LERN-EXPERIMENTIERBAUSATZ. Lötfreier Demo's on

Transkript

1 LRN-XPRIMNTIRBAUSATZ Lötfreier 12 + Demo's on

2 VLLMAN NV Legen Heirweg Gavere Belgium urope

3 11 interessante Versuche Versuche in diesem Bausatz: LD mit Druckknopfbedienung... ine LD leuchtet wenn Sie den Druckknopf drücken (S.10) Transistor als Schalter verwenden... ine LD leuchtet wenn Sie einen Transistor verwenden (S.12) A-stabiler Multivibrator... 2 LDs blinken abwechselnd (S.14) infache Alarmanlage mit LD-Anzeige und Ton... Beispiel einer einfachen Alarmanlage (S.16) Lichtsensor... ine LD leuchtet bei genügend Licht (S.18) Polaritätstester... Überprüfen Sie die Polarität einer Batterie (S.20) Start/Stopp-Schaltung... ine LD leuchtet und erlischt über 2 Druckknöpfe (S.22) Timer... ine LD erlischt nach einiger Zeit (S.24) Lichtschalter... ine LD leuchtet bei inbruch der Dunkelheit (S.26) Wassermelder... in Alarm ertönt wenn der Flüssigkeitsspiegel erreicht wird (S.28) Lauflicht mit 3 LDs... 3 LDs leuchten separat ohne Bedienung (S.30) Schwierigkeit * einfach ** normal *** schwierig : siehe Velleman DU01" Pag. 3

4 Lieferumfang: Steckplatine Alle Versuche werden auf der Steckplatine aufgebaut. Die weißen Linien zeigen, wie die Löcher elektrisch angeschlossen sind. (Velleman # SDAD102) Widerstand R1 100 Dieser Bausatz wird mit verschiedenen Widerständen geliefert. Diese Widerstände dienen als Strombegrenzer oder Spannungsteiler. Widerstände haben keine Polarität. Der Wert wird über Farbringe und in Ohm (Ω) angegeben. (siehe Tabelle mit Farbcode) pag. 4

5 Kondensatoren in Kondensator funktioniert ein bisschen wie eine kleine Batterie und kann über eine Stromversorgung aufgeladen werden. Der Kondensator wird meistens zum Stabilisie-ren oder Herausfiltern ungewünschter Spannungen verwendet. Die Kapazität wird in Farad gemessen; C... praktische Werte sind in µf, nf oder pf. Der mitgelieferte Kondensator ist elektrolytisch, 10µF, und verfügt über Polarität. Am längeren Anschlussdraht liegt der Puls- Anschluss (+). (Velleman part# 10J0) Grüne und rote LD Die Anschlussstifte biegen ine LD (Light mitting Diode) ist eine Leuchtdiode und kann Licht senden wenn es einen kleinen Strom gibt (max. 20mA mit einem 1.8V Potentialdifferenz). Beachten Sie die Polung: am längeren Anschlussdraht liegt der Plus-Anschluss (+)! (Velleman part# L-7104LGD & L-7104LID) C... NG OK Flache Seite = am kürzeren Anschlussdraht liegt der Minus-Anschluss (-) Pag. 5

6 Druckknopf in Druckknopf lässt Strom durch, solange dieser gedrückt ist und sperrt den Stromfluss wenn er losgelassen wird. (Velleman part# D6) Der mitgelieferte Druckknopf hat 4 Anschlüsse. Nur zwei Anschlüsse werden aber verwendet. Die Anschlüsse sind intern pro Paar verbunden. Interne Verbindung Summer in Summer erzeugt einen Ton, um bei gefährlichen Situationen, beim Funktionieren von Timern, wenn eine Taste gedrückt wird, usw., zu warnen. Die Tonhöhe des Summers kann nicht geändert werden, da die Frequenz des Oszillators festliegt. (Velleman part# SV3) pag. 6

