Vorwort. Wir wünschen viel Freude und eine frohe Weihnachtszeit!

Transkript

1

2 1 Vorwort Inzwischen ist es fast schon eine Tradition: In der Adventszeit vertreibt man sich die Zeit mit kleinen Elektronikexperimenten. Der Conrad-Adventskalender bringt die erforderlichen Bauteile und Schaltungsvorschläge. Jeden Tag öffnen Sie ein Türchen und finden dahinter ein Bauteil für ein neues Experiment. Der letzte Versuch am 24. Dezember eignet sich auch diesmal wieder als Schmuck für den Weihnachtsbaum: eine Schaltung zum Anschauen. Die Türchen des Kalenders lassen sich am leichtesten öffnen, wenn man sie nach innen eindrückt und dann nach außen aufklappt. Das eigentliche Bauteil befindet sich jeweils hinter einer umweltfreundlichen Abdeckung aus dünnem Karton, damit es zuverlässig an seinem Platz bleibt. Die Abdeckung lässt sich herausnehmen, nachdem man sie nach innen eingedrückt hat. Jeden Tag ein neues Experiment das bedeutet zugleich, dass Sie sich so ganz nebenbei in das Thema Elektronik einarbeiten. Der Schwerpunkt dieses Advents ist der Timerbaustein NE555. Verwendet wird der zweifache Timer NE556. Damit ergeben sich genügend Gelegenheiten, dieses vielseitige IC in unterschiedlichen Einsatzbereichen kennenzulernen. Auch wenn der Spaß im Vordergrund steht, werden Sie ganz nebenbei eine Menge lernen. Am Ende können Sie eigene Schaltungsvarianten entwerfen und erfolgreich aufbauen. Wir wünschen viel Freude und eine frohe Weihnachtszeit!

3 2 Alle Versuche im Überblick 1. Tag: Minilautsprecher Tag: Labor-Steckboard Tag: Widerstand Tag: Grüne Leuchtdiode Tag: Elektronischer Umschalter Tag: Zufallsschalter Tag: LED-Blinker Tag: Tongenerator und LED-Dimmer Tag: Zwei Töne Tag: Wechselblinker Tag: Lange Schaltzeiten Tag: Zeitschalter Tag: Doppelblinker Tag: Dritte LED Tag: Viererblinker Tag: Summer und Blinker Tag: Unterbrochene Töne Tag: Zweitongenerator Tag: Trällern Tag: Sirene Tag: Näherungssensor Tag: Erschütterungssensor Tag: Lichtgesteuerter Schalter Tag: Effektlicht

