliche Steigerung der Empfindlichkeit des Piezohörers erzielen Sie, wenn Sie eine Klangplatte oder gar eine Klangdose verwenden.
Schaltung 39: Hochpass ab 2,5 kHz Aufbauhinweise Platzieren Sie die den Transistor und die drei Widerstände wie in Abb. 2.39 gezeigt. Dann werden die zwei Keramikkondensatoren und der Elektrolytkondensator eingesteckt. Es folgen die fünf Drahtbrücken. Zum Schluss wird der Piezohörer angeschlossen. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.39. Schaltung 40: Hochpass ab 5,5 kHz Aufbauhinweise Platzieren Sie die den Transistor und die drei Widerstände wie in Abb. 2.40 gezeigt. Dann werden die zwei Keramikkondensatoren und der Elektrolytkondensator eingesteckt. Es folgen die fünf Drahtbrücken. Zum Schluss wird der Piezohörer angeschlossen. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
dergegeben, ist häufig gar nichts mehr zu hören – sehr hohe Töne sind eben selten. Bei Sprachaufnahmen ist nichts mehr wahrzunehmen. Die Höhe der Grenzfrequenz wird durch die Werte von C1, C2 und R2 festgelegt. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.40. 2.16 Elektronisches Potenziometer Schaltung 41: Elektronischer Pegelsteller mit großem Regelbereich Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren und die fünf Widerstände wie in Abb. 2.41 gezeigt.
1 x Widerstand 4,7 kOhm, 1 x Widerstand 2,2 kOhm, 1 x Widerstand 1 kOhm, 2 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Keramikkondensator 100 nF, 1 x Piezohörer, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluß-Clip Abb. 2.41: Elektronischer Pegelsteller mit großem Regelbereich Experiment Ein elektronischer Pegelsteller ermöglicht, mit der Höhe einer Steuerspannung die Abschwächung eines Audiosignals festzulegen.
Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3906, 1 x Transistor 2N3904, 1 x Schottky-Diode BAT 85, 1 x LED rot, 1 x Widerstand 470 kOhm, 1 x Widerstand 100 kOhm, 1 x Widerstand 47 kOhm, 1 x Widerstand 22 kOhm, 1 x Widerstand 6,8 kOhm, 1 x Widerstand 1 kOhm, 2 x Widerstand 220 Ohm, 2 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluß-Clip Abb. 2.
größer 8,5 V bis maximal 9 V leuchtet dauerhaft größer 7,0 V und kleiner 8,5 V blinkt kleiner 7,0 V leuchtet nicht Beispielsweise können Sie mit dieser Schaltung die 9-V-Batterie überwachen, mit der Sie Ihre Versuche betreiben. Das ist dann sinnvoll, wenn die Versuche sicher ab einer Spannung von 7,0 V funktionieren. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.42.
1 x Widerstand 22 kOhm, 1 x Widerstand 6,8 kOhm, 2 x Widerstand 1 kOhm, 2 x Widerstand 220 Ohm, 2 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluß-Clip Abb. 2.43: Aktiver Batteriemonitor 7,8 V Experiment Ein elektronischer aktiver Batteriemonitor gibt jederzeit eindeutig Auskunft über den Zustand der überwachten Batterie.
Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 1 x Widerstand 100 Ω, 2 x Widerstand 1 kΩ, 1 x Widerstand 2,2 kΩ, 1 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Widerstand 22 kΩ, 2 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Elektrolytkondensator 100 µF, 1 x Piezohörer, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.
Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren und die drei Widerstände wie in Abb. 2.45 gezeigt. Dann folgen die sieben Drahtbrücken. Schließlich wird das Drehspulmessgerät angeschlossen. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an. Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 1 x Widerstand 100 Ω, 1 x Widerstand 2,2 kΩ, 1 x Widerstand 4,7 kΩ, 1 x Drehspulmessgerät, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.
können Sie diese testen. Zeigt die Zener-Diode beim Betrieb in jeder Richtung entweder keinen oder immer Vollausschlag, ist sie defekt. Finden Sie keine passende Zener-Diode, können Sie sich folgendermaßen behelfen: Nehmen Sie eine rote, eine grüne und eine gelbe LED und schalten Sie diese in Reihe. Setzen Sie diese Pseudo-Zener-Diode in Durchlassrichtung in das Messgerät ein. Jetzt wird die Summe der Schwellenspannungen angezeigt. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.45.
Abb. 2.46: Messgeräte für Zener-Dioden ab 1,5 V Experiment Das Zener-Dioden-Messgerät zeigt bei einer funktionstüchtigen Zener-Diode auf dem Drehspulmessgerät die Zener-Spannung an. Bitte beachten: Zener-Dioden werden in Sperrrichtung angeschlossen! Suchen Sie jetzt in Ihrer Bastelkiste nach Zener-Dioden. Sind darunter welche im Spannungsbereich von 1,5 V bis 4,3 V, können Sie diese testen. Zeigt die Zener-Diode beim Betrieb in jeder Richtung entweder keinen oder immer Vollausschlag, ist sie defekt.
Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3904, 1 x Transistor 2N3906, 2 x Widerstand 1 kΩ, 2 x Widerstand 2,2 kΩ, 1 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Widerstand 22 kΩ, 1 x Drehspulmessgerät, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.47: Diskrete Zener-Diode 2,2 V Experiment Diese Schaltung liefert am Ausgang – dort wo das Drehspulmessgerät angeschlossen ist – auch bei schwankender Batteriespannung eine konstante Spannung. Sie verhält sich also genauso wie eine entsprechend beschaltete Zener-Diode.
Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren und die sieben Widerstände wie in Abb. 2.48 gezeigt. Dann folgen die neun Drahtbrücken. Schließlich wird das Drehspulmessgerät angeschlossen. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.48. Schaltung 49: Diskrete Zener-Diode 3,7 V Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren und die sieben Widerstände wie in Abb. 2.49 gezeigt. Dann folgen die neun Drahtbrücken. Schließlich wird das Drehspulmessgerät angeschlossen. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
Experiment Diese Schaltung liefert am Ausgang – dort wo das Drehspulmessgerät angeschlossen ist – auch bei schwankender Batteriespannung eine konstante Spannung. Sie verhält sich also genauso wie eine entsprechend beschaltete Zener-Diode. Die Zener-Spannung wird im Wesentlichen durch den Wert von R2 und R3 bestimmt. Im vorliegenden Fall ergibt sich eine Ausgangsspannung von 3,7 V. Die Spannung der Batterie darf zwischen 6 V und 9 V schwanken. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb.
Abb. 2.50: Diskrete Zener-Diode 4,4 V Experiment Diese Schaltung liefert am Ausgang – dort wo das Drehspulmessgerät angeschlossen ist – auch bei schwankender Batteriespannung eine konstante Spannung. Sie verhält sich also genauso wie eine entsprechend beschaltete Zener-Diode. Die Zener-Spannung wird im Wesentlichen durch den Wert von R2 bis R4 bestimmt. Im vorliegenden Fall ergibt sich eine Ausgangsspannung von 4,4 V. Die Spannung der Batterie darf zwischen 6 V und 9 V schwanken.
Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3904, 1 x Transistor 2N3906, 1 x Widerstand 22 Ω, 1 x Widerstand 1 kΩ, 1 x Widerstand 220 kΩ, 2 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Piezohörer, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.51: Beruhigende Pendeluhr Experiment Diese Schaltung liefert einen akustischen Takt, der dem einer Pendeluhr ähnlich ist. Im vorliegenden Fall liegt die Wiederholfrequenz bei etwa einem Ticken pro Sekunde.
ckung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an. Eine wesentliche Steigerung der Empfindlichkeit des Piezohörers erzielen Sie, wenn Sie eine Klangplatte oder gar eine Klangdose verwenden. Mehr dazu finden Sie in Kap. 1.2.3. Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3904, 1 x Transistor 2N3906, 1 x Widerstand 22 Ω, 1 x Widerstand 1 kΩ, 1 x Widerstand 100 kΩ, 2 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Piezohörer, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.
2.22 Lichtempfindlicher Schalter Schaltung 53: Lichtempfindlicher Schalter mit grüner LED Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren, die beiden Leuchtdioden und die zwei Widerstände wie in Abb. 2.53 gezeigt. Dann folgen die drei Drahtbrücken. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.53. Schaltung 54: Lichtempfindlicher Schalter mit Solarzelle Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren, die LED und die zwei Widerstände wie in Abb. 2.54 gezeigt. Dann folgen die drei Drahtbrücken. Schließlich wird die Solarzelle angeschlossen. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
Abb. 2.54: Lichtempfindlicher Schalter mit Solarzelle Experiment Diese Schaltung liefert eine Information darüber, ob es am Sensor hell oder dunkel ist. Als Sensor fungiert die Solarzelle. Bei kräftiger Beleuchtung liefert sie eine Spannung bis zu 4 V. Damit wird der Transistor T1 angesteuert, die rote LED leuchtet auf. Die potenziellen Anwendungen sind vielfältig: Lichtschranke, Fernauslöser für Tieraufnahmen, Raumüberwachung und Ähnliches.
Schalter mit Fototransistor Experiment Diese Schaltung liefert eine Information darüber, ob es am Sensor hell oder dunkel ist. Als Sensor fungiert der Fototransistor. Bei Beleuchtung wird dieser leitend. Damit wird der Transistor T1 angesteuert, die rote LED leuchtet auf. Die potenziellen Anwendungen sind vielfältig: Lichtschranke, Fernauslöser für Tieraufnahmen, Raumüberwachung und Ähnliches. Bei angepasster Beschaltung könnte auch ein Belichtungsmesser für engagierte Fotografen realisiert werden.
Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 3 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Widerstand 22 kΩ, 1 x Widerstand 100 kΩ, 1 x Elektrolytkondensator 1 µF, 2 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Piezohörer, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.56: Audiobegrenzer Experiment Diese Schaltung begrenzt Audiosignale. Am Eingang werden zumeist Mikrofone angeschlossen. Wenn Sie beispielsweise in der Natur Tonaufnahmen durchführen, kann ein lautes Nebengeräusch schnell zu unerwünschter Übersteuerung führen.
Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 1 x Widerstand 1 kΩ, 1 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Widerstand 47 kΩ, 1 x Widerstand 100 kΩ, 1 x Elektrolytkondensator 1 µF, 1 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Elektrolytkondensator 100 µF, 1 x Piezohörer, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.57: Verstärker für den Sturmdetektor Experiment Diese Schaltung verstärkt kleine Audiosignale um das etwa 2.000-fache.
Aufbauhinweise Platzieren Sie die zwei Transistoren, die beiden Dioden und die fünf Widerstände wie in Abb. 2.58 gezeigt. Als Nächstes werden der Keramikkondensator, der Elektrolytkondensator und die Festinduktivität eingesteckt. Achten Sie unbedingt darauf, dass der Elektrolytkondensator eine Spannungsfestigkeit von 160 V aufweist. Dann folgen die zwölf Drahtbrücken. Zum Schluss wird das Drehspulmessgerät angeschlossen.
Abb. 2.58: DC-DC-Wandler 9 V auf 18 V mit Drehspulmessgerät Experiment Mit dieser Schaltung wird aus einer kleineren eine größere Gleichspannung erzeugt. Die beiden Transistoren sorgen dafür, dass durch die Festinduktivität kräftige Strompulse geschickt werden. So entsteht eine hohe Induktionsspannung, die nach der Gleichrichtung mit D1 den Elektrolytkondensator C2 auflädt. Dort steht dann die hochtransformierte Ausgangsspannung zur Verfügung.
Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 1 x Siliziumdiode 1N4148, 1 x LED rot, 1 x Widerstand 1 kOhm, 1 x Widerstand 10 kOhm, 1 x Widerstand 22 kOhm, 1 x Widerstand 47 kOhm, 1 x Festinduktivität 220 µH, 1 x Keramikkondensator 1 nF, 1 x Elektrolytkondensator 10 µF/160 V, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.59: DC-DC-Wandler 9 V auf 35 V mit LED Experiment Mit dieser Schaltung wird aus einer kleineren eine größere Gleichspannung erzeugt.
Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 1 x Siliziumdiode 1N4148, 1 x Widerstand 1 kOhm, 1 x Widerstand 10 kOhm, 1 x Widerstand 22 kOhm, 1 x Widerstand 100 kOhm, 1 x Festinduktivität 220 µH, 1 x Keramikkondensator 1 nF, 1 x Elektrolytkondensator 10 µF/160 V, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip, 1 x Drehspulmessgerät Abb. 2.
Experiment Mit dieser Schaltung wird aus einer kleineren eine größere Gleichspannung erzeugt. Die beiden Transistoren sorgen dafür, dass durch die Festinduktivität kräftige Strompulse geschickt werden. So entsteht eine hohe Induktionsspannung, die nach der Gleichrichtung mit D1 den Elektrolytkondensator C2 auflädt. Dort steht dann die hochtransformierte Ausgangsspannung zur Verfügung. In der vorliegenden Beschaltung liegt die unstabilisierte Ausgangsspannung bei 35 V.
1 x Widerstand 220 kOhm, 1 x Festinduktivität 220 µH, 1 x Keramikkondensator 1 nF, 1 x Elektrolytkondensator 10 µF/160 V, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.61: DC-DC-Wandler 9 V auf 55 V mit LED Experiment Mit dieser Schaltung wird aus einer kleineren eine größere Gleichspannung erzeugt. Die beiden Transistoren sorgen dafür, dass durch die Festinduktivität kräftige Strompulse geschickt werden.
Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 1 x Siliziumdiode 1N4148, 1 x LED rot, 1 x Widerstand 1 kOhm, 1 x Widerstand 10 kOhm, 1 x Widerstand 22 kOhm, 1 x Festinduktivität 220 µH, 1 x Keramikkondensator 1 nF, 1 x Elektrolytkondensator 10 µF/160 V, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.62: DC-DC-Wandler 9 V auf 75 V Experiment Mit dieser Schaltung wird aus einer kleineren eine größere Gleichspannung erzeugt.
Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.62. 2.26 Niedrige stabilisierte Ausgangsspannung Schaltung 63: Stabilisator für 1,0 V Aufbauhinweise Platzieren Sie die drei Transistoren und die vier Widerstände wie in Abb. 2.63 gezeigt. Als Nächstes folgen die elf Drahtbrücken. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
Experiment Mit dieser Schaltung wird eine kleine, stabilisierte Ausgangsspannung erzeugt. Als Last dient ein 1-kOhm-Widerstand. Mit einem Multimeter können Sie die Ausgangsspannung überprüfen. In der vorliegenden Schaltung werden etwa 1,0 V gemessen. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.63. Schaltung 64: Stabilisator für 1,9 V Aufbauhinweise Platzieren Sie die drei Transistoren und die vier Widerstände wie in Abb. 2.64 gezeigt. Als Nächstes folgen die elf Drahtbrücken.
Experiment Mit dieser Schaltung wird eine kleine, stabilisierte Ausgangsspannung erzeugt. Als Last dient ein 1-kOhm-Widerstand. Mit einem Multimeter können Sie die Ausgangsspannung überprüfen. In der vorliegenden Schaltung werden etwa 1,9 V gemessen. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.64. Schaltung 65: Stabilisator für 2,5 V Aufbauhinweise Platzieren Sie die drei Transistoren und die vier Widerstände wie in Abb. 2.65 gezeigt. Als Nächstes folgen die elf Drahtbrücken.
Abb. 2.65: Stabilisator für 2,5 V Experiment Mit dieser Schaltung wird eine kleine, stabilisierte Ausgangsspannung erzeugt. Als Last dient ein 1-kOhm-Widerstand. Mit einem Multimeter können Sie die Ausgangsspannung überprüfen. In der vorliegenden Schaltung werden etwa 2,5 V gemessen. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.65. 2.
Abb. 2.66: Schmitt-Trigger mit 4 V Hysterese Experiment Mit dieser Schaltung wird ein Schwellenwertschalter mit Hysterese realisiert. Sie heißt Schmitt-Trigger und ist eine weit verbreitete Grundschaltung in der Analogelektronik. Bei einer bestimmten Spannung spricht der Schmitt-Trigger an (im vorliegenden Fall 8 V) und schaltet durch; die rote LED leuchtet.
