EINFACHES ELEKTRONIK SET MIT LED s WINKLER - Nr

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1 EINFACHES ELEKTRONIK SET MIT LED s WINKLER - Nr Material: Bitte dieses Heft aufbewahren! 1 Hartschaumplatte 200 x 120 x 30 mm 1 Batteriekasten, 2 x Mignon 2 Spaxschrauben 3 x 25 mm 1 LED weiß, 1 LED rot, 1 LED gelb, 1 LED grün 1 Blink-LED rot 15 Polsternägel 25 mm 3 Widerstände 75 Ohm 2 Federstreifen 150 mm Silikonschlauch (Innendurchmesser: 1 mm) 1500 mm Schaltdraht blank 2500 mm Zwillingslitze Arbeitsanleitung: 1. Den Batteriekasten wie auf der Abbildung (unten) auf die Hartschaumstoffplatte legen und mit den 2 Schrauben anschrauben. Bitte die Schrauben nicht zu fest anziehen! Rechte Seite bündig Hartschaumstoffplatte

2 2. Den Streifen mit den Dreiecken auf Seite 16 abschneiden. Bei den dreieckigen Plättchen die weiß gezeichneten Löcher mit einer Stecknadel vorstechen. (Dazu das Papier auf die Hartschaumplatte legen) Dann 5 Dreiecke sauber ausschneiden. (1 Reserve) Die LED von oben durch die kleinen Löcher stecken Beachte: Der längere Anschluss gehört auf die Plus-Seite! 3. Auf der Unterseite die Drähte umbiegen 4. Drähte genau ausrichten, wie die Zeichnung auf der Oberseite zeigt Tipp: Zur Aufbewahrung der Elektronik-Bauteile wird eine kleine Schachtel oder Plastikdose mit Deckel empfohlen. Wirf auch kleine Drahtstücke und Silikonschlauchstücke nicht weg! Du kannst sie wieder verwenden! Merke dir: Verwende für Experimente niemals den Strom aus der Steckdose! Diese Stromspannung beträgt 230 Volt und ist lebensgefährlich!! Stecke keine Batterien in ein Ladegerät! Batterien kann man nicht aufladen, sondern nur AKKUS!!! - 2 -

3 Stromquelle Bei unseren Versuchen arbeiten wir mit einer Stromspannung von 3 Volt. Wir verwenden als Stromquelle 2 Batterien mit je 1,5 Volt. Die 2 Batterien werden hintereinander geschaltet und ergeben dadurch eine Spannung von 3 Volt: 1,5 Volt 1,5 Volt 3 Volt Im Batteriekasten liegen die 2 Batterien nebeneinander. Auf einer Seite im Batteriekasten ist eine Drahtverbindung vom Pluspol der einen Batterie zum Minuspol der anderen Batterie Schau dir diese Verbindung genau an: Auch hier sind die zwei Batterien hintereinander geschaltet und ergeben daher 3 Volt Spannung! Pluspol 1,5 Volt 3 Volt Minuspol 1,5 Volt Wie werden die Batterien eingesetzt? Die Batterie zuerst mit der Minusseite gegen die Feder drücken und dann die Plusseite in den Batteriekasten drücken. Der Anschlussdraht wird beim Pluspol von innen durch das Loch gesteckt und nach außen umgebogen. Beim Einsetzen der Batterie soll der Draht beim Batteriepol () eingeklemmt werden und so einen guten Kontakt haben. Beim Minuspol wird der Anschlussdraht zu einem Haken gebogen und bei der Feder eingehängt. Beim Einsetzen der Batterie wird der Draht eingeklemmt und hat so einen guten Kontakt