4 3 1. Tag: Minilautsprecher Damit Sie gleich am ersten Tag mit einem Versuch beginnen können, enthält das erste Fach zwei Bauteile. Öffnen Sie das erste Türchen und nehmen Sie den Batterieclip sowie den piezokeramischen Schallwandler mit zwei angelöteten Drähten heraus. Eine 9-V-Blockbatterie sollten Sie zusätzlich bereithalten. Sie muss nicht mehr ganz neu sein. Eine schon gebrauchte Batterie reicht meist nicht nur völlig aus, sondern hat für die ersten Experimente sogar einen Vorteil: Bei einem versehentlichen Kurzschluss kann sie keinen Schaden mehr anrichten. Eine frische 9-V-Alkalibatterie oder ein 9-V-Akku liefert dagegen genügend Strom, um bei einem Fehler empfindliche Bauteile zu zerstören. 1. Tag Der Piezo-Schallwandler dient als einfacher Lautsprecher oder Schwingungssensor. Der piezoelektrische Effekt führt zu einer Verformung, wenn eine Spannung angelegt wird, und erzeugt umgekehrt eine Spannung, wenn der Kristall verformt wird. Die ersten Versuche erzeugen Knackgeräusche mit einfachsten Mitteln. Der Piezo-Schallwandler allein gibt noch kein sehr lautes Geräusch ab. Man kann aber ein Stück Karton oder Papier als Membran verwenden oder das Plättchen auf eine Tischfläche drücken. Damit wird das Knacken lauter. Verbinden Sie die Batterie kurz mit dem Piezo-Schallwandler. Es knackt, aber nur einmal. Beim nächsten Anschließen ändert sich die Spannung nicht mehr. Der Wandler bleibt aufgeladen und hält seine Spannung von etwa 9 V. Drehen Sie dagegen die Batterie jeweils um, knackt es etwas lauter. Die Spannung ändert sich zwischen +9 V und 9 V, also um insgesamt 18 V. Sie können den Wandler auch entladen, indem Sie beide Drahtenden berühren. Danach ist wieder das Knacken zu hören, wenn Sie die Batterie anschließen. Es geht auch ganz ohne die Batterie: Der Schallwandler ist diesmal seine eigene Spannungsquelle. Bei jeder Temperaturänderung verformt sich der Kristall ein wenig und lädt sich mit einer elektrischen Spannung auf. Berühren Sie also das Trägerblech mit dem Finger, um den Kristall zu erwärmen. Verbinden Sie dann die beiden Drähte. Sie hören ein Knacken. Die plötzliche Änderung der Spannung bewirkt eine Verformung und erzeugt damit Schall. Nach dem Abkühlen des Wandlers können Sie es erneut knacken lassen. 2. Tag: Labor-Steckboard Hinter dem zweiten Türchen finden Sie eine Steckplatine und den passenden Schaltdraht. Alle folgenden Versuche werden auf der Experimentierplatine aufgebaut. Das Steckfeld mit insgesamt 270 Kontakten im 2,54-mm-Raster sorgt für eine sichere Verbindung der Bauteile. 2. Tag Das Steckfeld hat im mittleren Bereich 230 Kontakte, die jeweils durch vertikale Streifen mit 5 Kontakten leitend verbunden sind. Zusätzlich gibt es am Rand 40 Kontakte für die Stromversorgung, die aus zwei horizontalen Kontaktfederstreifen mit 20 Kontakten bestehen. Das Steckfeld verfügt damit über zwei unabhängige Versorgungsschienen. Das Einsetzen von Bauteilen benötigt relativ viel Kraft. Die Anschlussdrähte knicken daher leicht um. Wichtig ist, dass die Drähte exakt von oben eingeführt werden. Dabei hilft eine Pinzette oder eine kleine Zange. Ein Draht wird möglichst kurz über dem Steckbrett gefasst und senkrecht nach unten gedrückt. So lassen sich auch empfindliche Anschlussdrähte wie die verzinnten Enden des Batterieclips und des Piezo-Schallwandlers einsetzen, ohne dass man sie umknickt. Schneiden Sie mit einer Zange oder zur Not mit einer Schere jeweils passende Stücke ab. Entfernen Sie an den Enden die Isolierung auf einer Länge von etwa 5 mm. Zum Abisolieren der Drahtenden hat es sich als praktisch erwiesen, die Isolierung mit einem scharfen Messer rundherum einzuschneiden. Achtung: Dabei sollte der Draht selbst nicht angeritzt werden, weil er sonst an dieser Stelle leicht bricht. Der folgende Tipp erleichtert die Arbeit mit dem Steckboard: Schneiden Sie die Drähte am Ende schräg an, damit sie eine scharfe Spitze erhalten, die leichter in den Kontakt gesteckt werden kann. Dies ist auch für die Leuchtdioden, Widerstände und Kondensatoren sinnvoll und verhindert, dass die Anschlussdrähte beim Einstecken leicht umknicken. Bauen Sie die Schaltung vom 1. Dezember noch einmal in veränderter Form auf dem Steckboard auf. Bilden Sie aus blanken Drahtstücken einen einfachen Umschalter. Wenn Sie einmal den oberen und dann den unteren Kontakt schließen, hören Sie jeweils ein leises Knacken. Ein zusätzlicher kurzer Draht wird als Zugentlastung eingebaut, um die weichen Anschlussdrähte zu schonen. Der Batterieclip sollte immer verbunden bleiben, damit die Anschlüsse nicht übermäßig abnutzen. Zum Ausschalten trennen Sie die Batterie vom Clip.