Abb. 2.67: Schmitt-Trigger mit 2 V Hysterese Experiment Mit dieser Schaltung wird ein Schwellwertschalter mit Hysterese realisiert. Sie Schaltung heißt Schmitt-Trigger und ist eine weitverbreitete Grundschaltung in der Analogelektronik. Bei einer bestimmten Spannung spricht der Schmitt-Trigger an (im vorliegenden Fall 5 V) und schaltet durch; die rote LED leuchtet.
Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 1 x LED rot, 1 x Widerstand 220 Ω, 2 x Widerstand 10 kΩ, 2 x Widerstand 22 kΩ, 1 x Elektrolytkondensator 10 µF, 2 x Elektrolytkondensator 100 µF, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.68: LED-Blinker 1 Hz Experiment Auch wenn alles korrekt verdrahtet ist, kann es mitunter länger dauern, bis sich nach dem Anstecken der Batterie etwas tut. Die Schaltung schwingt in etwa sinusförmig mit einer Frequenz von etwa 1 Hz.
Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 1 x LED rot, 1 x Widerstand 220 Ω, 1 x Widerstand 2,2 kΩ, 1 x Widerstand 10 kΩ, 2 x Widerstand 22 kΩ, 1 x Elektrolytkondensator 10 µF, 2 x Elektrolytkondensator 100 µF, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.69: LED-Blinker 3 Hz Experiment Auch wenn alles korrekt verdrahtet ist, kann es mitunter etwas länger dauern, bis sich nach dem Anstecken der Batterie etwas tut. Die Schaltung schwingt in etwa sinusförmig mit einer Frequenz von etwa 3 Hz.
Aufbauhinweise Platzieren Sie die drei Transistoren, die acht Widerstände und die zwei Keramikkondensatoren wie in Abb. 2.70 gezeigt. Dann werden die drei Elektrolytkondensatoren gesteckt. Als Nächstes folgen die 18 Drahtbrücken. Zum Schluss wird der Piezohörer angeschlossen. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.70. Schaltung 71: rauscharmer Vorvorverstärker Aufbauhinweise Platzieren Sie die zwei Transistoren, die drei Widerstände und die zwei Elektrolytkondensatoren wie in Abb. 2.71 gezeigt. Als Nächstes folgen die sechs Drahtbrücken. Zum Schluss wird der Piezohörer angeschlossen. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
Vorvorverstärker Experiment Bei der Wiedergabe von Vinylschallplatten sollte ein möglichst hochwertiger Tonabnehmer verwendet werden. Zur Königsklasse zählen die »moving coil«-Tonabnehmer. Leider ist deren Ausgangsspannung sehr gering. Deshalb ist vor dem RIAA-Entzerrerverstärker ein möglichst rauscharmer Vorvorverstärker notwendig. Zwei Transistoren sind parallelgeschaltet; das halbiert das unvermeidliche Verstärkerrauschen. Am Eingang wird der »moving coil«-Tonabnehmer angeschlossen.
Abb. 2.72: RC-Tiefpass 1,5 kHz Experiment Unter anderem zur Unterdrückung von Störgeräuschen werden elektrische Filterschaltungen eingesetzt. Eine diesem Zweck dienende Grundschaltung ist das RC- oder LC-Filter, bestehend aus einem Widerstand/einer Induktivität und einem Kondensator. Je nach Beschaltung entsteht so ein Tiefpass oder ein Hochpass. Im vorliegenden Fall ist ein RC-Tiefpass realisiert. Die Grenzfrequenz, bis zu der Signale passieren können, liegt bei 1,5 kHz.
Benötigte Bauteile 1 x Widerstand 47 Ω, 1 x Elektrolytkondensator 1 µF, 1 x Piezohörer, 1 x Steckboard Abb. 2.73: RC-Tiefpass 3 kHz Experiment Unter anderem zur Unterdrückung von Störgeräuschen werden elektrische Filterschaltungen eingesetzt. Eine diesem Zweck dienende Grundschaltung ist das RC- oder LC-Filter, bestehend aus einem Widerstand/einer Induktivität und einem Kondensator. Je nach Beschaltung entsteht so ein Tiefpass oder ein Hochpass.
Benötigte Bauteile 1 x Festinduktivität 220 µH, 1 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Piezohörer, 1 x Steckboard Abb. 2.74: LC-Tiefpass 3,4 kHz Experiment Unter anderem zur Unterdrückung von Störgeräuschen werden elektrische Filterschaltungen eingesetzt. Eine diesem Zweck dienende Grundschaltung ist das RC- oder LC-Filter, bestehend aus einem Widerstand/einer Induktivität und einem Kondensator. Je nach Beschaltung entsteht so ein Tiefpass oder ein Hochpass.
Benötigte Bauteile 1 x Widerstand 1 kΩ, 1 x Elektrolytkondensator 1 µF, 1 x Piezohörer, 1 x Steckboard Abb. 2.75: RC-Hochpass 160 Hz Experiment Unter anderem zur Unterdrückung von Störgeräuschen werden elektrische Filterschaltungen eingesetzt. Eine diesem Zweck dienende Grundschaltung ist das RC- oder LC-Filter, bestehend aus einem Widerstand/einer Induktivität und einem Kondensator. Je nach Beschaltung entsteht so ein Tiefpass oder ein Hochpass. Im vorliegenden Fall ist ein RC-Hochpass realisiert.
Eine wesentliche Steigerung der Empfindlichkeit des Piezohörers erzielen Sie, wenn Sie eine Klangplatte oder gar eine Klangdose verwenden. Mehr dazu finden Sie in Kap. 1.2.3. Benötigte Bauteile 1 x Widerstand 1 kΩ, 1 x Keramikkondensator 100 nF, 1 x Piezohörer, 1 x Steckboard Abb. 2.76: RC-Hochpass 1,6 kHz Experiment Unter anderem zur Unterdrückung von Störgeräuschen werden elektrische Filterschaltungen eingesetzt.
schlossen. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut. Eine wesentliche Steigerung der Empfindlichkeit des Piezohörers erzielen Sie, wenn Sie eine Klangplatte oder gar eine Klangdose verwenden. Mehr dazu finden Sie in Kap. 1.2.3. Benötigte Bauteile 1 x Festinduktivität 220 µH, 1 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Piezohörer, 1 x Steckboard Abb. 2.77: LC-Hochpass 3,4 kHz Experiment Unter anderem zur Unterdrückung von Störgeräuschen werden elektrische Filterschaltungen eingesetzt.
2.31 Quiztimer Schaltung 78: Quiztimer 3 Sekunden Aufbauhinweise Platzieren Sie die zwei Transistoren, die Diode, die vier Widerstände und den Elektrolytkondensator wie in Abb. 2.78 gezeigt. Als Nächstes folgen die sieben Drahtbrücken. Zum Schluss stecken Sie die als Schalter fungierende Drahtbrücke (zur Unterscheidung gestrichelt gezeichnet). Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
auf. Nach dem Öffnen des Schalters beginnt die Quizuhr zu laufen, im vorliegenden Fall für etwa 3 Sekunden. In der Zeit muss die Antwort im Spiel erfolgen oder der nächste Zug durchgeführt werden. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.78. Schaltung 79: Quiztimer 8 Sekunden Aufbauhinweise Platzieren Sie die zwei Transistoren, die Diode, die vier Widerstände und die beiden Elektrolytkondensatoren wie in Abb. 2.79 gezeigt. Als Nächstes folgen die neun Drahtbrücken.
Experiment Es handelt sich um eine klassische Schaltung mit Ausschaltverzögerung. Ist alles korrekt verdrahtet, steht der »Schalter« offen, also die Drahtbrücke ist an einer Seite nicht gesteckt. Schließen Sie kurzzeitig die Drahtbrücke. Die rote LED leuchtet auf. Nach dem Öffnen des Schalters beginnt die Quizuhr zu laufen, im vorliegenden Fall für etwa 8 Sekunden. In der Zeit muss die Antwort im Spiel erfolgen oder der nächste Zug durchgeführt werden.
30 Sekunden Experiment Es handelt sich um eine klassische Schaltung mit Ausschaltverzögerung. Ist alles korrekt verdrahtet, steht der »Schalter« offen, also die Drahtbrücke ist an einer Seite nicht gesteckt. Schließen Sie kurzzeitig die Drahtbrücke. Die rote LED leuchtet auf. Nach dem Öffnen des Schalters beginnt die Quizuhr zu laufen, im vorliegenden Fall für etwa 30 Sekunden. Schwierige Fragen oder komplexe Spiele erfordern schließlich mehr Zeit zum Überlegen.
Abb. 2.81: Praktisches Diodenprüfgerät Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, können Sie Dioden aller Art gefahrlos testen. Der Messstrom ist so gering, dass auch empfindlichste Dioden keinen Schaden nehmen können. Wird die Testdiode in Durchlassrichtung eingesteckt, leuchtet die LED. Wird der Anschluss umgekehrt (Sperrrichtung), bleibt die LED dunkel – soweit das Ergebnis bei einer intakten Diode. Leuchtet die LED in beiden Fällen oder bleibt sie in beiden Fällen dunkel, ist die Diode defekt.
Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3904, 1 x Widerstand 4,7 kΩ, 1 x Widerstand 22 kΩ, 1 x Drehspulmessgerät, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.82: Praktisches Diodenprüfgerät mit Drehspulinstrument Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, können Sie Dioden aller Art gefahrlos testen. Der Messstrom ist so gering, dass auch empfindlichste Dioden keinen Schaden nehmen können.
Benötigte Bauteile 1 x LED rot, 1 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.83: Elektrolytkondensator lässt Gleichstrom passieren Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, leuchtet die LED dauerhaft auf. Der Elektrolytkondensator ist in diesem Fall »falsch herum« angeschlossen. Der Minuspol der Batterie führt zum Plusanschluss des Elektrolytkondensators. Gleichstrom kann dauerhaft durch den Elektrolytkondensator fließen.
brücken. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an. Benötigte Bauteile 1 x LED rot, 1 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.84: Elektrolytkondensator sperrt Gleichstrom Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, leuchtet die LED nur kurz auf. In dieser kurzen Zeitspanne wird der Elektrolytkondensator aufgeladen. Gleichstrom kann danach durch den Elektrolytkondensator nicht mehr fließen.
Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren, die fünf Widerstände, die beiden Keramikkondensatoren sowie die beiden Elektrolytkondensatoren wie in Abb. 2.85 gezeigt. Dann folgen die neun Drahtbrücken. Zum Schluss wird der Piezohörer angeschlossen. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an. Eine wesentliche Steigerung der Empfindlichkeit des Piezohörers erzielen Sie, wenn Sie eine Klangplatte oder gar eine Klangdose verwenden.
2.35 Moskitoscheuche Schaltung 86: Moskitoscheuche Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren, die vier Widerstände und die drei Keramikkondensatoren wie in Abb. 2.86 gezeigt. Schließlich folgen die acht Drahtbrücken. Zum Schluss wird der Piezohörer angeschlossen. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.86. 2.36 Metronom Schaltung 87: Metronom mit diskretem Unijunction-Transistor Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren, die vier Widerstände und die beiden Elektrolytkondensatoren wie in Abb. 2.87 gezeigt. Schließlich folgen die neun Drahtbrücken. Zum Schluss wird der Piezohörer angeschlossen. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
diskretem Unijunction-Transistor Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, hören Sie nach dem Anschließen der Batterie nichts. Sie wissen schließlich noch nicht, welchen Wert der Widerstand R2 haben soll. Dieser Widerstand bestimmt den Takt des Metronoms – nachfolgend die entsprechenden Angaben: Widerstand R2 47 kΩ 22 kΩ 10 kΩ Takt 50 bpm 80 bpm 180 bpm Verwenden Sie statt eines Festwiderstands ein Potenziometer (Wert 50 kΩ oder 100 kΩ), können Sie die Taktrate kontinuierlich verstellen.
Benötigte Bauteile 1 x FET-Transistor J111, 1 x LED rot, 1 X LED grün, 1 x LED gelb, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluß-Clip Abb. 2.88: Konstantstromquelle mit FET-Transistor Experiment Ist alles korrekt verdrahtet wird der Strom immer so hoch sein, dass die LEDs hell leuchten - auch wenn die Batteriespannung abgesunken ist. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.88.
Benötigte Bauteile 1 x FET-Transistor J111, 1 x LED (Wert siehe Experiment), 1 x Siliziumdiode 1N4148, 1 x Widerstand 1 kOhm, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluß-Clip Abb. 2.89: Konstantstromquelle mit FET-Transistor Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, tut sich nach dem Anschließen der Batterie nichts. Sie wissen schließlich noch nicht, welchen Wert die LED haben soll. Sie können jede beliebige LED einsetzen, egal ob rot, gelb oder grün.
Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren, die LED-Diode und die Siliziumdiode wie in Abb. 2.90 gezeigt. Dann kommt der Widerstand an die Reihe. Schließlich folgen die sieben Drahtbrücken. Überpfüfen Sie die Bestückung des Steckboards und schließen Sie erst dann die Batterie an. Benötigte Bauteile 1 x FET-Transistor J111, 1 x Transistor 2N3904, 1 x LED (Wert siehe Experiment), 1 x Siliziumdiode 1N4148, 1 x Widerstand 1 kOhm, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluß-Clip Abb. 2.
Schaltung 91: Konstantstromquelle mit Bipolar-Transistor Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren und die drei LED-Dioden wie in Abb. 2.91 gezeigt. Schließlich folgen die sechs Drahtbrücken. Überpfüfen Sie die Bestückung des Steckboards und schließen Sie erst dann die Batterie an. Benötigte Bauteile 1 x FET-Transistor J111, 1 x Transistor 2N3904, 1 x LED rot, 1 X LED grün, 1 x LED gelb, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluß-Clip Abb. 2.
nung abgesunken ist. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.91. 2.38 Feuerwerk Schaltung 92: LED-Feuerwerk Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren, die drei LEDs aus dem Experimentierkasten, die vier Widerstände und zwei Elektrolytkondensatoren wie in Abb. 2.92 gezeigt. Falls Sie in der Bastelkiste eine weitere LED, beispielsweise eine rote, finden, können Sie sie einsetzen. Andernfalls nehmen Sie einfach die IR-Diode aus dem Experimentierkasten.
Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, beginnt sofort ein LED-Feuerwerk. In schneller Folge leuchtet jeweils ein LED-Paar auf. Insbesondere bei kreuzweiser Bestückung ergibt sich – vor allem in einem abgedunkelten Raum – ein toller Effekt. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.92. 2.39 Blitzer Schaltung 93: Schneller LED-Blitz Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren, die LED, die drei Widerstände und zwei Elektrolytkondensatoren wie in Abb. 2.93 gezeigt.
Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, beginnt die Schaltung sofort damit, ganz kurze LED-Blitze im Abstand von etwa einer Sekunde zu erzeugen. Die Wiederholfrequenz in der vorliegenden Schaltung wird im Wesentlichen von C2 bestimmt. In der Praxis finden Schaltungen dieser Art als Stroboskop vielfältige Anwendung. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.93.
erzeugen. Die Wiederholfrequenz in der vorliegenden Schaltung wird im Wesentlichen von C2, C3 bestimmt. In der Praxis finden Schaltungen dieser Art als Stroboskop vielfältige Anwendung. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.94. 2.40 Lautes Nebelhorn Schaltung 95: Nebelhorn Aufbauhinweise Platzieren Sie die drei Transistoren, die sieben Widerstände, die beiden Keramikkondensatoren sowie die beiden Elektrolytkondensatoren wie in Abb. 2.95 gezeigt.
Abb. 2.95: Nebelhorn Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, hören Sie nach dem Anschließen der Batterie einen lauten rauen Ton, ähnlich einem Nebelhorn. Über den Piezohörer klingt das Ganze nicht ganz so gewaltig wie ein Original, zum Testen ist es aber ausreichend. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.95. 2.
