Widerstandswerte nach der Normreihe E6 = 10% E12 = 5% E24 = 2%
1,0 1,1 1,2 1,3 1,5 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,7 3,0
3,3 3,6 3,9 4,3 4,7 5,1 5,6 6,2 6,8 7,5 8,2 9,1
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1. Einstieg in die Elektronik mit Operationsverstärkern € 29,95 + € 8,00 Versandkosten vorhanden
ISBN: 978-3-645-65254-4
x501_b_FRANZIS-x_65254-4 Einstieg in die Elektronik mit Operationsverstärkern - Lernpaket mit Op-Amp (68 Seiten)_1a.pdf
Lernpaket 1: Inklusive 24 elektronische Bauteile und Handbuch mit 68 Seiten
- Zusätzlich erforderlich: je eine 9V Transistor- / Block-Batterie
Noch nie war es so einfach und spannend, Experimente mit Operationsverstärkern zu machen.
Mit den detaillierten Schaltplänen und Aufbauzeichnungen lässt sich jeder Versuch im Handumdrehen umsetzen.
Falls Sie noch mehr wissen wollen:
Ein Blick ins detaillierte Handbuch löst alle Fragen, die zur Funktion der einzelnen Schaltungen auftauchen.
So gelangen Sie Schritt für Schritt bis an den Punkt, an dem Sie eigene Schaltungen entwickeln und umsetzen können
Das Franzis Lernpaket Einstieg in die Elektronik mit Operationsverstärkern
Operationsverstärker wurden ursprünglich für Analogrechner entwickelt und sind in der Lage, komplexe Rechenoperationen schnell und präzise durchzuführen.
Heute sind sie wichtige Bauelemente der Elektronik.
Nutzen auch Sie das Potenzial dieser kleinen elektronischen Alleskönner und erkunden Sie ihre Möglichkeiten.
Mit diesem Franzis Lernpaket gelingt das im Handumdrehen.
Leicht verständlich: Elektronik mit Operationsverstärkern
Auspacken und einfach loslegen
24 Elektronik-Experimente mit Op-Amps
Einfach auf dem Steckbrett (BreadBoard) ohne Löten nachbauen, und schon treten Berührungssensor, Dämmerungsschalter, Lügendetektor oder Flackerkerze ihren Dienst an.
Projekte, die wirklich funktionieren
Franzis Lernpakete zeichnen sich durch hohe Qualität und leichte Umsetzbarkeit auch für Einsteiger aus.
Alle Experimente wurden auf ihre Praxistauglichkeit getestet und tausendfach durchgespielt.
Sie können also sicher sein, dass auch bei Ihnen zu Hause alles klappt.
Diese Operationsverstärker Projekte warten auf Sie:
Berührungssensor
Nachlaufsteuerung
Blitzlicht
Lichtsensor
Zeitverzögerung
Dämmerungsschalter
Temperatursensor
Temperaturvergleich
LED-Blinker
Entspannungslicht
Lichtgesteuerte Blitze
Lügendetektor
Flackernde Kerzen
Inhaltsverzeichnis
01 Die notwendigen Elektronik-Bauteile § 9
02 Der LED-Test § 9V 1k LED 2mA 17
03 Schaltbare LED-Lampe § 9V 1k LED 19
04 Ein elektrisches Ventil / Verpolungsschutz § 9,0V 1k LED 1N4148 21
05 Der Operationsverstärker § LM358 LED 1N4148 23
06 Berührungssensor § LM358 LED 1N4148 25
07 Nachlaufsteuerung / Stiegenhaus-Zeitschalter § LM358 LED 1N4148 27
08 Blitzlicht / einzelner Lichtblitz § LM358 LED 1N4148 29
09 Einstellbare Blitzlänge § LM358 LED 1N4148 31
10 Lichtsensor § LEDgrün=Sensor LM358 LEDrot=Aktor 33
