Elektronik-Labor. Spiel und Wissen im. Die große Baubox

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1 Die große Baubox Spiel und Wissen im Elektronik-Labor Von einfach bis fortgeschritten: mit Mikroprozessor, Lautsprecher, Lichtsensor und vielen weiteren Bauteilen über 50 Projekte umsetzen.

2 Die große Baubox Spiel und Wissen im Elektronik-Labor Von einfach bis fortgeschritten: mit Mikroprozessor, Lautsprecher, Lichtsensor und vielen weiteren Bauteilen über 50 Projekte umsetzen.

3 Sicherheitshinweise Achtung! Nicht für Kinder unter 3 Jahren geeignet. Es besteht Erstickungsgefahr, da kleine Teile verschluckt oder eingeatmet werden können. I m p r e ss u m Achtung! Ausschließlich für Kinder von mindestens 8 Jahren geeignet. Anweisungen für Eltern oder andere verantwortliche Personen sind beigefügt und müssen beachtet werden. Verpackung und Anleitung müssen aufbewahrt werden, da sie wichtige Informationen enthalten Franzis Verlag GmbH, Richard-Reitzner-Allee 2, D Haar bei München. Änderungen, Irrtümer und Innovation vorbehalten. Achtung! Augenschutz und LEDs: Blicken Sie nicht aus geringer Entfernung direkt in eine LED, denn ein direkter Blick kann Netzhautschäden verursachen! Betreiben Sie die LEDs so wie in der Anleitung vorgesehen, nicht aber mit größeren Strömen. Pflegehinweise ÐÐDas Produkt vorsichtig mit einem sauberen Tuch abwischen. ÐÐDas Produkt von Hitze und direkter Sonneneinstrahlung fernhalten. ÐÐDas Produkt nicht in Wasser tauchen, da dies die elektronischen Bauteile beschädigen kann. Batteriehinweise ÐÐNicht wiederaufladbare Batterien dürfen nicht geladen werden. ÐÐAufladbare Batterien müssen vor dem Laden aus dem Gerät entnommen werden. ÐÐHerausnehmbare aufladbare Batterien dürfen nur unter Aufsicht Erwachsener geladen werden. ÐÐUngleiche Batterietypen oder neue und gebrauchte Batterien dürfen nicht zusammen verwendet werden. ÐÐEs dürfen nur die empfohlenen Batterien oder die eines gleichwertigen Typs verwendet werden. ÐÐBatterien müssen mit der richtigen Polarität eingelegt werden ( + und ). ÐÐLeere Batterien müssen aus dem Gerät herausgenommen werden. ÐÐDie Anschlussklemmen dürfen nicht kurzgeschlossen werden. ÐÐBatterien bitte aus dem Gerät nehmen, wenn es längere Zeit nicht gebraucht wird. ÐÐBatterien nicht gewaltsam öffnen. ÐÐUmweltschutz: Verbrauchte Batterien bitte bei den bekannten Sammelstellen abgeben. Danke! Hinweis fur eltern ÐÐLesen Sie die Anleitung, die Sicherheitshinweise und die Erste-Hilfe-Anleitungen, halten Sie sich daran und bewahren Sie sie gut auf. ÐÐWeil die Fähigkeiten von Kindern stark variieren, sollten Sie immer sorgfältig prüfen, welche Experimente für Ihre Kinder geeignet sind. ÐÐSprechen Sie mit Ihren Kindern über die Sicherheitshinweise, bevor sie mit den Experimenten beginnen. ÐÐDer Bereich, in dem Ihre Kinder experimentieren, sollte frei von Hindernissen sein. Lagern Sie keine Lebensmittel in der Nähe der Experimente. Der Experimentierbereich sollte gut beleuchtet, durchlüftet und nah an einer Trinkwasserquelle sein. Experimentieren Sie auf einem festen Untergrund mit hitzeresistenter Oberfläche. ÐÐWeisen Sie Ihr Kind bitte ausdrücklich darauf hin, dass es alle Anweisungen und Sicherheits hinweise lesen und nachschlagebereit halten soll. Hinweise und Regeln beim Aufbau der Bastelprojekte sind unbedingt einzuhalten. 2 Autor: Burkhard Kainka Idee/Konzeption: Burkhard Kainka, Richard Schmising Copy Editor: Claudia Fliedner Art & Design Cover: Layout & Satz: Nelli Ferderer GTIN: Alle Rechte vorbehalten, auch die der fotomechanischen Wiedergabe und der Speicherung in elektronischen Medien. Das Erstellen und Verbreiten von Kopien auf Papier, auf Datenträger oder im Internet, insbesondere als PDF, ist nur mit ausdrücklicher Genehmigung des Verlags gestattet und wird widrigenfalls strafrechtlich verfolgt. Die meisten Produktbezeichnungen sowie Firmennamen und Firmenlogos, die in diesem Werk genannt werden, sind in der Regel gleichzeitig auch eingetragene Warenzeichen und sollten als solche betrachtet werden. Der Verlag folgt bei den Produktbezeichnungen im Wesentlichen den Schreibweisen der Hersteller. Alle in diesem Buch vorgestellten Projekte und Experimente wurden mit der größtmöglichen Sorgfalt entwickelt, geprüft und getestet. Trotzdem können Fehler im Buch nicht vollständig ausgeschlossen werden. Verlag und Autor haften in Fällen des Vorsatzes oder der groben Fahrlässigkeit nach den gesetzlichen Bestimmungen. Im Übrigen haften Verlag und Autor nur nach dem Produkthaftungsgesetz wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit oder wegen der schuldhaften Verletzung wesentlicher Vertragspflichten. Der Schadensersatzanspruch für die Verletzung wesentlicher Vertragspflichten ist auf den vertragstypischen, vorhersehbaren Schaden begrenzt, soweit nicht ein Fall der zwingenden Haftung nach dem Produkthaftungsgesetz gegeben ist. Dieses Produkt wurde in Übereinstimmung mit den geltenden europäi schen Richtlinien hergestellt und trägt daher das CE-Zeichen. Der bestimmungs gemäße Gebrauch ist in der beiliegenden Anleitung beschrieben. Bei jeder anderen Nutzung oder Veränderung des Produktes sind allein Sie für die Einhaltung der geltenden Regeln verantwortlich. Bauen Sie die Experimente deshalb genauso auf, wie es in der Anleitung beschrieben wird. Das Produkt darf nur zusammen mit der Anleitung und diesem Hinweis weitergegeben werden. Das Symbol der durchkreuzten Mülltonne bedeutet, dass dieses Produkt getrennt vom Hausmüll als Elektroschrott dem Recycling zugeführt werden muss. Wo Sie die nächstgelegene kosten lose Annahmestelle finden, sagt Ihnen Ihre kommunale Verwaltung.