2 x Widerstand 220 kOhm, 1 x Widerstand 2,2 kOhm, 1 x Widerstand 1 kOhm, 1 x Elektrolytkondensator 100 µF, 2 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluß-Clip Abb. 2.96: Zwei LED im Walzertakt Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, geschieht erst einmal garnichts. Es dauert nämlich einige Zeit, bis die Schaltung zu schwingen beginnt.
Benötigte Bauteile 2 x Transitor 2N3904, 1 x LED rot, 2 x Widerstand 220 kOhm, 1 x Widerstand 4,7 kOhm, 1 x Widerstand 1 kOhm, 1 x Elektrolytkondensator 100 µF, 2 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Drehspulinstrument, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluß-Clip Abb. 2.97: Ein Zeiger zappelt im Walzertakt Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, beginnt mit kurzer Verzögerung der langsame Takt in Gang zu kommen.
Das Schaltbild für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.97. 2.42 LED-Treiber Schaltung 98: Konstantstromquelle für LEDs Aufbauhinweise Platzieren Sie den Transistor, die Diode und die zwei Widerstände wie in Abb. 2.98 gezeigt. Schließlich folgen die drei Drahtbrücken. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
hoch sei, dass die betreffende LED hell leuchtet. Auch wenn die Batteriespannung abgesunken ist – die LED wird immer gleich hell leuchten. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.98. Schaltung 99: Konstantstromquelle für LEDs Aufbauhinweise Platzieren Sie den Transistor, die Diode und die zwei Widerstände wie in Abb. 2.99 gezeigt. Schließlich folgen die drei Drahtbrücken. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
hoch sei, dass die betreffende LED hell leuchtet. In der vorliegenden Schaltung fließt etwa halb so viel Strom durch die LED wie im vorhergehenden Versuch. Auch wenn die Batteriespannung abgesunken ist – die LED wird immer gleich hell leuchten. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.99. 2.
1 x Widerstand 10 kOhm, 2 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Piezohörer, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluß-Clip Abb. 2.100: Elektronischer Pegelsteller Experiment Ein elektronischer Pegelsteller ermöglicht, mit der Höhe einer Steuerspannung die Abschwächung eines Audiosignals festzulegen. Im vorliegenden Fall wird bei 0 V Steuerspannung das Audiosignal etwa um den Faktor 10 verstärkt, bei -5 V Steuerspannung erfolgt eine Abschwächung etwa um den Faktor 100.
Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3904, 2 x Siliziumdiode 1N4148, 1 x Schottky-Diode BAT85, 1 x Widerstand 10 Ω, 1 x Widerstand 4,7 kΩ, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip, 1 x Batteriehalter AA Abb. 2.101: Ladeschaltung für AA-Akkus Experiment Dieser Versuch zeigt, wo eine Konstantstromquelle noch sinnvoll eingesetzt werden kann.
Schaltung 102: Ladeschaltung für AA-Akkus Aufbauhinweise Platzieren Sie den Transistor, die drei Dioden und die zwei Widerstände wie in Abb. 2.102 gezeigt. Schließlich folgen die drei Drahtbrücken. Zum Schluss wird der Batteriehalter AA angeschlossen. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
Experiment Dieser Versuch zeigt, wo eine Konstantstromquelle noch sinnvoll eingesetzt werden kann. Bei der Stromversorgung von LEDs ist diese Schaltung schon mehrfach aufgetaucht, ansonsten ist es schließlich nicht sinnvoll, einen NiMH-AA-Akku aus einer 9-V-Batterie aufzuladen. Gegebenenfalls können Sie die Schaltung ja mit einem 9-V-Gleichspannungs-Netzteil speisen. In der vorliegenden Schaltung fließt ein konstanter Ladestrom von etwa 20 mA. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb.
Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3904, 2 x Siliziumdiode 1N4148, 1 x Widerstand 10 Ω, 1 x Widerstand 4,7 kΩ, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip, 1 x Batteriehalter AA Abb. 2.103: Entladeschaltung für AA-Akkus Experiment Dieser Versuch zeigt, wo eine Konstantstromquelle noch sinnvoll eingesetzt werden kann. Bei der Stromversorgung von LEDs ist diese Schaltung schon mehrfach aufgetaucht. NiMH-Akkus sollten ab und zu vollständig entladen werden.
Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3904, 2 x Siliziumdiode 1N4148, 1 x Widerstand 22 Ω, 1 x Widerstand 4,7 kΩ, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip, 1 x Batteriehalter AA Abb. 2.104: Entladeschaltung für AA-Akkus Experiment Dieser Versuch zeigt, wo eine Konstantstromquelle noch sinnvoll eingesetzt werden kann. Bei der Stromversorgung von LEDs ist diese Schaltung schon mehrfach aufgetaucht. NiMH-Akkus sollten ab und zu vollständig entladen werden.
Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.104. 2.46 Jaulboje Schaltung 105: Jaulboje Aufbauhinweise Platzieren Sie die zwei Transistoren, die fünf Widerstände, den Keramikkondensator sowie den Elektrolytkondensator wie in Abb. 2.105 gezeigt. Dann folgen die zehn Drahtbrücken. Zum Schluss stecken Sie die als Schalter fungierende Drahtbrücke (zur Unterscheidung gestrichelt gezeichnet) mit der Kennzeichnung Start nur auf einer Seite ein. Dann wird der Piezohörer angeschlossen.
Experiment Eine Jaulboje ist dazu da, ein möglichst lautes und auffälliges Warnsignal zu erzeugen. Zumindest den zweiten Punkt erfüllt die vorliegende Schaltung. Schließen Sie den Schalter Start, d. h., stecken Sie die dafür vorgesehene Drahtbrücke ein. Der Generator heult auf. Öffnen Sie den Schalter wieder, d. h., ziehen Sie dazu die entsprechende Drahtbrücke an einer Seite heraus. Langsam fährt die Jaulboje ihre Frequenz wieder zurück. Dieses Spiel können Sie beliebig oft wiederholen.
Abb. 2.106: Jaulboje Experiment Eine Jaulboje ist dazu da, ein möglichst lautes und auffälliges Warnsignal zu erzeugen. Zumindest den zweiten Punkt erfüllt die vorliegende Schaltung. Schließen Sie den Schalter Start, d. h., stecken Sie die dafür vorgesehene Drahtbrücke ein. Der Generator heult auf. Im Vergleich zu der vorhergehenden Schaltung wird jetzt einen tiefere Jaulfrequenz erzeugt. Öffnen Sie den Schalter wieder, d. h., ziehen Sie dazu die entsprechende Drahtbrücke an einer Seite heraus.
Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 1 x Widerstand 47 Ω, 1 x Widerstand 2,2 kΩ, 2 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Widerstand 47 kΩ, 1 x Widerstand (Wert siehe Experiment), 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.107: Konstantstromquelle 1,2 mA Experiment Eine Konstantstromquelle sorgt in einem digitalen Multimeter dafür, dass der Wert von Widerständen gemessen werden kann. In der vorliegenden Schaltung können Sie für R5 jeden Widerstand zwischen 100 Ω und 1 kΩ einsetzen.
Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 1 x Widerstand 47 Ω, 2 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Widerstand 47 kΩ, 1 x Widerstand (Wert siehe Experiment), 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.108: Konstantstromquelle 2 mA Experiment Eine Konstantstromquelle sorgt in einem digitalen Multimeter dafür, dass der Wert von Widerständen gemessen werden kann. In der vorliegenden Schaltung können Sie für R5 jeden Widerstand zwischen 100 Ω und 1 kΩ einsetzen.
Drahtbrücken. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an. Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 1 x Widerstand 47 Ω, 1 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Widerstand 47 kΩ, 1 x Widerstand (Wert siehe Experiment), 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.109: Konstantstromquelle 5,7 mA Experiment Eine Konstantstromquelle sorgt in einem digitalen Multimeter dafür, dass der Wert von Widerständen gemessen werden kann.
2.48 Hawaiigitarre Schaltung 110: Hawaiigitarre Aufbauhinweise Platzieren Sie die zwei Transistoren, die zwei Widerstände, den Keramikkondensator sowie den Elektrolytkondensator wie in Abb. 2.110 gezeigt. Dann folgen die sieben Drahtbrücken. Zum Schluss wird der Piezohörer und der externe Widerstand R1 angeschlossen. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
externen Widerstand R1 bestimmt. Liegt der Wert bei 0 Ω, erreicht die Tonfrequenz etwa 5 kHz, bei 500 kΩ sinkt die Frequenz auf etwa 100 Hz. Im vorliegenden Fall können Sie den externen Widerstand in Form eines kleinen Griffbretts realisieren. Nehmen Sie ein Blatt eines dicken Zeichenkartons (etwa 15 x 5 cm). In Längsrichtung zeichnen Sie mit einem weichen Bleistift eine satte durchgehende Linie, etwa 1 cm breit. Oben wird diese Linie an die Schaltung angeschlossen.
Abb. 2.111: Glasbruchmelder Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, werden die kleinen Signale des Piezohörers, der im vorliegenden Fall als Mikrofon arbeitet, kräftig verstärkt. Ab einer bestimmten Schwelle erfolgt eine Anzeige mit der roten LED. Speziell auf das Geräusch von brechendem Glas reagiert die Schaltung sehr empfindlich. Bei realistischem Einsatz der Schaltung wäre der Piezohörer auf die zu überwachende Glasscheibe aufzukleben.
2.50 Trillergenerator Schaltung 113: Trillergenerator Aufbauhinweise Platzieren Sie den Transistor, die sieben Widerstände, die drei Keramikkondensatoren sowie die drei Elektrolytkondensatoren wie in Abb. 2.113 gezeigt. Schließlich folgen die zwölf Drahtbrücken sowie die als Schalter fungierende Drahtbrücke (zur Unterscheidung gestrichelt gezeichnet). Zur Orientierung ist der »Schalter« mit »Start« beschriftet. Auf den Piezohörer können Sie verzichten.
abschwellender Ton, der über den Piezohörer abgestrahlt wird. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.113. 2.51 Eisenlose Gegentakt-Endstufe Schaltung 114: Eisenlose Gegentakt-Endstufe für Piezohörer Aufbauhinweise Platzieren Sie die drei Transistoren, die beiden Dioden, die vier Widerstände, die zwei Keramikkondensatoren sowie die zwei Elektrolytkondensatoren wie in Abb. 2.114 gezeigt. Anschließend folgen die 14 Drahtbrücken. Schließlich wird der Piezohörer angeschlossen.
Abb. 2.114: Eisenlose Gegentakt-Endstufe für Piezohörer Experiment Wenn Sie am Eingang einen mp3-Player anschließen, hören Sie die Wiedergabe laut und kräftig über den Piezohörer. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.114. 2.52 Flackerlicht Schaltung 115: Flackerlicht Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren, die LED, die sechs Widerstände und den Elektrolytkondensator wie in Abb. 2.115 gezeigt. Zum Schluss stecken Sie die elf Drahtbrücken.
Experiment Es handelt sich bei der vorliegenden Schaltung um einen einfachen NF-Verstärker, dessen Ausgang mit einer roten LED verbunden ist. Wenn Sie mit dem Finger auf den Eingang tippen, flackert die LED kurz auf. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.115. 2.53 Sensortaster (Finger) Schaltung 116: Ein-Schalter mit Sensor Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren, die LED-Diode und die fünf Widerstände wie in Abb. 2.116 gezeigt.
1 x Batterie 9 V mit Anschluß-Clip Abb. 2.116: Ein-Schalter mit Sensor Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, passiert nach dem Anschließen der Batterie nichts, die LED bleibt dunkel. Es handelt sich bei der vorliegenden Schaltung um einen empfindlichen Gleichspannungsverstärker mit hochohmigem Eingang. Als Sensor kann das blanke Ende der eingesteckten Drahtbrücke verwendet werden. Berühren Sie die Sensorfläche mit fettfreien Fingern, wird die rote LED stärker aufleuchten.
Benötigte Bauteile 1 x FET-Transistor J111, 2 x Transitor 2N3904, 1 x LED rot, 1 x Widerstand 1 MOhm, 2 x Widerstand 220 kOhm, 1 x Widerstand 100 kOhm, 1 x Widerstand 10 kOhm, 1 x Widerstand 4,7 kOhm, 1 x Widerstand 2,2 kOhm, 3 x Widerstand 1 kOhm, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluß-Clip Abb. 2.117: Aus-Schalter mit Sensor Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, leuchtet die rote LED nach dem Anschließen der Batterie.
Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3904, 1 x Transistor 2N3906, 1 x Schottky-Diode BAT 85, 1 x LED rot, 4 x Widerstand 1 kΩ, 1 x Widerstand 2,2 kΩ, 1 x Widerstand 4,7 kΩ, 2 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Keramikkondensator 10 nF, 2 x Keramikkondensator 100 nF, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.118: HF-Spürnase mit LED-Anzeige Experiment Elektromagnetische Strahlung kann man nicht riechen.
Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3904, 1 x Transistor 2N3906, 1 x Schottky-Diode BAT 85, 4 x Widerstand 1 kΩ, 1 x Widerstand 2,2 kΩ, 1 x Widerstand 4,7 kΩ, 2 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Keramikkondensator 10 nF, 2 x Keramikkondensator 100 nF, 1 x Drehspulinstrument, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.119: HF-Spürnase mit Drehspulinstrument Experiment Elektromagnetische Strahlung kann man nicht riechen.
2.55 Elektronisches Potenziometer Schaltung 120: Elektronischer Pegelsteller Aufbauhinweise Platzieren Sie den Transistor, die drei Widerstände und die beiden Elektrolytkondensatoren wie in Abb. 2.120 gezeigt. Schließlich folgt noch eine Drahtbrücke. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards bevor Sie damit experimentieren.
Aufbauhinweise Platzieren Sie die drei Transistoren, die Diode und die sechs Widerstände wie in Abb. 2.121 gezeigt. Zum Schluss stecken Sie die acht Drahtbrücken sowie die zwei als Schalter fungierenden Drahtbrücken (zur Unterscheidung gestrichelt gezeichnet). Zur Orientierung sind die »Schalter« entsprechend mit »Tab aus« und »Tab ein« beschriftet. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
Fällen genügt die Berührung eines Fingers. Jetzt erlischt die rote LED wieder. Es handelt sich um einen fundamentalen Baustein der modernen Digitalelektronik. Eine bistabile Kippstufe (englisch Flipflop) speichert eine Informationseinheit für unbegrenzte Zeit. Sie kennt zwei stabile Zustände: Ein und Aus (in der Digitaltechnik heißen diese Zustände high und low oder 1 und 0). Jeder dieser Zustände kann durch ein externes Steuersignal herbeigeführt werden.
1 x Widerstand 47 kΩ, 1 x Widerstand 100 kΩ, 2 x Widerstand 220 kΩ, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.122: Sensor-Kippschalter mit Drehspulinstrument Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, sind beide »Schalter« offen, also beide Drahtbrücken an einer Seite nicht gesteckt. Schließen Sie kurzzeitig die Drahtbrücke mit der Bezeichnung Tab ein. Das Drehspulinstrument schlägt voll aus. Auch wenn Sie den »Schalter« Tab ein wieder öffnen, bleibt der Ausschlag weiterhin bestehen.
Benötigte Bauteile 2 x Siliziumdiode 1N4148, 1 x Widerstand 22 kΩ, 2 x Elektrolytkondensator 10µF, 1 x Steckboard Abb. 2.123: Spannungsverdoppler mit Drehspulinstrument Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, können Sie am Eingang eine kleine Wechselspannungsquelle anschließen. Gut geeignet wäre ein Klingeltransformator mit 4,5 V. Der Zeiger des Drehspulinstruments schlägt deutlich aus.
Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren, die beiden Dioden, die vier Elektrolytkondensatoren und den Widerstand wie in Abb. 2.124 gezeigt. Zum Schluss stecken Sie die neun Drahtbrücken. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut. Nur wenn Ihnen die entsprechenden Sicherheitsrichtlinien nach VDE für das Arbeiten an Geräten, die ans Netz angeschlossen werden, bekannt sind und Sie diese beachten, können Sie die Schaltung jetzt mit einem Trafo verbinden.