5 4 3. Tag: Widerstand 3. Tag Hinter Türchen Nr. 3 finden Sie einen Widerstand mit 1 kω (1 Kiloohm, Farbkennzeichnung: Braun, Schwarz, Rot). Alle Widerstände im Kalender sind Kohleschichtwiderstände mit Toleranzen von ±5 %. Die Widerstandsschicht ist auf einem Keramikstab aufgebracht und mit einer Schutzschicht überzogen. Die Beschriftung erfolgt in Form von Farbringen. Neben dem Widerstandswert ist mit dem vierten Ring (Gold) auch die Genauigkeitsklasse (5 %) angegeben. Setzen Sie den Widerstand parallel zum Schallwandler ein. Bauen Sie außerdem einen einfachen Schalter aus zwei Drähten. Mit jeder Berührung der Drahtenden hört man nun ein Knacken. Immer wenn der Schalter geöffnet wird, entlädt sich der Kristall des Piezo-Schallwandlers über den Widerstand. Das geschieht relativ schnell. Deshalb hören Sie auch beim Öffnen des Schalters ein etwas leiseres Geräusch. 4. Tag: Grüne Leuchtdiode 4. Tag Hinter dem vierten Türchen kommt eine grüne Leuchtdiode (LED) zum Vorschein. Beim Anschluss der LED muss grundsätzlich die Polung beachtet werden. Der Minusanschluss heißt Kathode (K) und liegt am kürzeren Anschlussdraht. Außerdem gibt es an der Kathodenseite eine kleine Abflachung des LED-Gehäuses. Der Plusanschluss ist die Anode (A). Im Inneren der LED erkennt man einen kelchartigen Halter für den LED-Kristall, der bei den meisten LEDs an der Kathode liegt. Der Anodenanschluss ist mit einem extrem dünnen Drähtchen mit einem Kontakt auf der Oberseite des Kristalls verbunden. Achtung: LEDs dürfen niemals direkt mit einer Batterie verbunden werden. Es ist immer ein Vorwiderstand nötig. Bauen Sie eine LED-Leuchte mit Vorwiderstand und Schalter. Sobald Sie den Schalter schließen, leuchtet die LED hell auf. An der LED liegt in Durchlassrichtung eine konstante und weitgehend vom Strom unabhängige Spannung von etwa 2 V. In der Reihenschaltung teilt sich die Batteriespannung auf die Verbraucher auf. Am Widerstand von 1 kω liegen deshalb noch 7 V. Daraus kann der Strom von 7 ma berechnet werden. Der maximal erlaubte Strom für die LED ist 20 ma. Es gibt also noch genügend Reserven und damit ein langes Leben für die LED.

6 5 5. Tag: Elektronischer Umschalter Ein IC ist eine integrierte Schaltung mit vielen Bauteilen, meist Transistoren und Widerständen. Öffnen Sie das fünfte Türchen und nehmen Sie das wichtigste Bauteil dieses Elektronikkalenders heraus. Das 14-polige IC mit dem Aufdruck NE556 enthält zwei vollständige Präzisionstimer (äquivalent zum NE555), mit denen man die unterschiedlichsten Aufgaben lösen kann. Für beide Schaltungen gemeinsam gibt es die Anschlüsse GND und Vcc für die Betriebsspannung. Auf der Rückseite des Kalenders finden Sie Infokarten zur Innenbeschaltung und zur Anschlussbelegung des IC. 5. Tag Schließen Sie am Ausgang (Out) des unteren Timers die grüne LED mit ihrem Vorwiderstand an. Zusätzlich sollen die beiden Eingänge Thr (Threshold, Schaltschwelle) und Tri (Trigger, Auslöser) mit Anschlussdrähten versehen werden. Die grüne LED kann nun entweder an- oder ausgeschaltet sein. Durch Berühren der Anschlussdrähte können Sie den Zustand umschalten. Das gelingt, weil Ihr Körper gewisse Störspannungen aus der Umgebung auffängt. Wenn die Spannung am Threshold-Eingang 2/3 der Betriebsspannung überschreitet, schaltet der IC die LED ein. Wenn umgekehrt die Spannung am Trigger-Eingang kleiner als 1/3 der Betriebsspannung wird, wird der Ausgang eingeschaltet. Durch Antippen des Tri-Pins kann die LED also eingeschaltet werden, während ein Antippen des Thr-Pins sie ausschaltet. Falls der Versuch nicht auf Anhieb gelingt, bewegen Sie sich etwas hin und her, um sich geringfügig elektrisch aufzuladen. 6. Tag: Zufallsschalter Hinter dem sechsten Türchen kommt ein weiterer Widerstand zum Vorschein. Es handelt sich um einen besonders hochohmigen Widerstand mit 2,2 MΩ. Die Farbringe sind Rot, Rot, Grün. Über diesen Widerstand werden nun beide Eingänge gleichzeitig angeschlossen. Wenn Sie den offenen Anschluss des Widerstands berühren, legen Sie im Normalfall eine Wechselspannung mit der Frequenz 50 Hz an die Eingänge. Das Signal stammt von den elektrischen Wechselfeldern der umliegenden Netzleitungen. Die LED schaltet sich daher mit der Frequenz 50 Hz ein und aus. Das Auge kann den schnellen Wechseln nicht folgen. Deshalb scheint die LED halb hell zu leuchten. Lässt man den Anschluss aber los, bleibt der zuletzt eingenommene Zustand erhalten. Da man aber den genauen Zeitpunkt nicht steuern kann, ist die LED dann zufällig an oder aus. Führen Sie den Versuch häufig durch und notieren Sie die Ergebnisse. Theoretisch sollten die Häufigkeiten für beide Zustände gleich verteilt sein. 6. Tag