11 Zeitverzögerung (langsamer Lichtsensor) § LEDgrün=Sensor LM358 LEDrot=Aktor 35
12 Gegentakt-Lichtsensor (Dämmerungs-Schalter) § LEDgrün=Sensor LM358 2xLEDrot=Aktoren 37
13 Helligkeitsvergleich (LED als Fotozelle) § LEDgrün=Sensor LM358 LEDrot=Aktor 39
14 Dämmerungsschalter § LED grün=Sensor BC547 LM358 LEDrot=Aktor 41
15 Temperatursensor § BC547=Sensor LM358 LED rot=Aktor 43
16 Temperaturvergleich § 2xBC547=Sensor LM358 2xLEDrot 45
17 LED-Blinker § LM358 LED rot 47
18 Ein weicher Blinker § LM358 (beide Op-Amps) LEDrot 49
19 Schneller Blinker § LM358 (beide Op-Amps) LEDrot 51
20 Sanftere Übergänge § LM358 (beide Op-Amps) LEDrot 53
21 Entspannungslicht § LM358 (beide Op-Amps) LEDrot LEDgrün 55
22 Lichtgesteuerte Blitze § LEDgrün=Sensor BC58 LM358 LEDrot 57
23 Lügendetektor § LM358 LEDrot 59
24 Flackernde Kerzen § LM358 (beide Op-Amps) LEDrot LEDgrün 61
25 Elektrofeld-Detektor § LM358 LEDrot LEDgrün 63
Anhang: Basiswissen Operationsverstärker 65
Elektronik-Bauteile
1x Steckboard
BreadBoard SYB-46
2x Widerstände 1k / 0,25W br-sw-ro-
go
2x Widerstand 10k / 0,25W br-sw-or-
go
2x Widerstand 100k br-sw-ge-
go
2x Widerstand 2,2M rt-rt-gn-
go
1x Potentiometer = PIHER-Trimmer 100k linear (B104 = 100.000 Ohm)
3x Kondensator keramik 100nF (104 = 100.000pF)
1x Elko 10uF / 25V
2x LED rot low current 1,92 V / 2..7,5 mA (bei 9V 1k Ohm Vorwiderstand)
1x LED grün l.c. 2,75 V / 2..6.5 mA (bei 9V 1k Ohm Vorwiderstand)
2x Si-Dioden 1N4148 (max. 75V / 150mA)
2x Transistoren BC547B npn
1x Doppel-OPV / Op-Amp LM358 2-fach
1x 50 cm Schaltdraht rot Dm 0,64mm
1x 50 cm Schaltdraht schwarz Dm 0,64mm
1x 50 cm Schaltdraht grün Dm 0,64mm
1x Batterieclip
1x 9V Zink-Kohle Transistor-Batterie (diese fehlt im Lernpaket)
Dual Op-Amp LM358N
24 Flackernde Kerzen Seite 61
pin 3 + pin 5 +
LM358 pin 1 A pin 7 B
pin 2 - pin 6 -
Nun soll ein besonders schöner und weich arbeitender Gegentakt-Blinker mit 2 roten LEDs aufgebaut werden.
Für die Schaltung benötigst Du einen dritten Kondensator mit 100 nF.
Damit wird ein verbessertes Tiefpassfilter aufgebaut.
Im Endergebnis sieht man ein schwaches Auf und Ab der Helligkeit, das dem Flackern realer Kerzen recht nahe kommt.
BreadBoard Schaltbild mit gesteckten Bauteilen
ACHTUNG: Dioden und Elko dürfen nicht falsch gepolt werden !
Für Anfänger und Kinder
ISBN: 978-3-645-65257-5
x501_b_FRANZIS-x_65257-5 Einstieg in die Elektronik mit LEDs - Lernpaket mit LEDs (68 Seiten)_1a.pdf
Lernpaket 2: Inklusive 26 elektronische Bauteile und Handbuch mit 68 Seiten
- Zusätzlich erforderlich: je eine 9V Transistor- / Block-Batterie
Entdecken Sie die Vielseitigkeit der LEDs. Mit der Steckplatine lassen sich alle Versuche schnell und problemlos zusammenbauen.
Herausfordernde Versuche mit Dual-LEDs, Transistoren und Widerständen aus diesem Paket runden den Experimentieralltag ab.
Mit den detaillierten Schaltplänen und Aufbauzeichnungen lässt sich jeder Versuch im Handumdrehen umsetzen.