7 Transistoren C B BC547 C B NPN in Transistor ist ein Bauelement zur Verstärkung von Signalen. Mit einem kleinen Strom kann schon einen viel größeren Strom geregelt werden. s gibt 2 Transistortypen: NPN und PNP, bei Denen die Polarität verschieden ist. Dieser Bausatz enthält einen BC557 (PNP) und einen BC547 (NPN). in Transistor hat 3 Füße: Basis (B), mitter () und Kollektor (C). (Velleman part# BC557B) LDR (Fotowiderstand) B C BC557 C B PNP in Light Dependent Resistor (Fotowiderstand) ist ein Halbleiter dessen Widerstandswert lichtabhängig ist. (Velleman part# LDR04) Pag. 7

8 Mehradriges Kabel 8x Dieser Bausatz enthält ein mehradriges Kabel. Trennen Sie die Adern vor Gebrauch voneinander. Verwenden Sie einen Schneider oder eine Schere. Verwenden Sie die Adern, um Teile miteinander zu verbinden (siehe dicke Schwarze Linie in Abb.). Velleman part# FC8 pag. 8

9 VRSUCH Pag. 9

10 * Versuch 1: LD mit Druckknopf Solange der Druckknopf gedrückt ist, leuchtet die LD. Rot 9V 1K *Nicht mitgeliefert Flache Seite, kürzester Anschluss = (-) pag. 10

11 Benötigte Teile: 9V-Batterie*, 1000 ohm Widerstand (Braun-Schwarz-Rot-Gold), rote LD, Druckknopf Wie funktioniert es? Solange der Druckknopf gedrückt ist, wird ein geschlossener Kreis gebildet. Der Strom fließt vom positiven Pol (+) der Batterie zum Druckknopf, Widerstand, positiven Pol (+) der LD und über den negativen Pol (-) der LD zur Batterie zurück. Bei Gebrauch eines Widerstandes von 1000 Ohm beträgt der Strom etwa 0.007A (7mA). Berechnung Widerstand: Widerstand = Batteriespannung LD-Spannung LD-Strom Widerstand = 9V - 1,8V = 1000ohm 0,007 xperimentieren: Was geschieht wenn Sie den positiven (+) und den negativen (-) Anschluss der LD tauschen? Was geschieht wenn Sie den 1000Ω-Widerstand durch einen 100KΩ -Widerstand ersetzen (Braun Schwarz Gelb Gold)? Pag. 11

12 * Versuch 2: Transistor als Schalter verwenden Lassen Sie eine LD über einen Transistor leuchten. Verwenden Sie den Finger als Schalter. Drahtbrücke *Nicht mitgeliefert 9V 1K 1K 47K B C pag. 12

13 Benötigte Teile: 9V-Batterie*, 1K Widerstand (Braun Schwarz Rot Gold), 470K Widerstand (gelb violett orange Gold), rote LD, BC547 Transistor,Drahtbrücke Wie funktioniert es?: In dieser Schaltung verstärkt der Transistor den kleinen Strom, der durch Ihren Finger fließt. Der der Transistor T1 verstärkt den Basisstrom, der durch den Finger und R1 fließt. Der verstärkte Strom fließt dann durch die LD und R2, wodurch die LD leuchtet. R3 sorgt dafür, dass der Transistor nicht unnötig leitet. HINWIß: Befeuchten Sie den Finger, damit die LD stärker leuchtet Pag. 13

14 ** Versuch 3: Astabiler Multivibrator (blinkende LDs) Lassen Sie die 2 LDs abwechselnd blinken 9V 1K 100K C1 1K 100K *Nicht mitgeliefert C2 C B C B Beachten Sie die Polarität des Kondensators!!! pag. 14

15 Benötigte Teile: 9V-Batterie*, 2x 1K Widerstand (Braun-Schwarz-Rot-Gold), 2x 100K Widerstand (Braun-Schwarz-gelb-Gold), 2x rote LD, 2 x BC547 Transistor, 2x 10µF lektrolytkondensator. Wie funktioniert es? Die zwei Transistoren leiten abwechselnd, weil die Kondensatoren aufgeladen und entladen werden. Die Geschwindigkeit, mit der dies geschieht, hängt von den Kondensatoren (C1, C2) und den Widerständen (R1,R2) ab. Verwenden Sie einen Kondensator mit größerer Kapazität und höherem Widerstand, dann blinkt die LD länger Die Zeit, die die LD leuchtet kann berechnet werden: T = 0,693 x R1(Ohm) x C1 (F) T = 0,693 x x = 0,693Sek. Pag. 15