7 6 7. Tag: LED-Blinker 7. Tag Hinter dem siebten Türchen finden Sie einen keramischen Kondensator mit 100 nf (100 Nanofarad, Aufdruck 104 ). Zusammen mit den schon vorhandenen Bauteilen kann nun ein elektronischer LED-Blinker aufgebaut werden. Wieder sind die beiden Eingänge Thr und Tri verbunden. Sie reagieren aber diesmal auf die Spannung, die am Kondensator anliegt. Zusätzlich gibt es eine Rückkopplung vom Ausgang auf den Eingang. Der Widerstand von 2,2 MΩ lädt und entlädt den Kondensator periodisch im Takt des Blinkens. Bei einer Betriebsspannung von 9 V gilt: Immer wenn die Kondensatorspannung 6 V überschreitet, schaltet der Timer seinen Ausgang aus. Dann entlädt sich der Kondensator über den Widerstand. Sobald 3 V unterschritten werden, schaltet der Ausgang wieder in den An-Zustand. Damit beginnt ein neuer Blinkzyklus. Zusätzlich ist in dieser Schaltung auch der Piezo-Schallwandler mit angeschlossen. Deshalb hört man bei jedem Umschalten des Ausgangs ein leises Knacken. Wenn Sie die Scheibe auf einer Membran befestigen, steigt die Lautstärke. 8. Tag: Tongenerator und LED-Dimmer 8. Tag Einen weiteren Widerstand mit 1 kω (Braun, Schwarz, Rot) finden Sie hinter Türchen Nr. 8. Dieser Widerstand wird als Ladewiderstand des Timers eingesetzt. Das Umschalten des Ausgangs erfolgt nun sehr viel schneller. Statt einzelner Knackgeräusche hören Sie einen hohen Ton aus dem Schallwandler. Die LED erscheint halbhell gedimmt. Die Ausgangsfrequenz hängt vom Ladewiderstand und von der Kapazität des Kondensators ab. Berühren Sie den Kondensator mit dem Finger, um ihn geringfügig zu erwärmen. Dabei wird die Kapazität etwas kleiner und die Tonhöhe steigt. Der Tongenerator wird damit zugleich zu einem einfachen Temperatursensor.

8 7 9. Tag: Zwei Töne Einen weiteren Widerstand mit 1 kω (Braun, Schwarz, Rot) finden Sie hinter dem 9. Türchen. Er wird in dieser Schaltung über einen Schalter an den Eingang Ctr (Control Voltage, Steuerspannung) gelegt. Damit ändern sich die Schaltschwellen. Die Umschaltung erfolgt nun bei kleineren Spannungen am Ladekondensator. Ein Druck auf den Schalter erhöht die Tonhöhe und verändert zugleich die LED-Helligkeit, weil das Verhältnis der An-Zeit zur Aus-Zeit verändert wird. Bei diesem Versuch wird die Änderung mit jeder Schalterbetätigung wirksam. In späteren Versuchen wird dieser Effekt jedoch automatisch gesteuert. 9. Tag 10. Tag: Wechselblinker Öffnen Sie das 10. Fach und nehmen Sie eine weitere LED heraus. Diese ist rot und soll nun für einen Wechselblinker eingesetzt werden. Die rote LED wird an die positive Betriebsspannung angeschlossen und erhält einen eigenen Vorwiderstand. Immer wenn die grüne LED aus ist, ist die rote an und umgekehrt. 10. Tag