4 Vermeide einen Kurzschluss - Ein Kurzschluss entsteht dann, wenn der Strom ohne Hindernis von einem Pol zum anderen Pol fließen kann. Achte immer darauf, dass sich die Drähte von der Plusleitung und von der Minusleitung an keiner Stelle berühren! Stromkreis : (Bitte die weiße LED verwenden!) Werden die beiden Pole der Stromquelle (3 Volt) mit der Leuchtdiode verbunden, ist der Stromkreis geschlossen. Der Strom fließt vom Pluspol der Stromquelle durch den Draht 1 zur LED und über den Draht 2 zum Minuspol der Stromquelle zurück. (siehe Zeichnung unten!) Die LED leuchtet sehr hell. Bitte nicht direkt ins Licht schauen! Eine LED muss immer richtig eingebaut werden: Langer Anschluss an die Plusleitung. Wenn die LED richtig auf das dreieckige Plättchen gesteckt wurde, kannst du die Plus- und Minus-Seite genau unterscheiden - siehe Seite 2! So stellt man ganz einfach Kontakte her: Die Drähte kreuzweise übereinanderlegen. An der Kreuzungsstelle einen Polsternagel ganz gerade in die Bodenplatte hineindrücken! Der Nagelkopf hält die Drähte zusammen. Plus weiße LED Draht 1 Minus Draht 2 Zweite Möglichkeit: Die Drähte werden in einem Stückchen Silikonschlauch (ca. 15 mm) so zusammengesteckt, dass sie einen guten Kontakt miteinander haben

5 Stromleiter oder Nichtleiter? Plus weiße LED Draht Minus Draht Öffne die Leitung an einer Stelle! Verbinde die offene Stelle mit verschiedenen Gegenständen: Nagel, Schere, ein Stück blanker Draht, isolierter Draht, Papier, Plastik, Silikonschlauch Stelle fest, welche Materialien den Strom weiterleiten und welche nicht! (Stromleiter oder Nichtleiter) Verbinde jetzt die offene Stelle mit einem Widerstand: Der Widerstand leitet den Strom, schwächt ihn aber etwas ab. So kann die LED nicht zerstört werden. Jetzt kannst du statt der weißen LED auch eine rote, gelbe oder grüne LED einbauen. (Ohne Widerstand als Strombremse könnten diese LEDs durch einen zu hohen Strom zerstört werden!). Plus LED (beliebige Farbe) Draht Draht - 5 -

6 Schalter Plus LED (beliebige Farbe) Draht Draht Federstreifen niederdrücken und unter den Nagelkopf schwenken (Wenn nötig, den Nagelkopf ein bisschen herausziehen) Gefaltetes Papierstück od. Zahnstocher darunterlegen: So entsteht eine Federwirkung nach oben. Mit einem Schalter kann man den Stromkreis ganz bequem öffnen oder schließen (ausschalten oder einschalten). Ein Schalter kann an jeder beliebigen Stelle in den Stromkreis eingebaut werden. Erfinde selbst einen gut funktionierenden Schalter! Bau den Schalter an verschiedenen Stellen im Stromkreis ein! Der Schalter kann auch als Taster verwendet werden: Ein Taster ist ein Schalter, der nur so lange den Stromkreis schließt, so lange er gedrückt ist. Wenn man ihn loslässt, wird der Stromkreis wieder unterbrochen (Federwirkung). Siehe auch Seite 8! Draht Federstreifen Taster drücken gefaltetes Papier oder Zahnstocher darunterlegen - 6 -

7 Schaltpläne: In einem Schaltplan werden die elektronischen Bauteile mit Schaltzeichen dargestellt. In den folgenden Schaltplänen kannst du einige Schaltzeichen sehen. Baue die Schaltungen genau nach! Achte beim Aufbau darauf, dass alles übersichtlich ist, genau so wie auf dem Schaltplan! Zeichne den Schaltplan auswendig auf! Baue die Schaltung auswendig auf! 1) Einfacher Stromkreis ohne Schalter: Stromleitung 1 (Draht) weiße Leuchtdiode (LED) Stromquelle - 3V Stromleitung 2 (Draht) Aufbau der Schaltung wie auf Seite