So gelangen Sie spielerisch bis an den Punkt, an dem Sie eigene Ideen umsetzen können.
Das Franzis Lernpaket Einstieg in die Elektronik mit LEDs
LED-Experimente mit BreadBoard ohne Lötkolben
24 Elektronik-Experimente mit LEDs
Der Siegeszug der LEDs ist nicht mehr aufzuhalten. Sie sind vielseitig einsetzbar und lassen sich für zahlreiche Anwendungen nutzen.
Dieses Lernpaket hat alles, was Elektronik mit LEDs spannend macht. 26 elektronische Bauteile und ein 68-seitiges Handbuch vermitteln nicht nur Grundlagenwissen, sondern Spaß pur.
Das Franzis Lernpaket bietet Fun, Action und Know-how für jeden.
Franzis Lernpakete: Die „fun-tastische" Art des Lernens
Elektronik auf einen Blick!
Die Versuche lassen sich auf der Steckplatine kinderleicht zusammenbauen.
Neben vielen Grundschaltungen finden Sie in diesemPaket auch Anwendungen, die Aha-Effekte, Experimentierspaß und praktischen Nutzen garantieren.
Projekte, die wirklich funktionieren
Franzis Lernpakete zeichnen sich durch hohe Qualität und leichte Umsetzbarkeit auch für Einsteiger aus.
Alle Experimente wurden auf ihre Praxistauglichkeit getestet.
Sie können also sicher sein, dass auch bei Ihnen zu Hause alles klappt.
Diese LED Projekte warten auf Sie:
LED-Grundschaltungen
Rotes Blinklicht
Helligkeitsstufen
Berührungsschalter
Vierfach-Blinker
Gegentaktblinker
Automatik-Farbwechsel
Vierfach-Wechselblinker
Lichtgesteuerte LED
Farbiges Blitzlicht
Farbspiele
Inhaltsverzeichnis
00 Inhaltsverzeichnis 5
01 Die notwendigen Elektronik-Bauteile § 8
02 Die LED-Lampe § 9V-Transistorbatterie 1k LEDrot LEDgrün 15
03 Schaltbare LED-Lampe § 1k LEDgrün 19
04 Zweifarbiges LED-Licht § 1k LEDrot LEDgrün 21
05 Parallel geschaltet § 1k LEDrot 470R LEDgrün 23
06 Geldscheinprüfer § 470R UV-LED 25
07 Rotes Blinklicht § 1k Blink-LED 27
08 Automatik-Farbwechsel § 470R RGB-LED 29
09 Plus oder Minus? § Duo-LEDrtgn 31
10 Drei in einer Schaltung § 1k LEDrot LEDgrün Blink-LED 33
11 Dreier-Blinklicht § 220R LEDrot LEDgrün Blink-LED 35
12 Helligkeitsstufen § Ta LEDrt LEDgn 37
13 Vierfach-Blinker § 2x1k LEDrt LEDgn Blink-LED 39
14 Gegentaktblinker § Blink-LED UV-LED 41
15 Vierfach-Wechselblinker § LEDrt LEDge LEDgn Blink-LED 43
16 Transistor-Blinker § BC547 LEDrt LEDge LEDgn Blink-LED 45
17 Fünf-LED-Blinker § BC547 LEDrt LEDge LEDge LEDgn Blink-LED UV-LED 47
18 Lichtgesteuerte LED § 2xBC547 LEDrt LEDgn 49
19 Berührungsschalter § Berühr-Sensor 2xBC547 LEDrt 51
20 Konstante Helligkeit § Ta 2xBC547 LEDrt LEDge 53
21 Farbwechsel-Blinker § BC547 Blink-LED Dual-LED 55
22 Farbiges Blitzlicht § 2x1k 2xBlink-LED Dual-LED 57
23 Lichtmodulation § 2x330R RGB-LED LEDgn 59
24 Farbspiele § BC547 RGB-LED LEDrt LEDgn LEDor 61
25 Alle zusammen! § Blink-LED LEDgn Dual-LED Blink-LED LEDor RGB-LED UV-LED LEDrt LEDge 63
Anhang: LED-Spannungen und Vorwiderstände 65
Elektronik-Bauteile
1x Steckboard BreadBoard SYB-46
1x Widerstand 220R / 0,25W
2x Widerstände 330R/ 0,25W
3x Widerstände 470R / 0,25W
3x Widerstände 1k Ohm
1x Widerstand 2,2k
1x Widerstand 10k
1x Widerstand 100k
1x LED rot low current 1,92 V / 2..7,5 mA (bei 9V 1k Ohm Vorwiderstand)
1x LED gelb
1x LED grün l.c. 2,75 V / 2..6.5 mA (bei 9V 1k Ohm Vorwiderstand)
1x LED orange
2x Blink-LEDs Rot
1x Dual-LED Rot/Grün
1x UV-LED
1x RGB-Farbwechsel-LED
2x Transistoren BC547B npn
1x 100cm Schaltdraht rot Dm 0,64mm
1x 100cm Schaltdraht blau Dm 0,64mm
1x Batterieclip 9V
1x 9V Zink-Kohle Transistor-Batterie (diese fehlt im Lernpaket)
Nun sollen alle LEDs des LED-Lernpaketes gemeinsam zum Einsatz kommen.