9 8 11. Tag: Lange Schaltzeiten 11. Tag Hinter dem 11. Türchen verbirgt sich ein weiterer Kondensator. Diesmal ist es ein Elektrolytkondensator (Elko) mit einer Kapazität von 10 µf (10 Mikrofarad). Die Kapazität ist also 100-mal größer als die des vorhandenen Scheibenkondensators mit 100 nf. Setzen Sie ihm in die Schaltung ein und beachten Sie dabei die Polung. Der Minuspol ist durch einen weißen Strich gekennzeichnet und hat den kürzeren Anschlussdraht. Die Funktion der Schaltung ist zwar die gleiche wie beim Wechselblinker vom vorigen Tag, aber diesmal ist das Blinken 100-mal langsamer. Ein Blinkzyklus dauert fast eine Minute. 12. Tag: Zeitschalter 12. Tag Einen weiteren Widerstand mit 2,2 MΩ (Rot, Rot, Grün) finden Sie im 12. Fach. Damit bauen Sie einen Zeitschalter. Die Zeitverzögerung wird durch einen sogenannten Monoflop erreicht. Diesmal kommt ein weiterer Ausgang des Timers zum Einsatz. Der Anschluss Dis (Discharge, Entladen) ist mit dem Ladekondensator verbunden. Der Ladewiderstand mit 2,2 MΩ liegt diesmal fest an Vcc. Im Ruhezustand ist der Kondensator über den Dis-Ausgang entladen und der Ausgang Out abgeschaltet, die rote LED leuchtet. Mit einer Betätigung des Schalters am Tri-Eingang wird Dis freigegeben und der Elko geladen. Out geht dann hoch, und die grüne LED leuchtet. Es dauert ca. 30 Sekunden, bis die Elko-Spannung die obere Schaltschwelle erreicht und den Ausgang umschaltet.

10 9 13. Tag: Doppelblinker Bisher wurde nur eine Hälfte des Timer-IC verwendet. Im Prinzip könnte jeder der bisherigen Versuche doppelt aufgebaut werden. Um einen zweiten Blinker aufzubauen, wird ein weiterer Kondensator mit 100 nf (Aufdruck 104 ) benötigt. Diesen finden Sie hinter dem 13. Türchen. 13. Tag Der zweite Blinker wird fast gleich aufgebaut wie der erste, mit dem kleinen Unterschied, dass die rote LED im Interesse einer übersichtlichen Verdrahtung gegen Vcc angeschlossen ist. Zwischen beiden Ausgängen liegt außerdem der Piezo-Schallwandler. Er macht jede Änderung an jedem der Ausgänge hörbar. Theoretisch müssten beide Blinker genau synchron arbeiten. Aber geringe Toleranzen in den Bauteilen führen dazu, dass die Schaltfrequenz beider Blinker sich etwas unterscheiden kann. Das führt zu interessanten Veränderungen im Blinkverhalten und im hörbaren Schaltrhythmus. Durch leichtes Erwärmen des Kondenstors mit einer Berührung des Fingers können Sie die Frequenz geringfügig erhöhen und damit erreichen, dass einer der Blinker den anderen überholt. 14. Tag: Dritte LED Eine weitere grüne LED finden Sie hinter dem 14. Türchen. Sie wird nun mit einem Vorwiderstand zwischen die beiden Ausgänge gelegt. Diese LED leuchtet nur in den Phasen, in denen die beiden anderen LEDs gerade aus sind. Je nach dem zeitlichen Versatz beider Blinker leuchtet die neue LED nur kurz. 14. Tag