Die Schaltung funktioniert auch mit vier (gleichen) Silizium- oder Schottky-Dioden. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.124. 2.58 Solar-Ladegerät Schaltung 125: Solarladegerät für einen AA-Akku Aufbauhinweise Platzieren Sie die Diode wie in Abb. 2.125 gezeigt. Zum Schluss schließen Sie die Solarzelle und den Batteriehalter AA an. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut.
Abb. 2.125: Solarladegerät für einen AA-Akku Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, können Sie in den Batteriehalter AA einen NiMH-Akku einlegen. Bei vollem Sonnenlicht auf der Solarzelle wird der Akku mit etwa 15 mA geladen, die Gefahr einer Überladung eines modernen NiMH-Akkus ist also gering. Wenn das Solarladegerät nicht gerade ständig in der vollen Sonne steht, kann der Akku immer eingelegt bleiben. So wird er praktisch immer frisch und einsatzbereit gehalten.
Benötigte Bauteile 1 x Solarzelle, 1 x Schottky-Diode BAT85, 1 x Steckboard, 2 x Batteriehalter AA Abb. 2.126: Solarladegerät für zwei AA-Akkus Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, können Sie in die beiden Batteriehalter AA je einen NiMH-Akku einlegen. Der Ladeprozess startet nur, wenn in jeden Batteriehalter AA ein Akku eingelegt wird. Bei vollem Sonnenlicht auf der Solarzelle werden die Akkus mit etwa 15 mA geladen, die Gefahr einer Überladung eines modernen NiMH-Akkus ist also gering.
frisch und einsatzbereit gehalten. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.126. 2.59 Elektronische Trommel Schaltung 127: Elektronische Trommel Aufbauhinweise Platzieren Sie die drei Transistoren, die elf Widerstände, die vier Keramikkondensatoren und die beiden Elektrolytkondensatoren wie in Abb. 2.127 gezeigt. Schließlich folgen die 20 Drahtbrücken sowie die als Schalter fungierende Drahtbrücke (zur Unterscheidung gestrichelt gezeichnet).
Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, geschieht zunächst nichts. Erst wenn Sie den Drum-Taster kurz betätigen, hören Sie einen – leider leisen – Beat aus dem Piezohörer. Akzeptabel sind Volumen und Frequenzumfang, wenn Sie den Ausgang der vorliegenden Schaltung an einen Audioverstärker anschließen.
Abb. 2.128: Einschaltverzögerung 0,5 Sekunden Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, geschieht zunächst nichts. Erst wenn Sie den »Schalter« Start betätigen, also schließen, wird die rote LED nach einer gewissen Verzögerungszeit aufleuchten. Die Verzögerungszeit beträgt im vorliegenden Fall etwa 0,5 Sekunden. Wird der »Schalter« wieder geöffnet, erlischt die rote LED. Es handelt sich gewissermaßen um das Gegenstück zur Ausschaltverzögerung. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap.
Abb. 2.129: Einschaltverzögerung 2 Sekunden Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, geschieht zunächst nichts. Erst wenn Sie den »Schalter« Start betätigen, also schließen, wird die rote LED nach einer gewissen Verzögerungszeit aufleuchten. Die Verzögerungszeit beträgt im vorliegenden Fall etwa 2 Sekunden. Wird der »Schalter« wieder geöffnet, erlischt die rote LED. Es handelt sich gewissermaßen um das Gegenstück zur Ausschaltverzögerung. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.
1 x Elektrolytkondensator 100 µF, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.130: Einschaltverzögerung 4 Sekunden Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, geschieht zunächst nichts. Erst wenn Sie den »Schalter« Start betätigen, also schließen, wird die rote LED nach einer gewissen Verzögerungszeit aufleuchten. Die Verzögerungszeit beträgt im vorliegenden Fall etwa 4 Sekunden. Wird der »Schalter« wieder geöffnet, erlischt die rote LED.
Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 1 x Schottky-Diode BAT85, 1 x LED rot, 1 x Widerstand 1 kΩ, 1 x Widerstand 220 kΩ, 1 x Widerstand 1 MΩ, 1 x Elektrolytkondensator 100 µF, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.131: Einschaltverzögerung 15 Sekunden Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, geschieht zunächst nichts. Erst wenn Sie den »Schalter« Start betätigen, also schließen, wird die rote LED nach einer gewissen Verzögerungszeit aufleuchten.
Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3906, 1 x FET-Transistor J111, 1 x Widerstand 1 MOhm, 1 x Widerstand 22 kOhm, 1 x Widerstand 10 kOhm, 3 x Widerstand 2,2 kOhm, 1 x Widerstand 1 kOhm, 1 x Keramikkondensator 100 nF, 1 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Piezohörer, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluß-Clip Abb. 2.132: Hochohmiger Vorverstärker Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, hören Sie zunächst nichts.
Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.132. 2.62 NOR-Gatter Schaltung 133: NOR-Gatter mit LED Aufbauhinweise Platzieren Sie die zwei Transistoren, die drei Dioden und die zwei Widerstände wie in Abb. 2.133 gezeigt. Schließlich folgen die vier Drahtbrücken sowie die als Schalter fungierenden Drahtbrücken (zur Unterscheidung gestrichelt gezeichnet). Zur Orientierung sind die »Schalter« mit high E1 und high E2 beschriftet.
Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, geschieht zunächst nichts. Beide »Schalter« sind geöffnet, die rote LED bleibt dunkel. Das Potenzial am Ausgang liegt auf high. Was jetzt bei unterschiedlichen Schalterzuständen passiert, zeigt nachstehende Tabelle, auch Wahrheitstabelle genannt.
Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 2 x Siliziumdiode 1N4148, 1 x Widerstand 4,7 kΩ, 1 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Drehspulinstrument, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.134: NOR-Gatter mit Drehspulinstrument Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, geschieht zunächst nichts. Beide »Schalter« sind geöffnet, der Zeiger des Drehspulinstruments schlägt nicht aus. Das Potenzial am Ausgang liegt auf high.
low high low voller Ausschlag high high low voller Ausschlag Der Zustand high an den Eingängen wird jeweils durch Schließen des zuständigen Schalters herbeigeführt. Ist der betreffende Schalter offen, ist der Eingang auf low. In der Digitalelektronik wird eine Schaltung mit obigem Verhalten als NOR-Gatter bezeichnet. Ein Tablet- oder Notebook-PC enthält Tausende dieser Gatter. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.134. 2.
Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3904, 2 x Siliziumdiode 1N4148, 1 x Schottky-Diode BAT85, 1 x LED rot, 1 x Widerstand 1 kΩ, 1 x Widerstand 10 kΩ, 2 x Widerstand 22 kΩ, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.135: NAND-Gatter mit LED Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, werden beide »Schalter« in die Position low gebracht. Das Potenzial am Ausgang liegt auf high, die rote LED leuchtet.
Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3904, 2 x Siliziumdiode 1N4148, 1 x Schottky-Diode BAT85, 1 x Widerstand 4,7 kΩ, 1 x Widerstand 10 kΩ, 2 x Widerstand 22 kΩ, 1 x Drehspulinstrument, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.136: NAND-Gatter mit Drehspulinstrument Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, werden beide »Schalter« in die Position low gebracht. Das Potenzial am Ausgang liegt auf high, das Drehspulmessgerät zeigt keinen Ausschlag.
high low high kein Ausschlag low high high kein Ausschlag high high low voller Ausschlag Die Zustände high und low an den Eingängen werden jeweils durch Umschalten des zuständigen Schalters herbeigeführt. Im Gegensatz zur vorhergehenden Schaltung müssen beide Zustände aktiv beschaltet werden. In der Digitalelektronik wird eine Schaltung mit obigem Verhalten als NAND-Gatter bezeichnet. Ein Tablet- oder Notebook-PC enthält Zehntausende dieser Gatter.
Benötigte Bauteile 1 x FET-Transistor J111, 1 x Widerstand 2,2 kOhm, 1 x Widerstand 4,7 kOhm, 1 x Widerstand 1 MOhm, 1 x Keramikkondensator 100 nF, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluß-Clip Abb. 2.137: Eingangsstufe Mischpult Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, können Sie am Eingang einen mp3-Player anschließen. Die Audio-Anlage wird die Musik lautstark zu Gehör bringen.
Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 1 x Widerstand 220 Ω, 1 x Widerstand 1 kΩ, 1 x Widerstand 47 kΩ, 1 x Widerstand 220 kΩ, 1 x Widerstand 1 MΩ, 1 x Elektrolytkondensator 1 µF, 1 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Piezohörer, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.138: Ausgangsstufe Mischpult Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, können Sie am Eingang einen mp3-Player anschließen. Der Piezohörer wird die Musik lautstark zu Gehör bringen.
Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren, die Diode, den Keramikkondensator und die zwei Widerstände wie in Abb. 2.139 gezeigt. Schließlich folgen die sechs Drahtbrücken sowie die als Schalter fungierende Drahtbrücke (zur Unterscheidung gestrichelt gezeichnet). Zur Orientierung ist der »Schalter« mit laden und entladen beschriftet. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.139. Schaltung 140: Elektrometer mit Drehspulinstrument Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren, den Keramikkondensator und die zwei Widerstände wie in Abb. 2.140 gezeigt. Schließlich folgen die sieben Drahtbrücken sowie die als Schalter fungierende Drahtbrücke (zur Unterscheidung gestrichelt gezeichnet). Zur Orientierung ist der »Schalter« mit laden und entladen beschriftet.
Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, schalten Sie den »Schalter« zunächst auf laden. Das Drehspulmessgerät zeigt keinen Ausschlag. Innerhalb kürzester Zeit ist der Keramikkondensator voll aufgeladen. Das bedeutet, dass auf den Elektroden des Kondensators so viele Elektronen gespeichert sind, wie nur gerade möglich.
1 x Transistor 2N3906, 1 x Widerstand 1 kOhm, 1 x Widerstand 2,2 kOhm, 1 x Widerstand 470 kOhm, 1 x Widerstand 1 MOhm, 1 x Festinduktivität 220 µH, 2 x Keramikkondensator 100 nF, 1 x Keramikkondensator (Wert siehe Experiment), 1 x Elektrolytkondensator 1 µF, 1 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Piezohörer, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluß-Clip Abb. 2.
Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 1 x LED rot, 1 x Widerstand 1 kΩ, 1 x Widerstand 10 kΩ, 2 x Widerstand 220 kΩ, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.142: Wasserstandsmelder mit LED Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, geschieht zunächst nichts. Erst wenn die beiden blanken Drahtenden der als Sensor dienenden Drähte in Wasser eingetaucht werden, leuchtet die rote LED auf. So können Sie beispielsweise den Wasserstand der Regentonne im Garten überwachen.
Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 1 x Widerstand 4,7 kΩ, 1 x Widerstand 10 kΩ, 2 x Widerstand 220 kΩ, 1 x Drehspulmessgerät, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.143: Wasserstandsmelder mit Drehspulinstrument Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, geschieht zunächst nichts. Erst wenn die beiden blanken Drahtenden der als Sensor dienenden Drähte in Wasser eingetaucht werden, schlägt der Zeiger des Drehspulinstruments kräftig aus.
2.68 Telefonmonitor Schaltung 144: Telefonmonitor für analoge Telefonanlagen Aufbauhinweise Platzieren Sie den Transistor, die vier Dioden, die sechs Widerstände und die beiden Elektrolytkondensatoren wie in Abb. 2.144 gezeigt. Schließlich folgen die 13 Drahtbrücken. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.144. 2.69 Signalverfolger Schaltung 145: Einfacher Signalverfolger mit Piezohörer Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren, die vier Widerstände und die drei Elektrolytkondensatoren wie in Abb. 2.145 gezeigt. Dann folgen die acht Drahtbrücken. Zum Schluss wird der Piezohörer angesteckt. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
Signalverfolger mit Piezohörer Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, geschieht zunächst nichts. Nur wenn Ihnen die entsprechenden Sicherheitsrichtlinien nach VDE für das Arbeiten an Geräten, die ans Netz angeschlossen werden, bekannt sind und Sie diese beachten, können Sie die Schaltung jetzt mit einer externen Schaltung verbinden.
Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 1 x Schottky-Diode BAT85, 1 x Widerstand 2,2 kΩ, 1 x Widerstand 4,7 kΩ, 1 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Widerstand 220 kΩ, 1 x Widerstand 1 MΩ, 1 x Elektrolytkondensator 1 µF, 2 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Elektrolytkondensator 100 µF, 1 x Drehspulmessgerät, , 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.146: Einfacher Signalverfolger mit Drehspulinstrument Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, geschieht zunächst nichts.
Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 2 x Widerstand 2,2 kΩ, 2 x Widerstand 220 kΩ, 2 x Keramikkondensator 10 nF, 1 x Keramikkondensator 100 nF, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.147: Einfacher Signalinjektor Experiment Die vorliegende Schaltung ergänzt einen Signalverfolger zu einem kleinen Messsystem für NF-Schaltungen. Es erzeugt ein breitbandiges Spektrum, das von 2 kHz bis in den HF-Bereich reicht.
2.71 RS232C-Monitor Schaltung 148: Einfacher RS232C-Monitor Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Dioden und die beiden Widerstände wie in Abb. 2.148 gezeigt. Schließlich folgen die zwei Drahtbrücken. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut. Benötigte Bauteile 1 x LED rot, 1 x LED grün, 1 x Widerstand 1 kΩ, 1 x Widerstand 2,2 kΩ, 1 x Steckboard Abb. 2.
Benötigte Bauteile keine Abb. 2.149: Steckerbelegung der RS-232C-Schnittstelle Experiment Insbesondere dann, wenn PCs zur Steuerung von Maschinen eingesetzt werden, ist sie noch im Einsatz: die aus den Kindertagen des PC stammende serielle Schnittstelle RS-232C. Wollen Sie also eine CNC-Fräsmaschine oder einen der unübertroffen praktischen Taschencomputer der Firma PSION (s3mx oder s5mx) anschließen, kann Ihnen die vorliegende Schaltung helfen, Anschlussprobleme in den Griff zu bekommen.
Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3904, 1 x Widerstand 47 Ω, 1 x Widerstand 2,2 kΩ, 2 x Widerstand 4,7 kΩ, 1 x Widerstand 220 kΩ, 3 x Keramikkondensator 10 nF, 1 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Piezohörer, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.150: Einfacher Tongenerator 1 kHz Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, hören Sie nach dem Anschließen der Batterie aus dem Piezohörer einen deutlich wahrnehmbaren Sinuston.
in Abb. 2.151 gezeigt. Dann folgen die 13 Drahtbrücken. Zum Schluss wird der Piezohörer angesteckt. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an. Eine wesentliche Steigerung der Empfindlichkeit des Piezohörers erzielen Sie, wenn Sie eine Klangplatte oder gar eine Klangdose verwenden. Mehr dazu finden Sie in Kap. 1.2.3.
Schaltung 152: Einfacher Tongenerator 10 kHz Aufbauhinweise Platzieren Sie den Transistor, die fünf Widerstände, die drei Keramikkondensatoren und den Elektrolytkondensator wie in Abb. 2.152 gezeigt. Dann folgen die 13 Drahtbrücken. Zum Schluss wird der Piezohörer angesteckt. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
ren Sinuston. Das ist ein reiner Ton, im Gegensatz zu einem musikalischen, der immer aus mehreren reinen Tönen zusammengesetzt ist. Deshalb klingt ein reiner Ton auch künstlich und steril. Im vorliegenden Fall beträgt die Frequenz etwa 10 kHz. Dieses Testsignal können Sie zur Untersuchung von Audioschaltungen verwenden. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.152. 2.
Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, leuchtet nach dem Anschließen der Batterie die rote LED auf. Das signalisiert, dass der Schwingkreis hochfrequente Schwingungen erzeugt. Diese werden gleichgerichtet und zur Anzeige gebracht. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.153. 2.74 NF-Phasenschieber Schaltung 154: NF-Phasenschieber 10° Aufbauhinweise Platzieren Sie den Transistor, die sechs Widerstände und die drei Elektrolytkondensatoren wie in Abb. 2.154 gezeigt.