16 9V ** Versuch 4: infache Alarmanlage mit LD-Anzeige und Ton in Alarmsignal ertönt wenn ein Kreis unterbrochen wird. 100K 1K *Nicht mitgeliefert C B 0,5m-Kabel (mitgeliefert) pag. 16

17 Benötigte Teile: 9V-Batterie*, 1K Widerstand (Braun-Schwarz-Rot-Gold), 100K Widerstand (Braun-Schwarz-gelb-Gold), rote LD, BC547 Transistor, Summer, 0,5m-Kabel (mitgeliefert) Wie funktioniert es? in Alarmsignal ertönt wenn ein normal geschlossener Kreis an einem Ort (hier angezeigt als WIR ) irgendwo unterbrochen wird. In diesem Kreis können sich z.b. Fenster- und Türschalter befinden. Wenn, z.b. ein Fenster, geöffnet wird, öffnet sich der Kontakt im Fensterschalter. Der Schutzkreis wird dann geöffnet und der Summer ertönt. Das Alarmsignal stoppt wenn der Schutzkreis wieder geschlossen wird. Pag. 17

18 9V ** Versuch 5: Lichtsensor Lassen Sie eine LD bei genügend Licht leuchten. 10K 1K 10K B *Nicht mitgeliefert C pag. 18

19 Benötigte Teile: 9V-Batterie*, 1K Widerstand (Braun-Schwarz-Rot-Gold), 2x 10K Widerstand (Braun-Schwarz-orange-Gold), rote LD, BC547 Transistor, LDR. Wie funktioniert es? ine LD leuchtet wenn da genügend Licht auf den LDR-Widerstand fällt. Der LDR ist ein lichtempfindlicher Widerstand. Im Dunkeln ist der Widerstand hochohmig, bei Licht gibt es einen niedrigen Widerstand. Über den LDR liegt ein positives Potenzial an der Basis des Transistors wodurch er schalten kann. Widerstand R2 kreiert einen Schaltpunkt wenn der anfängt zu leiten. Widerstand R1 beschränkt den Strom, der durch den LDR fließt. Pag. 19

20 * Versuch 6: Polaritätstester Überprüfen Sie die Polarität einer Batterie GRUN ROT 9V Drahtbrücke 1K *Nicht mitgeliefert pag. 20

21 Benötigte Teile: 9V-Batterie*, 1K Widerstand (Braun-Schwarz-Rot-Gold), rote LD, grune LD, Drahtbrücke Wie funktioniert es? Ist die 9V-Batterie korrekt mit der Schaltung verbunden, so leuchtet die grüne LD (gut). s kann nämlich einen Strom vom positiven Pol "+" der Batterie über die grüne LD und GOD über den Widerstand wieder zum GRUN negativen Pol " " der Batterie fließen. Die rote LD leuchtet nun nicht bei umgekehrter Polarität. Drehen wir nun den Anschluss der Batterie um (den roten und den Schwarzen Draht umtauschen), dann leuchtet die rote LD (falsch). So können Sie z.b. überprüfen, ob eine Batterie korrekt angeschlossen ist. FOUT ROT Pag. 21

22 *** Versuch 7: Start/Stopp-Schaltung Schaltung Lassen Sie eine LD über 2 Druckknöpfe erlöschen. leuchten und T2 C B 10K 1K 9V 1K 1K B C T1 Drahtbrücke *Nicht mitgeliefert SW2 SW1 Drahtbrücke Drahtbrücke pag. 22