11 Tag: Viererblinker 15. Tag Hinter dem 15. Türchen verbirgt sich eine weitere rote LED. Sie wird nun umgekehrt (antiparallel) an die grüne LED gelegt. Auch die rote LED leuchtet meist nur in kurzen Momenten, und zwar genau dann, wenn die beiden direkt angeschlossenen LEDs gleichzeitig leuchten. Das Blinkmuster ist für jemanden, der die Schaltung nicht selbst gebaut hat, nicht ganz leicht zu durchschauen. 16. Tag: Summer und Blinker 16. Tag Hinter Türchen Nr. 16 finden Sie einen Widerstand mit 10 kω (Braun, Schwarz, Orange). Damit lässt sich ein Tongenerator mittlerer Frequenz aufbauen. Auch hier können Sie wieder die Tonhöhe über die Temperatur des Scheibenkondensators beeinflussen. Gleichzeitig dient der untere Timer als Blinkschaltung. Beide Schaltungsteile arbeiten unabhängig voneinander und sind die Vorbereitung für weitere Versuche, in denen beide verbunden werden.

12 Tag: Unterbrochene Töne Ein weiterer Widerstand mit 10 kω (Braun, Schwarz, Orange) verbirgt sich hinter Türchen Nr. 17. Mit ihm wird nun eine Verbindung zwischen beiden Schaltungsteilen aufgebaut. Der Ausgang des Blinkers steuert den Res(Reset, Zurücksetzen)-Eingang des Tongenerators. Immer wenn Res nach unten gezogen wird, stoppt der Tongenerator. Damit steuert der Blinker eine unterbrochene Tonfolge. Sie hören: Tüt Tüt Tüt 17. Tag 18. Tag: Zweitongenerator Türchen Nr. 18 verbirgt einen weiteren Scheibenkondensator mit 100 nf (Aufdruck 104 ). Er wird verwendet, um den Blinker langsamer laufen zu lassen. Außerdem wird der Widerstand zwischen beiden Schaltungsteilen nun am Ctr-Eingang des Tongenerators angeschlossen. Wie schon in Versuch 9 zu sehen war, ändert sich damit die Tonhöhe. Hier wird deshalb laufend im Takt des Blinkers zwischen zwei Tönen umgeschaltet. Es hört sich ähnlich an wie eine deutsche Polizeisirene: Tatü tatü 18. Tag

13 Tag: Trällern 19. Tag Das Bauteil hinter Türchen Nr. 19 ist ein Transistor BC547. Ein Transistor dient zur Stromverstärkung. Beim Aufbau muss die Einbaurichtung genau beachtet werden, um ein Vertauschen der Anschlüsse zu vermeiden. Das Ziel dieses Versuchs ist eine kontinuierliche Frequenzänderung des Tons (Frequenzmodulation, FM). Die Steuerspannung wird deshalb vom Ladekondensator des Blinkers abgenommen. Der Transistor steuert den Ctr-Eingang des Tongenerators. Mit 10 µf und 10 kω läuft der Blinker sehr schnell. Die entsprechend schnelle Tonänderung hört man als Trällern. Solche FM-Geräusche wurden in frühen Computerspielen verwendet. 20. Tag: Sirene 20. Tag Ein weiterer Transistor BC547 kommt hinter Türchen Nr. 20 zum Vorschein. Damit lässt sich noch mehr Verstärkung erzielen. Deshalb kann nun der Ladewiderstand des Blinkers auf 2,2 MΩ vergrößert werden. Das Ergebnis ist ein sehr langsamer Blinker und eine sehr langsame Änderung der Tonhöhe. Die Frequenz variiert zwischen ca. 2 khz und 5 khz. Man kört also ein hohes Piepsen. Der Tongenerator ist diesmal unter Verwendung des Discharge-Pins aufgebaut. Der Piezo-Schallwandler ist Teil der Ladekapazität. Deshalb kann nicht nur die Lautstärke, sondern in geringem Maße auch die Tonhöhe beeinflusst werden, wenn man den Schallwandler berührt.