4 Module Was macht die Projekte in diesem Kasten so besonders? Du selbst! Und ein erstaunlicher Mikrocontroller. Jedes Modul enthält ein elektro nisches Bauteil, das mit einem kleinen, aber leistungsstarken Computer in deinem Mikrocontroller-Modul zusammenarbeiten kann. Die Module enthalten die elektronischen Bauteile deines Baukastens. Jedes Modul hat zwei oder mehr Anschlüsse, und jeder Anschluss hat drei Kontakte zum Einstecken der Kabel. Hier zeigen wir dir alle Bauteile, links bzw. oben Abbildungen der Module, rechts davon bzw. darunter die zugehörigen Schaltpläne. Jeder Anschluss jedes Moduls verfügt über drei Steckplätze für die Kabel. Jeder dieser Steckplätze hat die gleiche Funktion. 6 B a s i sp l a t t e n Lautsprecher Diese Lochplatten kannst du zu größe ren Flächen oder zu Winkeln und Kästchen zusammen stecken. So baust du dir deine Geräte zusammen. Die Baupläne zeigen manche Vor schläge. Aber wenn du lange genug damit gearbeitet hast, kannst du auch eigene Ideen umsetzen. Batteriefach Weite Stege Schmale Stege Wie man die Batterien einlegt, erfährst du auf der letzten Seite. LED-Reihe Dreifarben-LED Achte beim Zusammenbau genau auf die Stege und Lücken am Rand der Basisplatten. Wenn die Platten einmal zusammengesteckt sind, solltest du nicht versuchen, sie zu verdrehen. 3

5 Mikrocontroller Kabel Dein Baukasten enthält Verbindungskabel in vier unterschiedlichen Längen. Entscheide selbst, welche Länge an welcher Stelle am besten passt. 10 weiße Kabel, kurz Zwei Drucktaster 1 grü bel, ue Ka a r g 0 1 nes V erlän rze 10 schwa gerun mittel g Kabel, lan gskab el 1 rotes Verlängerun gskabel Lichtsensor 50 Bauvorschläge unendlich viele Möglichkeiten! Neigungsschalter Das Handbuch zeigt 50 Experimente, viele davon können leicht erweitert werden. Manchmal musst du nur ein einzelnes Kabel anders stecken, und schon hast du eine andere Funktion. Einstellbarer Widerstand PROG 4 Die beste Art, Elektronik zu lernen, ist, Schaltungen zu bauen und auszuprobieren. Dieser Baukasten zeigt dir 50 einfache Elektronik-Projekte. Einige behandeln die Grundlagen, einige sind schon etwas komplizierter. Am Ende verstehst du viel genauer, wie die vielen elektronischen Geräte um dich herum funktionieren. Und noch besser: Deine Familie und deine Freunde werden deine selbst gebauten Geräte und Spiele bestaunen!