8 2) Einfacher Stromkreis mit Schalter / Taster: weiße Leuchtdiode (LED) - 3V Schalter Mit dem Schalter kann man den Stromkreis ganz bequem öffnen oder schließen (ausschalten oder einschalten). Ein Schalter kann an jeder beliebigen Stelle in den Stromkreis eingebaut werden. Baue den Schalter als Taster (siehe Seite 6), dann hast du ein Morsegerät, wie es früher zur Nachrichtenübermittlung mit Lichtzeichen verwendet wurde. Im Morsealphabet werden die Buchstaben durch kurze und lange Lichtimpulse dargestellt: Versuche durch entsprechendes Drücken des Tasters einige Buchstaben und Wörter zu senden! Sehr bekannt ist das Zeichen für den Hilferuf (SOS): dreimal kurz, dreimal lang und wieder dreimal kurz a.- ä.-.- b -... c -.-. ch ---- d -.. e. f..-. g --. h... i.. j.--- k -.- l.-.. m -- n -. o --- ö ---. p.--. q --.- Punkt Beistrich r.-. s... t - u..- ü..-- v...- w.-- x -..- y -.-- z Fragezeichen SOS (Hilferuf)

9 3) Widerstand einbauen: Ein Widerstand im Stromkreis schwächt den Strom ab. So kann die LED nicht beschädigt werden. Die färbigen LEDs sind besonders empfindlich. Sie könnten ohne Widerstand zerstört werden! Daher sollte man immer einen Widerstand als Strombremse einbauen. Der Widerstand kann entweder in die Plusleitung oder in die Minusleitung eingebaut werden. Wie man dabei den Widerstand dreht, ist egal. (Er hat keine Plusseite oder Minusseite). Widerstand LED (beliebige Farbe) - 3V Fehlersuche, wenn etwas nicht funktioniert: Alle Kontakte überprüfen Gibt es irgendwo einen Kurzschluss? Ist der Batteriekasten richtig montiert? Sind die Batterien richtig eingesetzt? Haben die Anschlussdrähte einen guten Kontakt mit dem Batteriepol? Steckt die LED richtig auf dem Dreieckplättchen und ist sie richtig eingebaut? Nachlesen auf Seite 1 bis 4 kann helfen, den Fehler zu finden! - 9 -

10 4) Sicherheitsschaltung: 3V - Taster 1 Taster 2 2 Taster hintereinander Der Stromkreis ist geschlossen, wenn beide Taster gedrückt sind. Wenn man einen Taster loslässt, wird der Stromkreis wieder unterbrochen. Diese Schaltung wird bei gefährlichen Maschinen als Sicherheitsschaltung eingebaut. Man muss mit jeder Hand einen Taster drücken, damit die Maschine eingeschaltet wird. So hat man keine Hand frei, um unvorsichtigerweise in die Gefahrenzone der Maschine zu greifen (z.b. bei einer Säge, Presse, ). Sobald eine Hand den Taster loslässt, wird die Maschine sofort gestoppt. Bei unserer Schaltung wird die Maschine durch eine LED dargestellt. Wenn du einen Motor oder einen Summer hast, kannst du ihn an Stelle der LED einbauen!

11 5) Wechselschaltung: 3V - Leitung 1 Schalter 1 Leitung 2 Schalter 2 2 Schalter (Umschalter) hintereinander Auf der Abbildung ist der Stromkreis geschlossen. Mit jedem Schalter kann man ausschalten und wieder einschalten. Schaltet man auf einer Seite aus, kann auf der anderen Seite wieder eingeschaltet werden. Verfolge den Stromkreis! Diese Wechselschaltung wird verwendet, wenn man in einem Raum das Licht von zwei verschiedenen Stellen einschalten und ausschalten will (z.b. ein Raum mit zwei Türen)

12 6) Klingelschaltung: 3V - Zwei Taster parallel Wird die Leitung zum Taster verlängert, so kann der Stromkreis auch von einer entfernten Stelle geschlossen oder geöffnet werden. Das ist z. B. bei einer Türklingel der Fall: Ein Taster ist beim Gartentor, der zweite ist bei der Haustür. Du kannst statt der LED einen Summer einbauen. Verwende für die Verlängerung zum zweiten Taster die Zwillingslitze! (Siehe Seite 15!) Baue selbst einen Taster auf ein Stück Karton!