14 Tag: Näherungssensor Hinter Türchen Nr. 21 finden Sie einen weiteren Scheibenkondensator mit 100 nf. Die Schaltung dieses Tages kombiniert einen Monoflop (vgl. Versuch 12) mit einem Tongenerator (wie im letzten Versuch). Der Monoflop steuert den Reset-Eingang des Tongenerators. Damit wird der Ton für eine gewisse Zeit eingeschaltet. 21. Tag Die Schaltung reagiert auf die Bewegung einer Person in der Nähe. Der Monoflop wird durch einen Ladungsverstärker mit 2 Transistoren in Darlington-Schaltung ausgelöst. Am Eingang des Verstärkers ist ein ca. 20 cm langes Stück Draht angeschlossen. Wenn man sich dem Sensordraht nähert, werden das LED-Licht und ein Ton ausgelöst. Das funktioniert, weil sich ein Mensch beim Gehen auf einem isolierenden Boden elektrisch auflädt. Die Änderung des elektrischen Felds erzeugt ein kleines Steuersignal, das nach hoher Verstärkung den Monoflop triggert. Die Empfindlichkeit des Sensors hängt von der Länge des Sensordrahts und von der Beschaffenheit des Bodenbelags ab. 22. Tag: Erschütterungssensor Einen Widerstand mit 220 kω (Rot, Rot, Gelb) finden Sie hinter Türchen 22. Bauen Sie einen Erschütterungssensor, der auf Erdbeben oder andere Schwingungen des Untergrunds reagiert. Der Piezo-Wandler wird mit einem kleinen Gewicht belastet. Dieses übt eine Kraft auf die Membran aus, sodass eine Spannung erzeugt wird. Im Ruhezustand wird der Sensor über den 220-kΩ-Widerstand entladen. Bei einer Erschütterung wird jedoch ein Signal erzeugt, das nach Verstärkung durch den Transistor einen Monoflop triggert. Die grüne LED geht für einige Sekunden an. Gleichzeitig wird auch der obere Blinker gestartet. Er läuft etwas schneller. Deshalb werden bei jeder Erschütterung mehrere Lichtblitze an der roten LED erzeugt. Sie können die Monoflop-Zeit und damit die Anzahl der roten Lichtblitze mit der Anzahl der parallel geschalteten Ladekondensatoren von je 100 nf verändern. Nehmen Sie einen oder zwei der Kondensatoren aus der Schaltung, läuft der ganze Vorgang schneller ab. 22. Tag

15 Tag: Lichtgesteuerter Schalter 23. Tag In Fach 23 finden Sie einen weiteren Scheibenkondensator mit 100 nf (Aufdruck 104 ). Die Schaltung dieses Tages ähnelt dem Versuch 22. Allerdings wird der obere Teil des NE556 diesmal als Tongenerator eingesetzt. Der Trigger- Verstärker wird diesmal über eine LED angesteuert. Die LED am Eingang dient als Fotoelement. Sie erzeugt bei Beleuchtung einen sehr kleinen Strom. Dieser wird hoch verstärkt und triggert einen Monoflop. Die grüne LED geht für wenige Sekunden an. In der gleichen Zeit hören Sie auch einen Ton. Der Vorgang wird durch eine helle Taschenlampe oder durch einen Lichtblitz von einem Fotoapparat ausgelöst. Diese Schaltung könnte auch in einem Museum eingesetzt werden. Wenn jemand mit Blitz fotografi ert, gibt es einen Warnton und eine Leuchtanzeige Blitzlicht verboten!. 24. Tag: Effektlicht 24. Tag Öffnen Sie das Türchen Nr. 24 und entnehmen Sie einen weiteren keramischen Scheibenkondensator von 100 nf (104). Sie haben nun insgesamt 6 solcher Kondensatoren und können durch Parallelschaltung unterschiedliche Kapazitäten erzeugen. Für den 24. Dezember bauen Sie eine Schaltung mit vier LEDs, die sich deutlich von einem normalen Blinklicht unterscheidet. Zwei der LEDs ändern ihre Helligkeit kontinuierlich, die beiden anderen erzeugen kurze Lichtblitze. Der untere Timer in der Schaltung erzeugt ansteigende und abfallende Spannungen am Ladekondensator. Zwei Transistoren liefern dieses Signal an den Ctr-Eingang des oberen Timers. Damit wird das An/Aus-Verhältnis einer schnellen Schwingung und damit auch die Helligkeit der angeschlossenen LEDs verändert. Man nennt dieses Verfahren Pulsweitenmodulation (PWM). Die beiden LEDs am unteren Timer sind über einen Elko angeschlossen. Deshalb fließt kein kontinuierlicher Strom, sondern es entstehen kurze Stromstöße, wenn der Ausgang des Timers umgeschaltet wird. So sieht man abwechselnd rote und grüne Lichtblitze. Das Blitzen und Flimmern dieser Schaltung erinnert an den Weihnachtsmann und seinen Schlitten, der bekanntlich eine funkelnde Leuchtspur am Himmel hinterlässt.