Wie man sieht, wird kein Transistor benötigt.
Trotzdem leuchtet keine der LEDs einfach nur mit konstanter Helligkeit.
Zwei Blink-LEDs und eine Farbwechsel-RGB-LED steuern gleichzeitig die Helligkeit der anderen LEDs.
Es entstehen interessante Farbmuster und Farbmischungen.
LED orange als Lichtsensor bei Tag LED rot OBEN - bei Dämmerung beide LEDs - bei Nacht LED rot UNTEN
App's für Android-Smartphone
LED Resistor Calculator (Rechner seriell & parallel)
Resistor Color Code
Resistor SMD code calculator
Opamp Calculator
Ohm's Law Calculator
RF & Microwave Toolbox
Analog Toolbox
PCB Trace Calculator
www.android-design.nl
LED rot 1,7V 7..20mA
LED rot hell 2,0V 10..20mA
LED orange 1,9V 10..20mA
LED gelb 2,1V 10..20mA
LED grün 3,4V 10..20mA
LED blau 3,5V 10..20mA
LED blau hell 4,5V 10..20mA
LED weiß 3,0V 7..20mA
LED weiß hell 4,0V 10..20mA
IR-LED 1,2V 10..20mA
9,0V - 1,7V
Rv = ------------------- = 1460 Ohm (1,5k Ohm)
0,005
9,0V - 1,9V
Rv = ------------------- = 355 Ohm (360 Ohm)
0,020
Pled = 1,7V x 0,02A = 34mW
Pwid = 9V-1,7V x 0,02A = 146mW (Rv 1/4W)
Ich verwende zum Testen unbekannter LEDs
Transistor-Batterie 9V+ Rv = 333R (= 3x 1k | | | )
UND
Transistor-Batterie 9V+ Rv = 2k (2x 1k - - )
Mit einem Multimeter kann ich dann die LED-Daten ermitteln.
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3. Einstieg in die Elektronik mit Transistoren € 29,95 + € 8,00 Versandkosten vorhanden
ISBN: 978-3-645-65255-1
x501_b_FRANZIS-x_65255-1 Einstieg in die Elektronik mit Transistoren - Franzis Lernpaket (68 Seiten)_1a.pdf
Lernpaket 3: Inklusive 26 elektronische Bauteile und Handbuch mit 68 Seiten
- Zusätzlich erforderlich: je eine 9V Transistor- / Block-Batterie
Dieses Experimentierpaket vermittelt nicht nur die Grundlagen der Transistor-Schaltungstechnik, sondern bietet Spaß pur.
Elektronik wird erlebbar und bevor Sie es merken, können Sie eigene Ideen umsetzen, eigene Schaltungen entwerfen und eigene Dinge erfinden.
Wer will, nimmt die detaillierten Schaltpläne und Aufbauzeichnungen zu Hilfe.
Oder aber Sie bauen einfach drauflos. Bauteile nach Plan einstecken - schon funktioniert das Ganze.