Experiment Die vorliegende Schaltung verzögert den Durchgang von NF-Signalen so, dass eine Phasenverschiebung von etwa 10° entsteht. Wird dieses Signal mit dem ursprünglichen Signal gemischt, entsteht der bekannte Phaser-Effekt. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.154. Schaltung 155: NF-Phasenschieber 90° Aufbauhinweise Platzieren Sie den Transistor, die sechs Widerstände und die drei Elektrolytkondensatoren wie in Abb. 2.155 gezeigt. Schließlich folgen die neun Drahtbrücken.
steht. Wird dieses Signal mit dem ursprünglichen Signal gemischt, entsteht der bekannte Phaser-Effekt. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.155. Schaltung 156: NF-Phasenschieber 180° Aufbauhinweise Platzieren Sie den Transistor, die sechs Widerstände und die drei Elektrolytkondensatoren wie in Abb. 2.156 gezeigt. Schließlich folgen die neun Drahtbrücken. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.156. 2.75 Kopfhörerverstärker Schaltung 157: Kopfhörerverstärker mit Piezohörer Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren, die sechs Widerstände und die vier Elektrolytkondensatoren wie in Abb. 2.157 gezeigt. Dann folgen die zwölf Drahtbrücken. Zum Schluss wird der Piezohörer angesteckt. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, geschieht zunächst nichts. Schließen Sie am Eingang einen mp3-Player an, hören Sie die Musik lautstark aus dem Piezohörer. Es ist eine kleine Schaltung, die bei diversen Selbstbauprojekten gute Dienste leisten kann. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.157. 2.
Abb. 2.158: Nadelimpulsgenerator 60 Hz Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, hören Sie aus dem Piezohörer ein rhythmisches Klickgeräusch. Die Wiederholfrequenz liegt bei etwa 60 Hz. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.158. Schaltung 159: Nadelimpulsgenerator 150 Hz Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren, die zwei Widerstände und den Keramikkondensator wie in Abb. 2.159 gezeigt. Schließlich folgen die neun Drahtbrücken.
Abb. 2.159: Nadelimpulsgenerator 150 Hz Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, hören Sie aus dem Piezohörer ein rhythmisches Klickgeräusch. Die Wiederholfrequenz liegt bei etwa 150 Hz. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.159. Schaltung 160: Nadelimpulsgenerator 500 Hz Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren, die zwei Widerstände und die beiden Keramikkondensator wie in Abb. 2.160 gezeigt. Dann folgen die neun Drahtbrücken.
1 x Piezohörer, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.160: Nadelimpulsgenerator 500 Hz Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, hören Sie aus dem Piezohörer ein rhythmisches Klickgeräusch. Die Wiederholfrequenz liegt bei etwa 500 Hz. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.160. Schaltung 161: Nadelimpulsgenerator 2 kHz Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren, die zwei Widerstände und den Keramikkondensator wie in Abb. 2.161 gezeigt.
Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3904, 1 x Transistor 2N3906, 1 x Widerstand 10 Ω, 1 x Widerstand 220 kΩ, 1 x Keramikkondensator 10 nF, 1 x Piezohörer, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.161: Nadelimpulsgenerator 2 kHz Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, hören Sie aus dem Piezohörer ein rhythmisches Klickgeräusch. Die Wiederholfrequenz liegt bei etwa 2 kHz. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.161.
Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3904, 1 x Transistor 2N3906, 1 x Widerstand 10 Ω, 1 x Widerstand 100 kΩ, 1 x Keramikkondensator 10 nF, 1 x Piezohörer, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.162: Nadelimpulsgenerator 4 kHz Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, hören Sie aus dem Piezohörer ein rhythmisches Klickgeräusch. Die Wiederholfrequenz liegt bei etwa 4 kHz. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.162.
Klangdose verwenden. Mehr dazu finden Sie in Kap. 1.2.3. Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3904, 1 x Transistor 2N3906, 1 x Widerstand 10 Ω, 1 x Widerstand 100 kΩ, 2 x Keramikkondensator 10 nF, 1 x Piezohörer, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.163: Nadelimpulsgenerator 5 kHz Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, hören Sie aus dem Piezohörer ein rhythmisches Klickgeräusch. Die Wiederholfrequenz liegt bei etwa 5 kHz. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap.
Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren, die Diode, die fünf Widerstände und die drei Elektrolytkondensatoren wie in Abb. 2.194 gezeigt. Schließlich folgen die elf Drahtbrücken. Zum Schluss wird der Piezohörer angesteckt. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an. Eine wesentliche Steigerung der Empfindlichkeit des Piezohörers erzielen Sie, wenn Sie eine Klangplatte oder gar eine Klangdose verwenden. Mehr dazu finden Sie in Kap. 1.2.3.
Schaltung 165: Gitarrenverzerrer Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren, die Diode, die fünf Widerstände und die drei Elektrolytkondensatoren wie in Abb. 2.165 gezeigt. Schließlich folgen die elf Drahtbrücken. Zum Schluss wird der Piezohörer angesteckt. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an. Eine wesentliche Steigerung der Empfindlichkeit des Piezohörers erzielen Sie, wenn Sie eine Klangplatte oder gar eine Klangdose verwenden.
Klang. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.165. 2.78 Lügendetektor Schaltung 166: FET-Lügendetektor mit LED-Anzeige Aufbauhinweise Platzieren Sie den Transistor, die LED-Diode und die drei Widerstände wie in Abb. 2.166 gezeigt. Schließlich folgen die sechs Drahtbrücken. Zwei Drähte mit blanken Drahtenden dienen als Hautsensor. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards und schließen Sie erst dann die Batterie an.
Abb. 2.166: FET-Lügendetektor mit LED-Anzeige Experiment Die vorliegende Schaltung stellt einen einfachen Gleichspannungsdetektor dar. Sind die beiden Sensoren voneinander isoliert, ist die rote LED dunkel. Kommt der Hautsensor mit feuchten (fettfreien) Händen in Berührung, leuchtet die rote LED hell auf. Wenn bewusstes Lügen Stress auslöst, können feuchte Hände ein Indiz dafür sein, dass jemand nicht die Wahrheit spricht. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.166.
Benötigte Bauteile 1 x FET-Transistor J111, 1 x Widerstand 10 kOhm, 1 x Widerstand 22 kOhm, 1 x Widerstand 1 MOhm, 1 x Drehspulmessgerät, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluß-Clip Abb. 2.167: FET-Lügendetektor mit Drehspulinstrument Experiment Die vorliegende Schaltung stellt einen einfachen Gleichspannungsdetektor dar. Sind die beiden Sensoren voneinander isoliert, zeigt das Drehspulinstrument keinen Zeigerausschlag.
Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.167. Schaltung 168: Lügendetektor mit LED-Anzeige Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren, die Diode und die drei Widerstände wie in Abb. 2.168 gezeigt. Schließlich folgen die acht Drahtbrücken. Zwei Drähte mit blanken Drahtenden dienen als Hautsensor. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.168. Schaltung 169: Lügendetektor mit Drehspulinstrument Aufbauhinweise Platzieren Sie die beiden Transistoren und die drei Widerstände wie in Abb. 2.169 gezeigt. Schließlich folgen die sieben Drahtbrücken. Zwei Drähte mit blanken Drahtenden dienen als Hautsensor. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
Experiment Die vorliegende Schaltung stellt einen einfachen Gleichspannungsdetektor dar. Sind die beiden Sensoren voneinander isoliert, zeigt das Drehspulinstrument keinen Zeigerausschlag. Kommt der Hautsensor mit feuchten (fettfreien) Händen in Berührung, erfolgt ein mehr oder minder großer Zeigerausschlag. Wenn bewusstes Lügen Stress auslöst, können feuchte Hände ein Indiz dafür sein, dass jemand nicht die Wahrheit spricht. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.169. 2.
1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluß-Clip Abb. 2.170: Impedanzwandler für Magnetantenne Experiment Die vorliegende Schaltung stellt einen einfachen Impedanzwandler dar. Der Eingang ist hochohmig, der Ausgang ist niederohmig. Eine Signalverstärkung findet nicht statt – ideale Voraussetzungen, um eine Magnetantenne (Rahmenantenne) am normalen Antennenanschluss eines Rundfunkempfängers zu betreiben. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.170.
Benötigte Bauteile 1 x FET-Transistor J111, 1 x Widerstand 2,2 kOhm, 1 x Widerstand 1 MOhm, 1 x Elektrolytkondensator 1 µF, 1 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluß-Clip Abb. 2.171: Impedanzwandler für Kondensatormikrofone Experiment Die vorliegende Schaltung stellt einen einfachen Impedanzwandler dar. Der Eingang ist hochohmig, der Ausgang ist niederohmig.
Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 2 x Widerstand 10 kΩ, 2 x Widerstand 22 kΩ, 1 x Keramikkondensator 10 pF, 1 x Keramikkondensator 100 pF, 1 x Keramikkondensator 1 nF, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.172: Einfacher HF-Generator ohne Induktivität Experiment Die vorliegende Schaltung erzeugt HF-Schwingungen ganz ohne den Einsatz einer Induktivität. Die erste und zweite Oberwelle (bei etwa 650 kHz und 975 kHz) kann mit jedem MW-Taschenradio empfangen werden.
besseren Orientierung ist sie gestrichelt gezeichnet und mit Dämpfung ein beschriftet. Benötigte Bauteile 1 x FET-Transistor J111, 1 x Siliziumdiode 1N4148, 2 x Widerstand 10 kOhm, 2 x Widerstand 22 kOhm, 1 x Widerstand 1 MOhm, 2 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluß-Clip Abb. 2.173: Elektronischer NF-Schalter Experiment Die Schaltung erlaubt, mit einem Gleichspannungssignal den Fluss eines NF-Signals ein- oder auszuschalten.
2.82 Spannungsregler Schaltung 174: Stabilisator für 1,4 V Aufbauhinweise Platzieren Sie den Transistor, die vier Widerstände und den Elektrolytkondensator wie in Abb. 2.174 gezeigt. Als Nächstes folgen die sechs Drahtbrücken. Überpfüfen Sie die Bestückung des Steckboards und schließen Sie erst dann die Batterie an.
schluß des Transistors. Mit einem Multimeter können Sie die Ausgangsspannung überprüfen. In der vorliegenden Schaltung werden etwa 1,4 V gemessen. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.174. Schaltung 175: Stabilisator für 2 V Aufbauhinweise Platzieren Sie den Transistor, die drei Widerstände und den Elektrolytkondensator wie in Abb. 2.175 gezeigt. Als Nächstes folgen die sieben Drahtbrücken.
Experiment Mit dieser Schaltung wird eine stabilisierte Ausgangsspannung erzeugt. Als Last dient der 1-kOhm-Widerstand am Emitteranschluß des Transistors. Mit einem Multimeter können Sie die Ausgangsspannung überprüfen. In der vorliegenden Schaltung werden etwa 2 V gemessen. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.175. Schaltung 176: Stabilisator für 3,6 V Aufbauhinweise Platzieren Sie den Transistor, die drei Widerstände und den Elektrolytkondensator wie in Abb. 2.176 gezeigt.
Abb. 2.176: Stabilisator für 3,6 V Experiment Mit dieser Schaltung wird eine stabilisierte Ausgangsspannung erzeugt. Als Last dient der 1-kOhm-Widerstand am Emitteranschluß des Transistors. Mit einem Multimeter können Sie die Ausgangsspannung überprüfen. In der vorliegenden Schaltung werden etwa 3,6 V gemessen. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.176.
Abb. 2.177: Stabilisator für 4,4 V Experiment Mit dieser Schaltung wird eine stabilisierte Ausgangsspannung erzeugt. Als Last dient der 1-kOhm-Widerstand am Emitteranschluß des Transistors. Mit einem Multimeter können Sie die Ausgangsspannung überprüfen. In der vorliegenden Schaltung werden etwa 4,4 V gemessen. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.177.
1 x Batterie 9 V mit Anschluß-Clip Abb. 2.178: Stabilisator für 5,2 V Experiment Mit dieser Schaltung wird eine stabilisierte Ausgangsspannung erzeugt. Als Last dient der 1-kOhm-Widerstand am Emitteranschluß des Transistors. Mit einem Multimeter können Sie die Ausgangsspannung überprüfen. In der vorliegenden Schaltung werden etwa 5,2 V gemessen. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.178. 2.
Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3904, 2 x Widerstand 10 kΩ, 2 x Widerstand 22 kΩ, 1 x Keramikkondensator 1 nF, 2 x Keramikkondensator 10 nF, 1 x Keramikkondensator 100 nF, 1 x Festinduktivität 220 µH, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.179: HF-Generator 150 kHz Experiment Diese Schaltung erzeugt HF-Wellen mit einer Frequenz von etwa 150 kHz. Ein Kofferradio mit LW-Bereich macht die Strahlung hörbar.
Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3904, 2 x Widerstand 10 kΩ, 2 x Widerstand 22 kΩ, 3 x Keramikkondensator 1 nF, 1 x Keramikkondensator 100 nF, 1 x Festinduktivität 220 µH, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.180: HF-Generator 420 kHz Experiment Diese Schaltung erzeugt HF-Wellen mit einer Frequenz von etwa 420 kHz. Ein Kofferradio mit MW-Bereich macht die erste Oberwelle dieser Strahlung bei etwa 840 kHz hörbar.
zehn Drahtbrücken. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an. Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 1 x LED rot, 1 x Widerstand 2,2 kΩ, 2 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Widerstand 22 kΩ, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.181: Einfacher Batteriemonitor 7,5 V Experiment Diese Schaltung überwacht die Batteriespannung. Sinkt sie unter etwa 7,5 V, leuchtet die rote LED auf.
Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 1 x LED rot, 2 x Widerstand 2,2 kΩ, 2 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Widerstand 22 kΩ, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.182: Einfacher Batteriemonitor 8,2 V Experiment Diese Schaltung überwacht die Batteriespannung. Sinkt sie unter etwa 8,2 V, leuchtet die rote LED auf. Bricht die Batteriespannung endgültig zusammen, erlischt die rote LED wieder. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.182. 2.
seren Unterscheidung ist sie gestrichelt gezeichnet und mit Fade in/Fade out gekennzeichnet. Zum Schluss wird der Piezohörer angesteckt. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards und schließen Sie erst dann die Batterie an. Eine wesentliche Steigerung der Empfindlichkeit des Piezohörers erzielen Sie, wenn Sie eine Klangplatte oder gar eine Klangdose verwenden. Mehr dazu finden Sie in Kap. 1.2.3.
Experiment Automatisches Fade-in/Fade-out bieten alle Audio-Editoren für den PC. Hier ist eine Hardware-Lösung für diese Funktion. Schließen Sie am Eingang einen mp3-Player an, hören Sie die Musik lautstark aus dem Piezohörer. Wird der »Schalter« geschlossen, geht die Lautstärke kontinuierlich innerhalb etwa einer Sekunde auf Null zurück. Wird der Schalter wieder geöffnet, dauert es etwa eine Sekunde, bis die Lautstärke kontinuierlich bis auf das Maximum hochgefahren wird.
Abb. 2.184: Anzeige des Spitzenpegels mit LED Experiment Die Schaltung reagiert auf kräftige NF-Signale. Die rote LED beginnt ab einer NF-Eingangsspannung von 0,5 V zu leuchten und erreicht ihre maximale Helligkeit bei etwa 1,5 V Eingangsspannung. Sie können die Schaltung am Lautsprecherausgang eines Audioverstärkers testen oder völlig gefahrlos an der Lautsprecherbuchse eines Kofferradios. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.184.
Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3904, 1 x Schottky-Diode BAT85, 1 x Widerstand 220 Ω, 1 x Widerstand 1 kΩ, 1 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Drehspulmessgerät, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.185: Anzeige des Spitzenpegels mit Drehspulinstrument Experiment Die Schaltung reagiert auf kräftige NF-Signale. Das Drehspulinstrument zeigt ab einer NF-Eingangsspannung von 0,3 V einen Zeigerausschlag und erreicht den maximalen Ausschlag bei etwa 1,5 V Eingangsspannung.
Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 2 x Widerstand 2,2 kΩ, 2 x Widerstand 220 kΩ, 2 x Keramikkondensator 1 nF, 1 x Elektrolytkondensator 1 µF, 1 x Piezohörer, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.186: Akustischer Durchgangsprüfer Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, hören Sie zunächst nichts. Nur dann, wenn die Messleitungen niederohmig überbrückt werden, ist ein lauter Ton zu hören. So können einfach und unkompliziert Durchgangsmessungen durchgeführt werden.
Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 2 x Siliziumdiode 1N4148, 1 x LED grün, 1 x LED rot, 3 x Widerstand 1 kΩ, 1 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.187: Aktiver TTL-CMOS-Tastkopf mit LED-Anzeige Experiment Bei einem Pegel an der Tastspitze zwischen 0 V und +2 V leuchtet die rote LED, liegt der Pegel zwischen +4 V und +5 V, leuchtet die grüne LED. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.187.
Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 2 x Siliziumdiode 1N4148, 3 x Widerstand 1 kΩ, 1 x Widerstand 2,2 kΩ, 1 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.188: Aktiver TTL-CMOS-Tastkopf mit Drehspulinstrument Experiment Am Drehspulinstrument kann der Pegel an der Tastspitze bequem abgelesen werden. Kein Zeigerausschlag bedeutet low, Vollausschlag des Zeigers bedeutet high. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.188. 2.
Aufbauhinweise Platzieren Sie den Transistor, die drei Widerstände, den Keramikkondensator und die drei Elektrolytkondensatoren wie in Abb. 2.189 gezeigt. Dann folgend die sechs Drahtbrücken. Zum Schluss wird der Piezohörer angesteckt. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards und schließen Sie erst dann die Batterie an. Eine wesentliche Steigerung der Empfindlichkeit des Piezohörers erzielen Sie, wenn Sie eine Klangplatte oder gar eine Klangdose verwenden. Mehr dazu finden Sie in Kap. 1.2.3.
Experiment Der aktive Tastkopf arbeitet im Frequenzbereich von etwa 100 Hz bis etwa 1 MHz. Beim Einsatz im NF-Bereich können Sie bei der vorliegenden Schaltung das Signal im Piezohörer hören. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.189. Schaltung 190: Einfacher aktiver Tastkopf mit Drehspulinstrument Aufbauhinweise Platzieren Sie den Transistor, die Diode, die fünf Widerstände, den Keramikkondensator und die zwei Elektrolytkondensatoren wie in Abb. 2.190 gezeigt.
2 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Drehspulmessgerät, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluß-Clip Abb. 2.190: Einfacher aktiver Tastkopf mit Drehspulinstrument Experiment Der aktive Tastkopf arbeitet im Frequenzbereich von etwa 100 Hz bis etwa 1 MHz. Der Zeigerausschlag des Drehspulinstruments entspricht etwa dem Pegel an der Tastspitze. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.190.
Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3904, 1 x FET-Transistor J111, 2 x Siliziumdiode 1N4148, 1 x Widerstand 1 kOhm, 2 x Widerstand 10 kOhm, 1 x Widerstand 1 MOhm, 1 x Keramikkondensator 100 nF, 1 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Piezohörer, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluß-Clip Abb. 2.191: Aktiver Tastkopf mit Piezohörer Experiment Der aktive Tastkopf arbeitet im Frequenzbereich von etwa 100 Hz bis etwa 1 MHz.
Schaltung 192: Aktiver Tastkopf mit Drehspulinstrument Aufbauhinweise Platzieren Sie die zwei Transistoren, die drei Dioden, die sechs Widerstände, den Keramikkondensator und die zwei Elektrolytkondensatoren wie in Abb. 2.192 gezeigt. Dann folgend die 17 Drahtbrücken. Zum Schluss wird das Drehspulmessgerät angesteckt. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards und schließen Sie erst dann die Batterie an.
1 x Drehspulmessgerät, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluß-Clip Abb. 2.192: Aktiver Tastkopf mit Drehspulinstrument Experiment Der aktive Tastkopf arbeitet im Frequenzbereich von etwa 100 Hz bis etwa 1 MHz. Der Zeigerausschlag des Drehspulinstruments entspricht etwa dem Pegel an der Tastspitze. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.192. 2.
Benötigte Bauteile 1 x IR-Diode, 1 x Widerstand 4,7 kΩ, 1 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.193: Einfacher IR-Sender Experiment Am Eingang können Sie einen mp3-Player oder den Lautsprecherausgang eines Kofferradios anschließen. Zum Test der Schaltung bauen Sie auch die nachfolgend beschriebene Schaltung auf. Dann verfügen Sie über einen IR-Sender und einen IR-Empfänger zur Übertragung von NF-Signalen.
Eine wesentliche Steigerung der Empfindlichkeit des Piezohörers erzielen Sie, wenn Sie eine Klangplatte oder gar eine Klangdose verwenden. Mehr dazu finden Sie in Kap. 1.2.3. Benötigte Bauteile 1 x Fototransistor PT331C, 1 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Piezohörer, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.194: Einfacher IR-Empfänger Experiment Am Eingang des IR-Senders können Sie einen mp3-Player oder den Lautsprecherausgang eines Kofferradios anschließen.
2.91 Konstantspannungsquelle Schaltung 195: Konstantspannungsquelle Aufbauhinweise Platzieren Sie den Transistor, die Diode und die beiden Widerstände wie in Abb. 2.195 gezeigt. Schließlich folgen die vier Drahtbrücken. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an. Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3904, 1 x LED rot, 1 x Widerstand 2,2 kΩ, 1 x Widerstand (Wert siehe Experiment), 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.
Schaltung 196: Konstantspannungsquelle Aufbauhinweise Platzieren Sie den Transistor, die Diode und die drei Widerstände wie in Abb. 2.196 gezeigt. Dann folgen die vier Drahtbrücken. Zum Schluss wird das Drehspulinstrument angeschlossen. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
Bereich von 100 Ω bis 10 kΩ bewegt. Der Zeigerausschlag des Drehspulmessgeräts bleibt praktisch konstant, auch wenn unterschiedliche Lastwiderstände im Bereich 100 Ω bis 10 kΩ zur Anwendung kommen. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.196. 2.92 Klasse-A-Endstufe Schaltung 197: Klasse-A-Verstärker mit Piezohörer Aufbauhinweise Platzieren Sie den Transistor, die vier Widerstände und die beiden Elektrolytkondensatoren wie in Abb. 2.197 gezeigt.
Abb. 2.197: Klasse-AVerstärker mit Piezohörer Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, geschieht zunächst nichts. Wenn Sie am Eingang einen mp3-Player anschließen, hören Sie die Musik lautstark aus dem Piezohörer. Es handelt sich um eine kleine Schaltung, die bei diversen Selbstbauprojekten gute Dienste leisten kann. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.197. 2.93 IR-Steuerung Schaltung 198: Infrarotsender Aufbauhinweise Platzieren Sie die Diode und den Widerstand wie in Abb.
Abb. 2.198: Infrarot-Sender Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, sendet die IR-Diode ein kräftiges Licht im Infrarotbereich aus. Für menschliche Augen ist dieses Licht unsichtbar, deshalb wird im nächsten Versuch ein geeigneter Lichtempfänger vorgestellt. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.198. Schaltung 199: Infrarotempfänger Aufbauhinweise Platzieren Sie den Transistor, die Diode und den Widerstand wie in Abb. 2.199 gezeigt. Schließlich folgen die vier Drahtbrücken.
Experiment Am besten bauen Sie den in der vorherigen Schaltung vorgestellten IR-Sender zusammen mit der vorliegenden Schaltung auf einem gemeinsamen Steckboard auf. Dann können Sie die IR-Diode und den Fototransistor so zueinander ausrichten, dass das Infrarotlicht direkt in den Fototransistor strahlt. Ist alles korrekt verdrahtet, sendet die IR-Diode ein kräftiges Licht im Infrarotbereich aus. Der Fototransistor schaltet somit durch, und die rote LED leuchtet.
Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 1 x Transistor 2N3906, 2 x Siliziumdiode 1N4148, 1 x Widerstand 100 Ω, 1 x Widerstand 220 Ω, 1 x Widerstand 100 kΩ, 2 x Elektrolytkondensator 10 µF, 1 x Piezohörer, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.200: Eisenlose Gegentakt-Endstufe für Piezohörer Experiment Gegentaktverstärker zählen zu den Grundschaltungen der analogen Verstärkertechnik.
Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3904, 1 x LED rot, 2 x Widerstand 1 kΩ, 1 x Widerstand 2,2 kΩ, 1 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Elektrolytkondensator 100 µF, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.201: Ausschaltverzögerung 1 Sekunde Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, geschieht zunächst nichts. Erst wenn Sie den »Schalter« Start betätigen, also den Draht einstecken, wird die rote LED aufleuchten.
Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3904, 1 x LED rot, 2 x Widerstand 1 kΩ, 2 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Elektrolytkondensator 100 µF, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.202: Ausschaltverzögerung 3 Sekunden Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, geschieht zunächst nichts. Erst wenn Sie den »Schalter« Start betätigen, also den Draht einstecken, wird die rote LED aufleuchten. Wird der »Schalter« wieder geöffnet, leuchtet die rote LED noch eine gewisse Zeit weiter.
Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3904, 1 x LED rot, 2 x Widerstand 1 kΩ, 1 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Widerstand 100 kΩ, 1 x Elektrolytkondensator 100 µF, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.203: Ausschaltverzögerung 7 Sekunden Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, geschieht zunächst nichts. Erst wenn Sie den »Schalter« Start betätigen, also den Draht einstecken, wird die rote LED aufleuchten.
tor wie in Abb. 2.204 gezeigt. Dann folgen die 15 Drahtbrücken. Zum Schluss wird der Piezohörer angesteckt. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an. Eine wesentliche Steigerung der Empfindlichkeit des Piezohörers erzielen Sie, wenn Sie eine Klangplatte oder gar eine Klangdose verwenden. Mehr dazu finden Sie in Kap. 1.2.3.
2.97 Diskreter OPAMP Schaltung 205: Diskreter Operationsverstärker Aufbauhinweise Platzieren Sie die drei Transistoren und die zwei Widerstände wie in Abb. 2.205 gezeigt. Schließlich folgen die zehn Drahtbrücken. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an. Benötigte Bauteile 2 x Transistor 2N3904, 1 x Transistor 2N3906, 1 x Widerstand 22 Ω, 1 x Widerstand 2,2 kΩ, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.
Schaltung 206: Diskreter Operationsverstärker mit Piezohörer Aufbauhinweise Platzieren Sie die drei Transistoren, die vier Widerstände und die beiden Elektrolytkondensatoren wie in Abb. 2.206 gezeigt. Dann folgen die 15 Drahtbrücken. Anschließend wir der Piezohörer angesteckt. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
2.98 NAND- und NOR-Gatter Schaltung 207: NOR-Gatter mit LED Aufbauhinweise Platzieren Sie die zwei Transistoren, die drei Dioden und die vier Widerstände wie in Abb. 2.207 gezeigt. Schließlich folgen die 18 Drahtbrücken sowie die als Schalter fungierenden Drahtbrücken (zur Unterscheidung gestrichelt gezeichnet). Zur Orientierung sind die »Schalter« mit high E1, low E1 und high E2, low E2 beschriftet. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, geschieht zunächst nichts. Beide »Schalter« stehen auf low, die rote LED bleibt dunkel. Das Potenzial am Ausgang liegt auf high. Was jetzt bei unterschiedlichen Schalterzuständen passiert, zeigt nachstehende Tabelle, auch Wahrheitstabelle genannt.
Benötigte Bauteile 1 x Transistor 2N3904, 1 x Transistor 2N3906, 2 x Siliziumdiode 1N4148, 1 x Schottky-Diode BAT85, 1 x LED rot, 2 x Widerstand 1 kΩ, 1 x Widerstand 10 kΩ, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.208: NAND-Gatter mit LED Experiment Ist alles korrekt verdrahtet, werden beide »Schalter« in die Position low gebracht. Das Potenzial am Ausgang liegt auf high, die rote LED leuchtet.
high high low leuchtet Die Zustände high und low an den Eingängen werden jeweils durch Umschalten des zuständigen Schalters herbeigeführt. In der Digitalelektronik wird eine Schaltung mit obigem Verhalten als NAND-Gatter bezeichnet. Ein Tablet- oder Notebook-PC enthält Zehntausende dieser Gatter. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.208. 2.
Experiment Diese Schaltung liefert, auch bei schwankender Batteriespannung, am Ausgang eine konstante Spannung. Sie verhält sich also genauso wie eine entsprechend beschaltete Zener-Diode. Im vorliegenden Fall ergibt sich eine Ausgangsspannung von etwa 4 V. Die Spannung der Batterie darf zwischen 7 V und 9 V schwanken. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.209.
Experiment Diese Schaltung liefert, auch bei schwankender Batteriespannung, am Ausgang eine konstante Spannung. Sie verhält sich also genauso wie eine entsprechend beschaltete Zener-Diode. Im vorliegenden Fall ergibt sich eine Ausgangsspannung von etwa 5,2 V. Die Spannung der Batterie darf zwischen 7 V und 9 V schwanken. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.210.
Experiment Diese Schaltung liefert am Ausgang eine konstante Spannung auch bei schwankender Batteriespannung. Sie verhält sich also genauso wie eine entsprechend beschaltete Zener-Diode. Im vorliegenden Fall ergibt sich eine Ausgangsspannung von etwa 7,4 V. Die Spannung der Batterie darf zwischen 8 V und 9 V schwanken. Den Schaltplan für dieses Experiment finden Sie in Kap. 3, Abb. 3.211. 2.
Abb. 2.212: Einfacher Detektorempfänger Experiment Ein Detektorempfänger zählt zu den Urgesteinen der Radiotechnik. Schon vor über 100 Jahren gab es diese Empfängerschaltung. Charakteristisches Merkmal ist, dass keine Batterie für den Betrieb benötigt wird. Die Energie für den Betrieb des Empfängers und des Kopfhörers liefert allein eine möglichst lange Drahtantenne. Zur Erdung wird eine möglichst kurze Verbindung zu einer Wasserleitung hergestellt.
Benötigte Bauteile 1 x Schottky-Diode BAT85, 1 x Keramikkondensator 1 nF, 1 x Keramikkondensator extern (Wert siehe Experiment), 1 x Festinduktivität 220 µH, 1 x Piezohörer, 1 x Steckboard Abb. 2.213: Verbesserter Detektorempfänger Experiment Ein Detektorempfänger zählt zu den Urgesteinen der Radiotechnik. Schon vor über 100 Jahren gab es diese Empfängerschaltung. Charakteristisches Merkmal ist, dass keine Batterie für den Betrieb benötigt wird.
Aufbauhinweise Platzieren Sie den Transistor, die Diode, die beiden Widerstände, die Festinduktivität, die beiden Keramikkondensatoren und die beiden Elektrolytkondensatoren wie in Abb. 2.214 gezeigt. Dann folgen die neun Drahtbrücken. Zum Schluss wird der Piezohörer angesteckt. Überprüfen Sie die Bestückung des Steckboards erneut, und schließen Sie erst dann die Batterie an.
Festinduktivität verwenden Sie am besten einen kleinen Drahtkondensator (Wert etwa 200 pF) aus der Bastelkiste. Ansonsten können Sie mit allen möglichen Parallel- und Reihenschaltungskombinationen aus den Keramikkondensatoren 10 pF, 100 pF und 220 pF experimentieren. Eine dieser Kombinationen sollte günstige Voraussetzungen für den deutlichen Empfang des nächstgelegenen Ortssenders auf MW ergeben. Nachts können Sie auf mehrere starke Sender abstimmen.