13 7) Verkehrsampel: rot gelb grün - 3V Umschalter Mit dem Umschalter kann zwischen den 3 Leuchtdioden hin- und hergeschaltet werden. Bau zuerst die gelbe LED und den Schalter (Federstreifen) ein! Ordne den Federstreifen so an, dass er unter dem mittleren Nagelkopf (gelb) einen Kontakt gibt und nach links und rechts durchgeschwenkt werden kann (zur roten oder zur grünen LED). gelb Federstreifen

14 8) Tür-Alarmanlage (nur für geübte Bastler) rot Silikonschlauch ca. 15 mm Summer Ein Summer (Best.Nr ) gibt einen lauten Alarm. Statt dem Summer kannst du auch die Blink-LED einbauen. Der Alarm wird dann durch ein Blinklicht angezeigt. Willst du eine andere färbige LED verwenden, sollst du einen Widerstand einbauen (s. Seite 9)! - 3V schwarz Türschalter (siehe auch Seite 15-16!) Zur Herstellung des Türschalters sollst du einen Helfer mit gutem technischen Verständnis haben! Der Türschalter besteht aus 2 gebogenen blanken Drahtstücken, die mit Klebestreifen auf einem Stück Karton befestigt werden. Der Karton wird ebenfalls mit Klebestreifen am Türrahmen befestigt. Die Verlängerungsleitung (Zwillingslitze) wird mit zwei Silikonschlauchstücken bei den Drähten A und B angesteckt. Wenn die Tür geöffnet wird, muss Draht A durch Federwirkung den Draht B berühren. Jetzt ist der Stromkreis geschlossen. Der Summer ertönt (oder die LED blinkt). Bei geschlossener Tür muss die Verbindung zwischen Draht A und Draht B unterbrochen sein. (Die Tür drückt den Draht A ein Stückchen vom Draht B weg). Draht B Türschalter Die geschlossene Tür drückt diesen Draht (A) ein wenig vom Draht B weg. So ist der Stromkreis unterbrochen. Draht A Karton Verlängerungsleitung mit 2 Drähten (Zwillingslitze)

15 Draht B Draht A Klebeband Klebeband Türschalter 1: Kontaktstelle Der Karton wird bei geschlossener Tür mit Klebeband so an den Türstock geklebt, dass die geschlossene Tür den Draht A ein Stückchen vom Draht B wegdrückt. So ist der Stromkreis an der Kontaktstelle unterbrochen. Draht A muss so gebogen werden, dass er beim Öffnen der Tür durch Federwirkung den Draht B an der Kontaktstelle berührt. Tipp: Lege den Draht auf diese Zeichnung und biege die Drähte genau nach der Zeichnung! Du kannst dieses Papier ausschneiden und auf ein Stück Karton kleben. 8) Tür- Verlängerungsleitung vorbereiten: Bei den Enden der Zwillingslitze die Zwillinge ein wenig auseinanderziehen. (Schere). Jede Litze ca. 10 mm abisolieren (bitte vorsichtig, dass die feinen Drähtchen nicht abgeschnitten werden!) Über die blanken Drähte ein Silikonschlauchstück (15 mm) stecken. Jetzt kann man diese Verlängerungsleitung bei den Drähten am Türschalter und bei der Schaltung einfach anstecken

16 Türschalter 2: Kontaktstelle Tür (verkleinert dargestellt) Draht B Draht A Klebeband Klebeband Karton Willst du den Schalter auf der anderen Seite haben (auf der Seite, wohin die Tür aufgeht), dann klebst du den Karton mit Klebeband so auf die Türverkleidung, dass die geschlossene Tür den Draht A zur Kartonfläche drückt. Den Draht B musst du an der Kontaktstelle so biegen, dass er bei geschlossener Tür mit dem Draht A keinen Kontakt hat. Beim Öffnen der Tür muss Draht A aber durch Federwirkung den Draht B an der Kontaktstelle berühren. Draht A entsprechend biegen, dass er gut federt!