16 Der Conrad-Adventskalender mit 24 Experimenten Schluss mit langweiligen Schokoladenkalendern! Mit diesem Elektronik-Adventskalender verkürzen Sie die Wartezeit auf Weihnachten durch interessante Experimente. Jeden Tag finden Sie ein neues Bauteil hinter dem Türchen. Das beiliegende Handbuch stellt dazu jeden Tag einen neuen Versuch vor ohne Löten und perfekt geeignet für Hobby, Schule, Studium, Ausbildung und Beruf! Am 24. Dezember bauen Sie dann mit den gesammelten Bauteilen ein größeres Projekt auf, mit dem Sie Ihren Weihnachtsbaum schmücken können. Mehr wird nicht verraten, aber Sie dürfen gespannt sein! Vorkenntnisse sind nicht nötig, wenn Sie Schritt für Schritt die Anweisungen des Buches befolgen. Am Ende besitzen auch Einsteiger Grundkenntnisse in Sachen Elektronik und Schaltungen. Eine ideale Möglichkeit, auch junge Leute für dieses spannende Thema zu begeistern! Das Einzige, was Sie zusätzlich benötigen, ist eine 9-Volt-Blockbatterie. Plus! Weihnachts-Bonus Das Know-how-Zertifikat 2011 Experimentieren, lernen weiterbilden! Nach dem 24. Dezember können Sie Ihr erworbenes Wissen testen und kostenlos das Jahres-Zertifikat unter erwerben. Damit bringen Sie nicht nur Ihre Freunde zum Staunen, Sie weisen damit auch Ihr Wissen in der Elektronik nach. Plus! Sammel-Bonus Die praktischen Wissens-Kärtchen Schneiden Sie nach dem 24. Dezember die Infos auf der Rückseite des Kalenders aus. Sie werden Ihnen auch nach Weihnachten wertvolle Dienste leisten. Mit den Sammelkarten erweitern Sie jährlich, Schritt für Schritt, Ihr Elektronikwissen. Impressum 2011 Franzis Verlag GmbH, Poing Autor: Burkhard Kainka ISBN Produziert im Auftrag der Firma Conrad Electronic SE, Klaus-Conrad-Str. 1, Hirschau Alle Rechte vorbehalten, auch die der fotomechanischen Wiedergabe und der Speicherung in elektronischen Medien. Das Erstellen und Verbreiten von Kopien auf Papier, auf Datenträgern oder im Internet, insbesondere als PDF, ist nur mit ausdrücklicher Genehmigung des Verlags gestattet und wird widrigenfalls strafrechtlich verfolgt. Die meisten Produktbezeichnungen von Hard- und Software sowie Firmenlogos, die in diesem Werk genannt werden, sind in der Regel gleichzeitig auch eingetragene Warenzeichen und sollten als solche beachtet werden. Der Verlag folgt bei den Produktbezeichnungen im Wesentlichen den Schreibweisen der Hersteller. Alle in diesem Buch vorgestellten Schaltungen und Programme wurden mit der größtmöglichen Sorgfalt entwickelt, geprüft und getestet. Trotzdem können Fehler im Buch und in der Software nicht vollstandig ausgeschlossen werden. Verlag und Autor übernehmen für fehlerhafte Angaben und deren Folgen keine Haftung. Elektrische und elektronische Geräte dürfen nicht über den Hausmüll entsorgt werden! Entsorgen Sie das Produkt am Ende seiner Lebensdauer gemäß den geltenden gesetzlichen Vorschriften. Zur Rückgabe sind Sammelstellen eingerichtet worden, an denen Sie Elektrogeräte kostenlos abgeben konnen. Ihre Kommune informiert Sie, wo sich solche Sammelstellen befinden. Dieses Produkt ist konform zu den einschlagigen CE-Richtlinien, soweit Sie es gemäß der beiliegenden Anleitung verwenden. Die Beschreibung gehört zum Produkt und muss mitgegeben werden, wenn Sie es weitergeben.