6 Inhalt Aufbauhinweise, bitte sorgfaltig lesen! Die Module verbinden 28 Fang das Blau! 31 1 Der rot leuchtende Stromkreis 2 Zwei oder mehr LEDs 7 3 Was leitet und was nicht? 4 LED falsch herum 5 Dreifarben-LED 6 Ein Schalter 11 7 Zwei Schalter in Reihe Elektrische Leitfähigkeit messen 8 Zwei Schalter parallel Licht im Kühlschrank? Schließe dann auch das andere Ende des Kabels an. 9 Heller und dunkler 36 Quizshow 5. Führe Schritt 3 und 4 für jedes einzelne Kabel durch. Nur das Kabel zum Pluspol der Batterie soll noch nicht eingesteckt werden Der Dirigent 8 32 Bewegungsmelder Stecke die Kabel ein, wie es der Aufbauplan zeigt. Wenn du ein Kabel einsteckst oder herausziehst, fasse es nur an seinem Gummikragen an Kopf oder Zahl? Martinshorn Schnelle Töne Regenbogen-Farben Rote Luftstriche Die Soundbox Fest verdrahtete Soundbox Geheime Nachricht 40 Ding-Dong-Türklingel Bevor du mit dem letzten Kabel auch den Pluspol der Batterie verbindest, überprüfe noch einmal ganz sorgfältig alle Verbindungen. 41 Sound-Reaktionsspiel 42 Einschalten 42 Elektronischer Würfel Helligkeitsmessgerät Regenbogen in der Dunkelheit Bleistiftorgel Automatisches Nachtlicht Überprüfen 47 Baseball 21 Kikeriki am Morgen Infrarotlicht- Detektor Ganz schnelles Kino Drag-Race-Beschleunigungs rennen Fange immer mit dem Minuspol der Batterie an. 38 Pong, das elektronische Pingpong Laseralarm 20 Stroboskop Optisches Theremin Der Fernsehfreund Motorradgeräusche Fang den Blitz! Ein Ton aus dem Mikrocontroller Disco-Light-Show 30 Elektronisches Schlagzeug 31 Horror, Lachen oder Furz Der Neigungsschalter 18 Disco-Playback 1. Drücke die Module in die Löcher der Platten. Achte auf die Einbau richtung, man soll alle Beschriftungen lesen können Schüttelrekord 50 Furzrennen Stecke nun auch das letzte Kabel am Pluspol ein. Bei einigen Versuchen geht es gleich los, sobald das letzte Kabel angeschlossen ist. Bei anderen Projekten gibt es eine Anleitung, wie alles gestartet und bedient wird. Fehlersuche Überprüfung der Batterie Immer wenn du deine Batterie überprüfen willst, baue den einfachen Stromkreis aus dem 1. Versuch auf. Wenn die LED hell leuchtet, ist die Batterie noch gut. Wenn nicht, ist ein Batteriewechsel fällig. Und nicht vergessen: verbinden überprüfen einschalten! 5

7 1 Der rot leuchtende Stromkreis Das erste Projekt verwendet eine einzelne LED der LED-Reihe zusammen mit der Batterie. Der Anschluss LED7 ist der gemeinsame Minuspol der LEDs und soll mit einem Kabel mit dem Minuspol der Batterie (Bat ) verbunden werden. Ein weiteres Kabel soll den Pluspol der Batterie (Bat+) mit dem Anschluss LED1 verbinden. Wenn du die richtigen Verbindungen hergestellt hast, leuchtet die erste LED. Dein erster Versuch zeigt einen einfachen Stromkreis. Strom fließt im Kreis herum durch die Batterie, ein Kabel, die LED und ein weiteres Kabel. Es kommt nicht darauf an, dass der Kreis wirklich rund ist, aber er muss geschlossen sein, ein Rundweg aus Draht und Bauteilen, die Strom leiten können. Statt der LED könnten auch eine Glühlampe oder ein kleiner Elektro motor eingesetzt werden, es bleibt ein Stromkreis. Sobald du aber ein Kabel auch nur an einer Seite herausziehst, ist der Stromkreis nicht mehr geschlossen. Dann fließt kein Strom mehr, und die LED geht aus. 6 Spiel und Wissen im Elektronik-Labor