23 Benötigte Teile: 9V-Batterie*, 3 x1k Widerstand (Braun-Schwarz-Rot-Gold), 10K Widerstand (Braun-Schwarz-orange-Gold), rote LD, 2 Druckknopfpen, 1x BC547 Transistor, 1x BC557 Transistor, 5 Drahtbrücke Wie funktioniert es? Die START -Taste sorgt dafür, dass die LD leuchtet und bleibt beim Loslassen des Druckknopfes brennen. Schalten Sie die LD aus, indem Sie die STOP -Taste drücken. T1 und T2 befinden sich im Ruhezustand. Indem Sie die START -Taste drücken, fließt da Strom über R4 durch die LD. Gleichzeitig wird auch die Basis von T2 niedrig gezogen (diese war hoch über R1). Weil der Wert von R3 viel kleiner ist als der Wert von R1, wird die Spannung an der Basis von T2 viel niedriger, und fängt an zu leiten. T1 fängt ebenfalls an, über den Kollektor von T2 und R2 zu leiten. Ab nun halten die zwei Transistoren einander in leitendem Zustand, auch wenn Sie die START -Taste loslassen. Drücken Sie die STOP -Taste, so stoppt T1 zu leiten. (die Basis wird forciert niedrig gezogen). T2 stoppt ebenfalls wieder zu leiten und die LD erlischt. Pag. 23

24 *** Versuch 8: Timer Lassen Sie eine LD nach einiger Zeit erlöschen C Drahtbrücke 9V 1K B C B 100K Drahtbrücke 10µF *Nicht mitgeliefert Drahtbrücke 10M pag. 24

25 Benötigte Teile: 9V-Batterie*, 1K Widerstand (Braun-Schwarz-Rot-Gold), 100K Widerstand (Braun-Schwarz-orange-Gold), 1M Widerstand (Braun-Schwarz-grun-Gold), Rote LD, Druckknopf, 2x BC547 Transistor, 10µF lektrolytkondensator, 3 Drahtbrücke Wie funktioniert es? Drücken Sie den Druckknopf kurz, so leuchtet die LD. Nach einiger Zeit schaltet die LD aus. Drücken wir den Druckknopf nochmals, dann wird der Kondensator sehr schnell geladen. Indem Sie den Druckknopf loslassen, dann gibt der Kondensator die gespeicherte nergie über beide Transistoren ab. Diese beide werden dann leiten und lassen die LD leuchten. Der Strom, den Sie brauchen, um T2 leiten zu lassen, ist hier sehr beschränkt, weil T1 und T2 eine Darlington- Transistorschaltung bilden. Die Zeit, dies Sie brauchen, um den Kondensator zu entladen wird hier auch zusammen mit Widerstand R1 bestimmt. Je kleiner der Wert von R1, umso schneller ist der Kondensator entladen und erlischt die LD. Wird R1 entfernt, dann entlädt der Kondensator nur über den Basisstrom von T1. Die LD erlischt nun langsamer und dauert +/- 1 Min. ine Darlington-Schaltung ist eine Schaltung, die aus zwei bipolaren Transistoren, die hintereinander geschaltet sind, besteht. Beide Transistoren funktionieren wie einen Transistor mit extrem hoher Stromverstärkung. Die Gesamtverstärkung beider Transistoren kann berechnet werden: ß = ß(T1) x ß(T2). Pag. 25 R1 10M

26 *** Versuch 9: Lichtschalter Lassen Sie eine LD bei inbruch der Dunkelheit leuchten 9V 1k 10K 1k *Nicht mitgeliefert 10µF C B C B 10K 100K 100 Drahtbrücke pag. 26

27 Benötigte Teile: 9V-Batterie*, 100 ohm Widerstand (Braun-Schwarz-Braun-Gold), 2 x 1K Widerstand (Braun-Schwarz-Rot-Gold), 2 x 10K Widerstand (Braun-Schwarz-orange-Gold), 100K Widerstand (Braun-Schwarz-gelb-Gold), 2x BC547 Transistor, 10µF lektrolytkondensator, LDR, Rote LD, 2 Drahtbrücke Wie funktioniert es? Mit dieser Schaltung können Sie eine LD bei inbruch der Dunkelheit leuchten lassen. Die Transistoren T1 und T2 bilden zusammen einen Schmitt- Trigger. in Schmitt-Trigger schaltet bei einer bestimmten ingangsspannung aus dem Ruhezustand in seinen Arbeitszustand. Hier ist die LD immer entweder ganz eingeschaltet oder ganz ausgeschaltet. Die Schaltung ist so berechnet, dass der eine Transistor leitet und dadurch den anderen gesperrt hält. Solange T1 gesperrt ist, bekommt T2 über R2 und R3 einen Basisstrom. T2 wird also leiten und die LD leuchten lassen. Fällt Licht auf den LDR, so erhöht die Basisspannung von T1. Gibt es einen Spannungsanstieg über R5 + Ube von T1, so wird T1 leitend und T2 gesperrt. Infolgedessen erlischt die LD. Durch die Stromänderung durch R5 beim Ausschalten der LD, ändert sich auch das Schwellenniveau und leitet T2 wieder bei inbruch der Dunkelheit. Pag. 27 R6 100K