Das Franzis Lernpaket Einstieg in die Elektronik mit Transistoren
24 Elektronik-Experimente mit Transistoren
Transistoren gehören mit zu den wichtigsten Bauelementen der Elektronik.
Mit diesem Lernpaket fällt der Einstieg in die komplexe Welt dieser elektronischen Bauelemente spielerisch leicht.
Vom Personendetektor über Schwingungssensoren bis zu Blitzlichtern oder einer elektronischen Grille wird Elektronik plötzlich mühelos und unterhaltsam.
24 Projekte laden ein zum großen Experimentierspaß.
Setzen Sie Ihre Projekte in die Tat um
Mit diesem Paket gelingen Ihnen 24 Experimente und Schaltungen - ganz ohne Lötkolben.
Die 26 Bauteile in diesem Lernpaket machen die oft umständliche Suche nach passenden Elektronik-Bausteinen überflüssig.
Hier finden Sie alles, was Sie brauchen!
Projekte, die wirklich funktionieren
Franzis Lernpakete zeichnen sich durch hohe Qualität und leichte Umsetzbarkeit auch für Einsteiger aus.
Alle Experimente wurden auf ihre Praxistauglichkeit getestet und tausendfach durchgespielt.
Sie können also sicher sein, dass auch bei Ihnen zu Hause alles klappt.
Diese Transistor Projekte warten auf Sie:
Berührungssensor
Lichtsensor
Personendetektor
Schwingungssensor
NF-Verstärker
Tongenerator
Wechselblinker
Sensorschalter
Blitzlicht
Elektronische Grille
Dreiphasen-Blinker
Inhaltsverzeichnis
00
|
Inhaltsverzeichnis
|
|
|
|
01
|
Die notwendigen Elektronik-Bauteile
|
|
|
9
|
02
|
Knacktöne aus dem Piezo-Schallwandler
|
§
|
Piezo-Ls Transistor-Batterie
|
17
|
03
|
Ein Widerstand im Piezo-Einsatz
|
§
|
1kOhm Piezo-Ls
|
19
|
04
|
Das rote LED-Licht
|
§
|
1kOhm LEDrot
|
21
|
05
|
Rot und Grün LED-Reihenschaltung
|
§
|
1kOhm LEDrot LEDgrün
|
23
|
06
|
Parallel-Schaltung
|
§
|
2x1kOhm LEDrot LEDgrün Ta
|
25
|
07
|
Ein Kondensator als Energiespeicher
|
§
|
1kOhm LEDrot UmSchalter
|
27
|
08
|
Mehr Widerstand — weniger Strom
|
§
|
150kOhm LEDrot Ta
|
29
|
09
|
Der npn-Transistor als Strom-Verstärker
|
§
|
BC547 LEDrot LEDgrün Ta
|
31
|
10
|
Ein Berührungssensor
|
§
|
2xBC547 LEDrot
|
33
|
11
|
Eine LED als Lichtsensor
|
§
|
LEDrot-Sensor 2xBC547 LEDgrün-Aktor
|
35
|
12
|
Elektrostatischer Personendetektor
|
§
|
3xBC547 LEDrot
|
37
|
13
|
Schwingungs-Sensor
|
§
|
Piezo-Ls 2xBC547 LEDrot
|
39
|
14
|
Ein NF-Verstärker
|
§
|
2xBC547 Piezo-Ls
|
41
|
15
|
Hochfrequenz-Detektor
|
§
|
Antenne 2xBC547 Piezo-Ls
|
43
|
16
|
Elektronischer-Blinker
|
§
|
2xBC547 100uF LEDrot
|
45
|
17
|
Tongenerator
|
§
|
2xBC547 10nF Piezo-Ls
|
47
|
18
|
Flip-Flop
|
§
|
Ta 2xBC547 LEDrot LEDgrün
|
49
|
19
|
Wechselblinker
|
§
|
2xBC547 2x100uF LEDrot LEDgrün
|
51
|
20
|
Klopf-Sensorschalter
|
§
|
Piezo-Ls-Sensor 2xBC547 100uF LEDrot
|
53
|
21
|
Der Klopfgeist
|
§
|
3xBC547 100uF Piezo-Ls
|
55
|
22
|
Blitzlicht
|
§