8 Zwei oder mehr LEDs 2 Du bist wahrscheinlich schon selbst darauf gekommen, dass man auch die anderen LEDs einschalten kann. Das Plus-Kabel muss dazu nur an einer anderen LED (LED2 LED6) angeschlossen werden. Auch gleichzeitig können sie leuchten, wenn du mehrere Kabel verwendest. Am Bat+-Anschluss können ja drei Kabel angeschlossen werden. Oder du verbindest den Pluspol weiter, jeweils zur nächsten LED. LED6 LED5 LED4 LED3 LED2 LED BAT BAT 4.5v LED7 Wenn mehr als eine LED in dieser Weise angeschlossen ist, handelt es sich um eine Parallelschaltung. Die sechs LEDs in der LED-Zeile sind parallel angeordnet und bieten bis zu sechs parallele Wege für den elektrischen Strom. Das ist kein einfacher Stromkreis mehr, sondern ein verzweigter Stromkreis. An jeder Verzweigung fließt ein Teil des Stroms durch einen Weg, ein anderer Teil nimmt einen anderen Weg. Zwei unterschiedliche Verbindungspläne mit ähnlichem Ergebnis Spiel und Wissen im Elektronik-Labor 7

9 3 Was leitet und was nicht? Du weißt sicher schon, dass alle Metalle Strom leiten, Glas, Plastik und viele andere Stoffe aber nicht. Baue dir ein Testgerät mit zwei Testkabeln. Wenn du sie an einen leitenden Gegenstand hältst, geht die LED an. Teste auch einmal eine Bleistiftmine, reines Wasser und Zitronensaft. Bestimmt findest du auch Stoffe, die nur schwach leiten. Und sogar deine Finger können etwas Strom leiten, besonders wenn du sie vorher angefeuchtet hast. Du musst wahrscheinlich das Licht löschen, damit du das schwache LED - Licht noch erkennst. Der Strom selbst ist unsichtbar, aber seine Wirkung kannst du sehen, in diesem Fall das Leuchten der LED. Achtung Du darfst die Kabel nur deshalb berühren, weil die Batteriespannung mit 4,5 V sehr klein ist. Dann fließt auch nur wenig Strom. Bei großer Spannung aus der Steckdose (230 V) wäre die Berührung lebensgefährlich! Stecke niemals Drähte in die Steckdose! 8 Spiel und Wissen im Elektronik-Labor

10 Die große Baubox Spiel und Wissen im Elektronik-Labor Schlau geschaltet Eine Quizshow, ein elektronisches Schlagzeug, eine Alarmanlage mit Bewegungssensor und zahlreiche weitere spannende Apparate und Spiele baust du mit diesem einzigartigen Elektronik-Set. Ein richtiger Mikroprozessor und zahlreiche weitere gekapselte Bauteile machen es möglich. In mehr als 50 Projekten lernst du alles über Elektronik, Licht und Töne. Das Elektronik-Labor macht dich zum kleinen Ingenieur. Lautsprecher Für Musik und Sound-Effekte Mikroprozessor Damit steuerst du deine Projekte Dreifarben-LED Für coole Regenbogeneffekte LED-Tafel Für digitale Lichteffekte Batteriefach Versorgt deine Projekte mit Strom Das Handbuch Neigungsschalter Für Projekte mit Bewegungserkennung Lichtsensor Für lichtsensible Schaltungen Drucktaster Schalten den Stromfluss an und ab Einstellbarer Widerstand (Potenziometer) Steuert variabel die Stromstärke Modulare Rasterplatten (x6) Zusammensteckbare Basismodule für deine multidimensionalen Projekte Verbindungskabel In vier unterschiedlichen Längen Das umfangreiche Handbuch bietet detaillierte Schritt-für-Schritt-Anleitungen für die zahlreichen Projekte und zeigt dir, wie du die elektronischen Bauteile positionieren und verschalten musst. Außerdem bietet es Hintergrundinformationen für alle, die wissen wollen, was sich bei den Versuchen in den Bauteilen abspielt. Technik spielend verstehen 2017 Franzis Verlag, Richard-Reitzner-Allee 2, D Haar, /01 Zusätzlich benötigt: 3 x 1,5 Volt AA-Batterie (Mignon) ACHTUNG! Ausschließlich für Kinder von mindestens 8 Jahren. Anweisungen für die Eltern oder andere verantwortliche Personen sind beigefügt und müssen unbedingt beachtet werden. Verpackung und Anleitung aufbewahren, da sie wichtige Informationen enthalten! Technische Änderungen vorbehalten. ACHTUNG! Für Kinder unter 3 Jahren nicht geeignet. Erstickungsgefahr, da kleine Teile verschluckt oder eingeatmet werden können.