28 ** Versuch 10: Wassermelder Lassen Sie einen Alarm ertönen, wenn der Flüssigkeitsspiegel erreicht wird draad 9V 10K MAX B *Nicht mitgeliefert Verwenden Sie keine leicht entflammbaren Flüssigkeiten!!! 470K C C B pag. 28

29 Benötigte Teile: 9V-Batterie, 10K Widerstand (Braun-Schwarz-orange-Gold), 470K Widerstand (gelb-violett -gelb-gold), Summer, 2x BC547 Transistor, 2 Kabel Wie funktioniert es? Installieren Sie die 2 Sensorkabel in einem bestimmten Abstand in einem Tank (z.b. verwenden Sie ein Trinkglas). Füllen Sie den Tank bis die 2 Sensorkabel mit der elektrisch leitenden Flüssigkeit (z.b. Wasser) in Kontakt stehen, so wird ein geringer Stromfluss über R2 durch die Basis von T2 erwirkt. Die Basis wird mit einem Widerstand abgeschlossen, um die Schaltung weniger empfindlich für Störungen zu machen. T1 & T2 sind als Darlington-Schaltung eingestellt. Deshalb braucht man nur einen sehr geringen Strom, um auch T1 leiten zu lassen und ein Alarmsignal ertönen zu lassen. Pag. 29

30 *** Versuch 11: Lauflicht mit 3 LDs Lassen Sie 3 LDs ohne Bedienung separat leuchten Drahtbrücke 100K 1K 100K 1K 100K 1K 9V *Nicht mitgeliefert Drahtbrücke B C B C B C pag. 30

31 Benötigte Teile: 9V-Batterie*, 3x1K Widerstand (Braun-Schwarz-Rot-Gold), 3x100K Widerstand (Braun-Schwarz-gelb-Gold), 3x rote LD, 3x BC547 Transistor, 3x10µF lektrolytkondensator, 2x Drahtbrücke Wie funktioniert es? Mit dieser Schaltung leuchtet alle LDs kurz eine nacheinander. Die Schaltung besteht aus 3 identischen Kanälen. Theoretisch kann diese sogar erweitert werden. Pro LD gibt es eine gleiche Schaltung, die in Serie mit der vorhergehenden Schaltung steht. Der Kondensator des nächsten Kanals wird beim Sperren des Transistors vom vorigen Kanal aufgeladen. Solange ein Transistor gesperrt ist, leuchtet die entsprechende LD. Kondensator C4 ist der Schaltung hinzugefügt, um eine Startbedingung beim Anschluss Zeit, zum xperimentieren: was geschieht wenn die Werte von R1, R2 und R3 in 10K verwandelt werden? Pag. 31

32 01 SOLDRLSS DUCATIV STARTRBOX The DU01 basic experiment kit is the first step into the world of modern electronics. Build your own circuits in a fun, safe and educative way. 05 USB TUTOR BOARD Learn how to connect your computer with the outside world, master the USB communication with tutorial examples. Play with LD indicators and learn how to drive LCDisplays. 02 SOLAR NRGY XPRIMNT KIT 06 SCOP DUKIT Fun solar powered projects. Learn all about solar energy. This board with different signals will teach you how to use an oscilloscope. Optimized instructions for use of our HPS140 oscilloscope. YouTube demo movies. 03 SOLDR DUCATIV STARTR BOX Learn how to solder, build different exciting projects. Includes spare components and demo boards. 10 PIC TM TUTOR KIT nter the world of microcontroller programming, easy step by step instructions. Includes programmer and test board. Änderungen, Irrtümer und Druckfehler vorbehalten. Velleman nv, Legen Heirweg Gavere (België) HDU D