Experiment Mit dieser Schaltung kann ganz einfach geprüft werden, ob ein Elektrolytkondensator im Bereich von ca. 1 µF bis 100 µF in Ordnung ist. Der unbekannte Elektrolytkondensator wird eingesteckt und das Verhalten der roten LED beobachtet. Beide Polarisationsrichtungen sind zu testen. Wird der Elektrolytkondensator in Sperrrichtung betrieben, leuchtet die rote LED kurz auf und bleibt dann dunkel. Bei einem Betrieb in Durchlassrichtung leuchtet die rote LED dauerhaft.
Abb. 2.216: Kondensatortester mit Drehspulinstrument Experiment Mit dieser Schaltung kann ganz einfach geprüft werden, ob ein Elektrolytkondensator im Bereich von ca. 1 µF bis 100 µF in Ordnung ist. Der unbekannte Elektrolytkondensator wird eingesteckt und der Zeigerausschlag des Drehspulinstruments beobachtet. Beide Polarisationsrichtungen sind zu testen. Wird der Elektrolytkondensator in Sperrrichtung betrieben, schlägt der Zeiger kurz aus und geht dann wieder auf Null zurück.
Benötigte Bauteile 1 x Widerstand 220 Ω, 1 x Drehspulmessgerät, 1 x Steckboard, 1 x Batterie 9 V mit Anschluss-Clip Abb. 2.217: Wasserstoff erzeugen Experiment Wasserstoff soll in Zukunft die Mobilität der Menschen garantieren. Eine Brennstoffzelle verwandelt Wasserstoff und Sauerstoff umweltneutral in Wasser und erzeugt dabei elektrischen Strom. Damit fahren dann die Elektro-Autos.
die beiden Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff mittels elektrischen Stroms. Ein Glas wird mit Leitungswasser gefüllt und die Schaltung wie oben beschrieben aufgebaut. Sobald die Batterie angeschlossen wird, steigen an den Elektroden Gasbläschen auf. An der Elektrode, die mit dem Minuspol der Batterie verbunden ist, entsteht Wasserstoffgas. Wesentlich intensiver ist die Reaktion, wenn in das Leitungswasser eine kleine Prise Waschpulver gegeben wird. An der Pluselektrode entsteht Sauerstoff.
Benötigte Bauteile 1 x Widerstand 220 Ω, 1 x Solarzelle, 1 x Drehspulmessgerät, 1 x Steckboard Abb. 2.218: Wasserstoff umweltfreundlich erzeugen Experiment Wasserstoff soll die Mobilität der Menschen in Zukunft garantieren. Eine Brennstoffzelle verwandelt Wasserstoff und Sauerstoff umweltneutral in Wasser und erzeugt dabei elektrischen Strom. Damit fahren dann die Elektro-Autos.
zur Massenproduktion von Wasserstoff läuft über die Elektrolyse von Wasser, also die Zerlegung von Wassermolekülen in die beiden Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff mittels elektrischen Stroms. Ein Glas wird mit Leitungswasser gefüllt und die Schaltung wie oben beschrieben aufgebaut. Sobald die Solarzelle intensiv mit Licht bestrahlt wird, steigen an den Elektroden Gasbläschen auf. An der Elektrode, die mit dem Minuspol verbunden ist, entsteht Wasserstoffgas.
Abb. 3.3: Schaltung 3 – Diode in Durchlass- und in Sperrrichtung Abb. 3.4: Schaltung 4 – Strommessung ohne Parallelwiderstand Abb. 3.5: Schaltung 5 – Strommessung mit kleinem Parallelwiderstand Schaltung 1 bis 6: Für Spannungsmessungen wird ein großer Vorwiderstand, für Strommessungen ein kleiner Parallelwiderstand benötigt.
Abb. 3.6: Schaltung 6 – Strommessung mit größerem Parallelwiderstand Abb. 3.7: Schaltung 7 – Anschlussfolge beim PNP-Transistor bestimmen Abb. 3.8: Schaltung 8 – Anschlussfolge beim NPN-Transistor bestimmen Abb. 3.9: Schaltung 9 – B-Messung beim PNP-Transistor Schaltung 9 und 10: Der Quotient Kollektorstrom durch Basisstrom ist die Stromverstärkung B. Ist der Basisstrom bekannt, zeigt das Drehspulmessgerät den Wert von B direkt an.
Abb. 3.10: Schaltung 10 – B-Messung beim NPN-Transistor Abb. 3.11: Schaltung 11 – Schwellenspannung Siliziumdiode Abb. 3.
Abb. 3.13: Schaltung 13 – Schwellenspannung LED rot Abb. 3.14: Schaltung 14 – Schwellenspannung LED grün Schaltung 11 bis 16: Bei einer Diode fließt Strom in Durchlassrichtung nur dann, wenn die Spannung gleich oder größer als die Schwellenspannung ist. Abb. 3.15: Schaltung 15 – Schwellenspannung LED gelb Abb. 3.
Abb. 3.17: Schaltung 17 – Aufregender Doppelblinker Funktion der Schaltungen 17 und 18: Die beiden Transistoren T1 und T2 schalten sich zeitverzögert jeweils gegenseitig ein bzw. aus. Das geschieht dadurch, dass der Basisstrom von T1 über C1 vom Kollektorpotential von T2 und umgekehrt der Basisstrom von T2 über C2 vom Kollektorpotential von T1 bestimmt wird. Die Werte von C1 und R3 bzw. von C2 und R4 bestimmen die Zeitverzögerung und damit die Oszillatorfrequenz. Abb. 3.
Abb. 3.19: Schaltung 19 – Elektronische Gehirnzelle Schaltung 19 und 20: Wird die Taste set gedrückt, fließt ein kräftiger Basisstrom durch T2. Dieser schaltet durch, LED1 leuchtet. Gleichzeitig wird über R4 der Transistor T1 gesperrt. Wird die set-Taste wieder losgelassen, fließt über R3 ein geringer Haltestrom zur Basis von T2, dieser bleibt also weiterhin leitend. Erst wenn die Taste reset gedrückt wird, fällt dieser Haltestrom weg, T2 sperrt und LED1 erlischt. Abb. 3.
Abb. 3.21: Schaltung 21 – Blinkendes Rücklicht Schaltung 21 und 22: Das Funktionsprinzip wird auf Seite 248 beschrieben. Abb. 3.
Abb. 3.23: Schaltung 23 – Einfache Solarleuchte Abb. 3.
Abb. 3.25: Schaltung 25 – Automatische Solarleuchte mit Akku Abb. 3.26: Schaltung 26 – Ausschaltverzögerung 2 Sekunden Schaltung 26 bis 28: Ein Druck auf die Taste S1 lädt den Elektrolytkondensator C1 voll auf. Über R2 und R3 wird der Elko anschließend entladen. Solange dabei die Kondensatorspannung noch über der Schwellenspannung der Transistoren liegt, bleiben T1 und T2 durchgeschaltet, LED1 leuchtet. Sinkt die Elkospannung unter den Wert der Schwellenspannung, sperren die Transistoren, LED1 erlischt.
Abb. 3.28: Schaltung 28 – Ausschaltverzögerung 20 Sekunden Abb. 3.
Abb. 3.30: Schaltung 30 – Automatisches Fahrradlicht mit Solarzelle Schaltung 30: Liefert die Solarzelle infolge von Dunkelheit keinen Strom, sperrt T1. Über R2 wird T2 dann durchgeschaltet, LED1 leuchtet. In heller Umgebung hingegen liefert die Solarzelle Strom, T1 wird leitend. Der Basisstrom für T2 fällt damit weg, T2 sperrt, LED1 erlischt. Abb. 3.
Abb. 3.32: Schaltung 32 – Einfaches Peak-VU-Meter mit LED Schaltung 31: Bei Dunkelheit sperrt der Fototransistor PT1, über R1 wird T1 durchgeschaltet, LED1 leuchtet. Helles Umgebungslicht steuert den Fototransistor durch und T1 wird gesperrt, LED1 erlischt. Abb. 3.
Abb. 3.34: Schaltung 34 – LM-Antennenverstärker für längere Drahtantennen Schaltung 32 und 33: Das Audiosignal wird mit D1 gleichgerichtet und der Basis von T1 zugeführt. Bei Überschreitung des Schwellenwertes beginnt T1 zu leiten, LED1 beginnt zu leuchten bzw. M1 zeigt einen Ausschlag. Höhere Signalwerte führen zu höherem Kollektorstrom von T1. Abb. 3.
Abb. 3.36: Schaltung 36 – Praktischer Durchgangsprüfer Abb. 3.
Abb. 3.38: Schaltung 38 – Hochpass ab 650 Hz Abb. 3.39: Schaltung 39 – Hochpass ab 2,5 kHz Schaltung 38 bis 40: Der Wechselstromwiderstand eines Kondensators verhält sich umgekehrt proportional zur Frequenz. Steigt die Frequenz, fällt der Wechselstromwiderstand. Mit unterschiedlichen Kapazitätswerten können deshalb unterschiedliche Grenzfrequenzen von Hochpassschaltungen realisiert werden.
Abb. 3.40: Schaltung 40 – Hochpass ab 5,5 kHz Abb. 3.41: Schaltung 41 – Elektronischer Pegelsteller mit großem Regelbereich Schaltung 41: Der FET-Transistor T1 fungiert als Emitterwiderstand von T2. Der Arbeitspunkt von T1 bestimmt deshalb die Verstärkung von T2. Mit der Steuerspannung wird der Arbeitspunkt von T1 und somit die Verstärkung von T2 eingestellt.
Abb. 3.42: Schaltung 42 – Aktiver Batteriemonitor 8,5 V Abb. 3.
Abb. 3.44: Schaltung 44 – Zweistufiger NF-Vorverstärker Abb. 3.45: Schaltung 45 – Messgeräte für Zener-Dioden ab 4,7 V Schaltung 45 und 46: Die beiden Transistoren sorgen dafür, dass durch die Zener-Diode Z ein Strom von etwa 5 mA fließt, unabhängig vom Spannungswert der Zener-Diode. Das Drehspulmessgerät zeigt den Wert der Zenerspannung an.
Abb. 3.46: Schaltung 46 – Messgeräte für Zener-Dioden ab 1,5 V Abb. 3.
Abb. 3.48: Schaltung 48 – Diskrete Zener-Diode 2,9 V Abb. 3.
Abb. 3.50: Schaltung 50 – Diskrete Zener-Diode 4,4 V Abb. 3.51: Schaltung 51 – Beruhigende Pendeluhr Schaltung 51 und 52: Über C1 erfolgt eine Rückkopplung vom Kollektor von T1 auf die Basis von T1. Leitet T1, wird auch T2 durchgeschaltet. Zeitverzögert führt das über C1 aber zum Sperren von T1. Dann sperrt auch T2. Jetzt wird zeitverzögert über C1 der Transistor T1 wieder leitend. Das Spiel beginnt von vorne.
Abb. 3.52: Schaltung 52 – belebende Kaminuhr Abb. 3.53: Schaltung 53 – Lichtempfindlicher Schalter mit grüner LED Schaltung 53: Bei Dunkelheit fließt kein Strom durch LED1, infolge dessen sperren T1 und T2. LED2 bleibt dunkel. Fällt Licht auf LED1, fließt Strom hindurch und T1 sowie T2 werden leitend. LED2 beginnt zu leuchten.
Abb. 3.54: Schaltung 54 – Lichtempfindlicher Schalter mit Solarzelle Abb. 3.55: Schaltung 55 – Lichtempfindlicher Schalter mit Fototransistor Schaltung 54: Bei Dunkelheit liefert die Solarzelle keinen Strom, T1 und T2 sind gesperrt. LED1 bleibt dunkel. Wenn es hell ist, verwandelt die Solarzelle Licht in Strom, dieser versetzt T1 und T2 in den leitenden Zustand. LED1 leuchtet. Schaltung 55: Das Funktionsprinzip wird auf Seite 265 beschrieben.
Abb. 3.56: Schaltung 56 – Audiobegrenzer Abb. 3.
Abb. 3.58: Schaltung 58 – DC-DC-Wandler 9 V auf 18 V mit Drehspulmessgerät Abb. 3.59: Schaltung 59 – DC-DC-Wandler 9 V auf 35 V mit LED Schaltung 58 bis 62: T1 und T2 sind so geschaltet, dass sie als Impulsgenerator arbeiten. Regelmäßg wird also L1 über T2 mit der Batterie verbunden und wieder davon getrennt. Dabei wird L1 jedesmal magnetisch aufgeladen. Der induzierte Spannungspuls wird über D1 auf den Elekrolytkondensator C2 geleitet. Dieser lädt sich also immer weiter auf.
Abb. 3.60: Schaltung 60 – DC-DC-Wandler 9 V auf 35 V mit Drehspulmessgerät Abb. 3.
Abb. 3.62: Schaltung 62 – DC-DC-Wandler 9 V auf 75 V Abb. 3.63: Schaltung 63 – Stabilisator für 1,0 V Schaltung 63 bis 65: Sinkt die Ausgangsspannung, erhält T2 weniger Steuerspannung, er leitet weniger. Damit steigt der Steuerstrom von T1 und damit der von T3. Der höhere Strom durch T3 erhöht die Ausgansspannung wieder so weit, dass der alte Wert wieder hergestellt wird.
Abb. 3.64: Schaltung 64 – Stabilisator für 1,9 V Abb. 3.
Abb. 3.66: Schaltung 66 – Schmitt-Trigger mit 4 V Hysterese Abb. 3.67: Schaltung 67 – Schmitt-Trigger mit 2 V Hysterese Schaltung 66 und 67: Die unterschiedlichen Werte von R2 und R4 führen jeweils zu unterschiedlich hohen Spannungsabfällen über R3 in den Zuständen Ein bzw. Aus. Die Differenz dieser beiden Spannungsabfälle entspricht der Hysterese des Schmitt-Triggers.
Abb. 3.68: Schaltung 68 – LED-Blinker 1 Hz Abb. 3.69: Schaltung 69 – LED-Blinker 3 Hz Schaltung 68 und 69: Über R1 wird der Ausgang auf die Basis von T1 rückgekoppelt. R2 und C2 sorgen für eine zeiliche Verzögerung. Leitet T2, sorgt die Rückkopplung dafür, dass auch T1 durchschaltet. Damit beginnt T2 zu sperren. Das wiederum sperrt auch T1. Als Folge davon beginnt T2 wieder zu leiten, das Spiel beginnt von vorne.
Abb. 3.70: Schaltung 70 – RIAA-Entzerrer Abb. 3.
Abb. 3.72: Schaltung 72 – RC-Tiefpass 1,5 kHz Abb. 3.73: Schaltung 73 – RC-Tiefpass 3 kHz Abb. 3.74: Schaltung 74 – LC-Tiefpass 3,4 kHz Abb. 3.75: Schaltung 75 – RC-Hochpass 160 Hz Abb. 3.76: Schaltung 76 – RC-Hochpass 1,6 kHz Abb. 3.
Schaltung 72 bis 77: Der Wechselstromwiderstand eines Kondensators verhält sich umgekehrt proportional zur Frequenz. Steigt die Frequenz, fällt der Wechselstromwiderstand. Mit unterschiedlichen Kapazitätswerten können deshalb unterschiedliche Grenzfrequenzen von Tiefpass-/Hochpassschaltungen erzielt werden. Abb. 3.78: Schaltung 78 – Quiztimer 3 Sekunden Abb. 3.79: Schaltung 79 – Quiztimer 8 Sekunden Schaltung 78 bis 80: Mit dem Taster S1 wird der Elektrolytkondensator C1/C2 voll aufgeladen.
Abb. 3.80: Schaltung 80 – Quiztimer 30 Sekunden Abb. 3.
Abb. 3.82: Schaltung 82 – Praktisches Diodenprüfgerät mit Drehspulinstrument Abb. 3.83: Schaltung 83 – Elektrolytkondensator lässt Gleichstrom passieren Abb. 3.
Abb. 3.85: Schaltung 85 – Nebelhorn Abb. 3.
Abb. 3.87: Schaltung 87 – Metronom mit diskretem Unijunction-Transistor Schaltung 86: Das Funktionsprinzip wird auf Seite 248 beschrieben. Schaltung 87: Erreicht die Spannung am Emitter von T2 das Zündniveau, schaltet der Unijunction-Transistor schlagartig durch. C2 wird augenblicklich entladen und T2 sperrt sofort. Über R4 wird C2 langsam wieder aufgeladen, das Spiel kann von Neuem beginnen. Abb. 3.88: Schaltung 88 – Konstantstromquelle mit FET-Transistor Abb. 3.
Abb. 3.90: Schaltung 90 – Konstantstromquelle mit Bipolar-Transistor Abb. 3.92: Schaltung 92 – LED-Feuerwerk Abb. 3.
Abb. 3.93: Schaltung 93 – Schneller LED-Blitz Schaltung 92: Das Funktionsprinzip wird auf Seite 248 beschrieben. Schaltung 93 und 94: Die zeitverzögerte Rückkopplung vom Ausgang (Kollektor von T2) zum Eingang (Basis von T1) mit dem Elektrolytkondensator C2 sorgt dafür, dass in regelmäßigen Abständen T2 kurzzeitig durchgeschaltet wird. Abb. 3.
Abb. 3.95: Schaltung 95 – Nebelhorn Schaltung 95: Das Funktionsprinzip wird auf Seite 248 beschrieben. Abb. 3.
Abb. 3.97: Schaltung 97 – Ein Zeiger zappelt im Walzertakt Schaltung 96 und 97: Das Funktionsprinzip wird auf Seite 248 beschrieben. Abb. 3.98: Schaltung 98 – Konstantstromquelle für LEDs Abb. 3.
Abb. 3.100: Schaltung 100 – Elektronischer Pegelsteller Schaltung 98 und 99: Die flache Ausgangskennlinie der Emitter-Grundschaltung sorgt dafür, dass der Diodenstrom nicht davon abhängt, um welche LED es sich handelt. Schaltung 100: Das Funktionsprinzip wird auf Seite 259 beschrieben. Abb. 3.101: Schaltung 101 – Ladeschaltung für AA-Akkus Abb. 3.
Abb. 3.103: Schaltung 103 – Entladeschaltung für AA-Akkus Abb. 3.
Abb. 3.105: Schaltung 105 – Jaulboje Schaltung 105 und 106: Der Kondensator C1 sorgt für eine zeitverzögerte Rückkopplung vom Ausgang (Emitter von T1) zum Eingang (Basis von T2). So schalten sich periodisch die beiden Transistoren gegenseitig ein und aus. Gestartet wird der Vorgang mit S1. Abb. 3.
Abb. 3.107: Schaltung 107 – Konstantstromquelle 1,2 mA Abb. 3.108: Schaltung 108 – Konstantstromquelle 2 mA Schaltung 107 bis 109: Die flache Ausgangskennlinie der Emitter-Grundschaltung sorgt dafür, dass der Strom durch R3 (bzw. R4 oder R5) nicht vom Wert dieses Widerstandes abhängt (innerhalb gewisser Grenzen). Abb. 3.
Abb. 3.110: Schaltung 110 – Hawaiigitarre Schaltung 110: Der Kondensator C1 stellt eine zeitverzögerte Rückkopplung vom Ausgang der Schaltung (Kollektor von T2) zum Eingang (Basis von T1) dar. Das Ausmaß der Zeitverzögerung bestimmt die Tonhöhe und wird mit R1 festgelegt. Durch die Rückkopplung werden periodisch die beiden Transistoren ein- und ausgeschaltet. Abb. 3.
Abb. 3.112: Schaltung 112 – Glasbruchmelder Abb. 3.
Abb. 3.114: Schaltung 114 – Eisenlose Gegentakt-Endstufe für Piezohörer Abb. 3.115: Schaltung 115 – Flackerlicht Schaltung 114: In einem Gegentakt-Verstärker teilen sich die beiden Endstufen-Transistoren die Arbeit. T2 übernimmt jeweils alle Halbwellen mit der höheren Spannung, T3 die Halbwellen mit der niedrigeren Spannung. Im Ruhezustand fließt durch T2 und T3 nur ein sehr geringer Strom.
Abb. 3.116: Schaltung 116 – Ein-Schalter mit Sensor Abb. 3.117: Schaltung 117 – Aus-Schalter mit Sensor Schaltung 116 und 117: Ein FET-Transistor (in der Schaltung T1) hat einen sehr hohen Eingangswiderstand. Deshalb reicht schon die geringe Leitfähigkeit der menschlichen Haut, um den Transistor durchzuschalten, wenn die Sensorflächen mit dem Finger berührt werden.
Abb. 3.118: Schaltung 118 – HF-Spürnase mit LED-Anzeige Abb. 3.
Abb. 3.120: Schaltung 120 – Elektronischer Pegelsteller Abb. 3.121: Schaltung 121 – Sensor-Kippschalter mit LED Schaltung 120: Der FET-Transistor T1 fungiert als veränderlicher Widerstand und bildet mit R2 einen Spannungsteiler. Das Teilverhältnis und damit der Dämpfungsgrad kann mit der Steuerspannung eingestellt werden. Schaltung 121 und 122: Eine Betätigung von Tab ein steuert T2 und T3 durch. LED1 leuchtet. Über R3 fließt ein Haltestrom zur Basis von T2.
Abb. 3.122: Schaltung 122 – Sensor-Kippschalter mit Drehspulinstrument Abb. 3.123: Schaltung 123 – Spannungsverdoppler mit Drehspulinstrument Schaltung 123 und 124: Jede Halbwelle lädt vorzeichenrichtig je C1 bzw. C2 auf. Beim nächsten Ladevorgang wird C2 die Spannung von C1 plus der gleichgerichteten Halbwelle zugeführt. Er lädt sich also bis zur doppelten (oder entsprechend vierfachen) Spannung auf.
Abb. 3.124: Schaltung 124 – Spannungsvervierfacher mit Drehspulinstrument Abb. 3.125: Schaltung 125 – Solarladegerät für einen AA-Akku Abb. 3.
Abb. 3.127: Schaltung 127 – Elektronische Trommel Abb. 3.
Abb. 3.129: Schaltung 129 – Einschaltverzögerung 2 Sekunden Schaltung 128 bis 131: Der Elektrolytkondensator C1 wird über R1 aufgeladen. Je nach eingesetzten Werten dauert dieser Vorgang unterschiedlich lang. Erst wenn die Schwellenspannung von T1 plus T2 überschritten wird, schalten die Transistoren durch und LED1 leuchtet. Abb. 3.
Abb. 3.131: Schaltung 131 – Einschaltverzögerung 15 Sekunden Abb. 3.
Abb. 3.133: Schaltung 133 – NOR-Gatter mit LED Schaltung 133 und 134: Der Ausgang wird durchgeschaltet, sowohl wenn T1 oder T2 als auch wenn beide Transistoren duchschalten. Das typische Verhalten eines NOR-Gatters. Abb. 3.
Abb. 3.135: Schaltung 135 – NAND-Gatter mit LED Schaltung 135 und 136: Der Ausgang wird nur dann durchgeschaltet, wenn sowohl Eingang 1 als auch Eingang 2 auf high geschaltet sind. In allen anderen Fällen ist der Ausgang nicht durchgeschaltet. Das Typische Verhalten eines NAND-Gatters. Abb. 3.
Abb. 3.137: Schaltung 137 – Eingangsstufe Mischpult Abb. 3.
Abb. 3.139: Schaltung 139 – Elektrometer mit LED Schaltung 139 und 140: Zwei Transistoren in Darlington-Schaltung bieten einen sehr hohen Eingangswiderstand. So entsteht auch bei einem sehr kleinen Eingangsstrom ein hoher Spannungsabfall. Damit schalten die Transistoren durch und LED1 leuchtet. Abb. 3.
Abb. 3.141: Schaltung 141 – Einfaches AM-Radio Abb. 3.
Abb. 3.143: Schaltung 143 – Wasserstandsmelder mit Drehspulinstrument Schaltung 142 und 143: Das Funktionsprinzip wird auf Seite 301 beschrieben. Abb. 3.
Abb. 3.145: Schaltung 145 – Einfacher Signalverfolger mit Piezohörer Abb. 3.
Abb. 3.147: Schaltung 147 – Einfacher Signalinjektor Abb. 3.148: Schaltung 148 – Einfacher RS-232C-Monitor Abb. 3.
Abb. 3.150: Schaltung 150 – Einfacher Tongenerator 1 kHz Abb. 3.151: Schaltung 151 – Einfacher Tongenerator 100 Hz Schaltung 150 bis 152: Eine RC-Phasenschieberkette (C1 bis C3, R4 und R5) bildet eine zeitverzögerte Rückkopplung vom Kollektor zur Basis. So werden ungedämpfte Sinusschwingungen erzeugt.
Abb. 3.152: Schaltung 152 – Einfacher Tongenerator 10 kHz Abb. 3.
Abb. 3.154: Schaltung 154 – NF-Phasenschieber 10° Abb. 3.
Abb. 3.156: Schaltung 156 – NF-Phasenschieber 180° Schaltung 154 bis 156: Der Elektrolytkondensator C2 bildet mit R5 einen Phasenschieber. Das phasenverschobene Signal kommt darüber vom Ausgang (Kollektor von T1) zum Eingang (Emitter von T1). Dort findet eine Mischung mit dem ursprünglichen Signal statt, der typische Phaser-Sound entsteht. Abb. 3.
Abb. 3.158: Schaltung 158 – Nadelimpulsgenerator 60 Hz Abb. 3.
Abb. 3.160: Schaltung 160 – Nadelimpulsgenerator 500 Hz Abb. 3.161: Schaltung 161 – Nadelimpulsgenerator 2 kHz Schaltung 157 bis 163: T1 und T2 bilden einen empfindlichen Kippverstärker. Eine Rückkopplung wird mit C1 (C2) herbeigeführt. Die Zeitverzögerung wird von der Kombination R1/C1 (C2) bestimmt. So werden periodisch schnelle Kippvorgänge angestoßen.
Abb. 3.162: Schaltung 162 – Nadelimpulsgenerator 4 kHz Abb. 3.
Abb. 3.164: Schaltung 164 – Jimi-Hendrix-Sound-Generator Abb. 3.
Abb. 3.166: Schaltung 166 – FET-Lügendetektor mit LED-Anzeige Abb. 3.
Abb. 3.168: Schaltung 168 – Lügendetektor mit LED-Anzeige Abb. 3.169: Schaltung 169 – Lügendetektor mit Drehspulinstrument Schaltung 166 bis 169: Mittels FET-Eingangsstufe oder mit einem Transistorverstärker in Darlington-Schaltung wird ein Gleichspannungsverstärker mit sehr hohem Eingangswiderstand realisiert. In Stresssituationen wird die Hautoberfläche feucht, diese deutliche Widerstandsänderung registriert die Schaltung problemlos.
Abb. 3.170: Schaltung 170 – Impedanzwandler für Magnetantenne Abb. 3.
Abb. 3.172: Schaltung 172 – Einfacher HF-Generator ohne Induktivität Abb. 3.
Abb. 3.174: Schaltung 174 – Stabilisator für 1,4 V Abb. 3.175: Schaltung 175 – Stabilisator für 2 V Schaltung 173: Das Funktionsprinzip wird auf Seite 259 beschrieben. Abb. 3.176: Schaltung 176 – Stabilisator für 3,6 V Abb. 3.
Abb. 3.178: Schaltung 178 – Stabilisator für 5,2 V Schaltung 174 bis 178: Ein stabiler Spannungsteiler (R1, R2, R3) erzeugt eine stabile Basisvorspannung für den Transistor T1. So fließt ein konstanter Strom durch den Lastwiderstand am Emitter. Schwankungen der Batteriespannung werden teilweise ausgeglichen. Abb. 3.
Abb. 3.180: Schaltung 180 – HF-Generator 420 kHz Abb. 3.
Abb. 3.182: Schaltung 182 – Einfacher Batteriemonitor 8,2 V Schaltung 181 und 182: Die Widerstände R3 und R4 (R5) bilden einen stabilen Spannungsteiler. Die herabgesetzte Batteriespannung wird der Basis von T2 zugeführt. Solange die Schwellenspannung wird der Basis von T2 zugeführt. Solange die Schwellenspannung überschritten wird (Batteriespannung ausreichend hoch), schaltet T2 durch, T1 wird gesperrt, LED1 bleibt dunkel. Sobald die Schwellenspannung unterschritten wird, öffnet T2 und T1 wird leitend.
Abb. 3.184: Schaltung 184 – Anzeige des Spitzenpegels mit LED Abb. 3.
Abb. 3.186: Schaltung 186 – Akustischer Durchgangsprüfer Abb. 3.187: Schaltung 187 – Aktiver TTL-CMOS-Tastkopf mit LED-Anzeige Schaltung 186: Das Funktionsprinzip wird auf Seite 248 beschrieben.
Abb. 3.188: Schaltung 188 – Aktiver TTL-CMOS-Tastkopf mit Drehspulinstrument Abb. 3.
Abb. 3.190: Schaltung 190 – Einfacher aktiver Tastkopf mit Drehspulinstrument Abb. 3.
Abb. 3.192: Schaltung 192 – Aktiver Tastkopf mit Drehspulinstrument Abb. 3.193: Schaltung 193 – Einfacher IR-Sender Abb. 3.
Abb. 3.195: Schaltung 195 – Konstantspannungsquelle Abb. 3.
Abb. 3.197: Schaltung 197 – Klasse-A-Verstärker mit Piezohörer Abb. 3.198: Schaltung 198 – Infrarotsender Abb. 3.
Abb. 3.200: Schaltung 200 – Eisenlose Gegentakt-Endstufe für Piezohörer Abb. 3.201: Schaltung 201 – Ausschaltverzögerung 1 Sekunde Schaltung 200: Das Funktionsprinzip wird auf Seite 290 beschrieben. Schaltung 201 bis 203: Das Funktionsprinzip wird auf Seite 252 beschrieben.
Abb. 3.202: Schaltung 202 – Ausschaltverzögerung 3 Sekunden Abb. 3.
Abb. 3.204: Schaltung 204 – Eindringliche Sirene mit Piezohörer Abb. 3.
Abb. 3.206: Schaltung 206 – Diskreter Operationsverstärker mit Piezohörer Abb. 3.207: Schaltung 207 – NOR-Gatter mit LED Schaltung 207: Das Funktionsprinzip wird auf Seite 298 beschrieben.
Abb. 3.208: Schaltung 208 – NAND-Gatter mit LED Abb. 3.209: Schaltung 209 – Aktive Zener-Diode 4 V Schaltung 208: Das Funktionsprinzip wird auf Seite 299 beschrieben. Schaltung 209 bis 211: An der Basis von T2 wird die Höhe der Zenerspannung überwacht. Sinkt sie ab, wird der Strom durch T1 reduziert. Damit sinkt der Spannunsabfall über R2, die Zenerspannung steigt wieder auf ihren ursprünglichen Wert. Bei steigender Zenerspannung findet der umgekehrte Prozess statt.
Abb. 3.210: Schaltung 210 – Aktive Zener-Diode 5,2 V Abb. 3.
Abb. 3.212: Schaltung 212 – Einfacher Detektorempfänger Abb. 3.214: Schaltung 214 – Detektorempfänger mit Verstärker Abb. 3.215: Schaltung 215 – Kondensatortester mit LED-Anzeige Abb. 3.
Abb. 3.216: Schaltung 216 – Kondensatortester mit Drehspulinstrument Abb. 3.
Abb. 3.218: Schaltung 218 – Wasserstoff umweltfreundlich erzeugen Impressum © 2016 Franzis Verlag GmbH, 85540 Haar bei München www.elo-web.de Autor: Dr. Richard Zierl ISBN 978-3-645-10113-4 Produziert im Auftrag der Firma Conrad Electronic SE, Klaus-Conrad-Str. 1, 92240 Hirschau Alle Rechte vorbehalten, auch die der fotomechanischen Wiedergabe und der Speicherung in elektronischen Medien.
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