|
3xBC547 3x100uF LEDrot
|
57
|
23
|
Die elektronische Grille
|
§
|
LEDrot-Lichtsensor 3xBC547 Piezo-Ls
|
59
|
24
|
Dreiphasen-Blinker
|
§
|
3xBC547 LEDrt LEDge LEDgn
|
61
|
25
|
Spannungswandler
|
§
|
3xBC547 10nF 100uF LEDrt LEDge LEDgn
|
63
|
Anhang:
|
Halbleiter und Sperrschichten
|
|
Grundwissen
|
65
|
Elektronik-Bauteile
1x Steckboard
BreadBoard SYB-46 (270 Kontakte) 2,54mm Raster = 1/10 Zoll
1x Widerstand 470R / 0,25W (ge-vi-br-gold)
3x Widerständ 1,0k (br-sw-rt-gold)
1x Widerstand 3,3k (or-or-rt-gold)
3x Widerständ 27k (rt-vi-or-gold)
2x Widerständ 150k (br-gn-ge-gold)
1x Widerstand 2,2M (rt-rt-gn-gold)
1x Kondensator keramik 10nF
3x Elkos 100uF / 35V (= 0,0001 Farad)
1x LED rot
1,92 V / 7,5 mA - bei 9V 1k Ohm Vorwiderstand (If max. 20mA)
1x LED gelb
1x LED grün
2,75 V / 6.5 mA - bei 9V 1k Ohm Vorwiderstand (If max. 20mA)
1x Transistor BC557B pnp
3x Transistor BC547B npn
1x Piezo-Schallwandler FT-27G-2.8ASL-886 (Hochton-Lautsprecher) Dm=27 x 0,35mm
1x 100 cm Schaltdraht rot Dm=0,64mm
1x 100 cm Schaltdraht schwarz Dm=0,64mm
1x 100 cm Schaltdraht gelb Dm=0,64mm
1x Transistorbatterie Batterieclip 9V
1x 9V Zink-Kohle Transistor-Batterie (diese fehlt im Lernpaket)
LED Reihenschaltung
LEDs immer mit Vorwidestand betreiben.
9,0V - 1,92V - 2,75V
Rv = ------------------------------ = 1.000 Ohm (besser ist ein 620 Ohm Widerstand)
0,0043
9,0V - 2,2V - 3,1V
kleinster möglicher Rv = ------------------------------ = 150 Ohm
0,025
LED Parallelschaltung
9,0V - 2,2V
kleinster möglicher Rv = ------------------- = 330 Ohm
0,02
Unterschiedliche LEDs sollte man nicht einfach parallel schalten.
Jede LED braucht ihren eigenen Vorwiderstand von 330R bis 1k.
Baue zusätzlichen einen Kontakt zwischen beiden Anoden ein.
Wenn Du diesen Kontakt schließen, kann sich die Helligkeitsverteilung deutlich ändern.
Der Grund dafür liegt in der unterschiedlichen Spannung der LEDs.
Die Durchlassspannung der roten LED ist deutlich geringer als die der grünen LED.
Dann fließt der größte Teil des Stroms durch die rote LED.
Die grüne LED ist aus oder leuchtet nur noch sehr schwach.
Es gibt aber auch LEDs da ist die Spannung bei rot und grün gleich.
Immer Datenblatt bemühen oder austesten mit 1k Vorwiderstand
LED bedrahtet Rot Rund 5 mm 11 mcd 60 ° 20 mA 2.25 V L 53 HD
schwach bei 2mA default 10mA Nennstrom 20mA max. 25mA bei 25°C
CONRAD Best.-Nr. 184543-62
Der Piezo-Schallwandler
Der Piezo-Schallwandler dient als einfacher Lautsprecher und als Mikrofon oder Schwingungssensor.
Der Aufbau ähnelt dem eines keramischen Scheibenkondensators, wobei allerdings das Dielektrikum zusätzlich elektrisch vorgespannt ist.
Dadurch entsteht eine Kopplung zwischen mechanischer Spannung und elektrischer Spannung.
Der piezoelektrische Effekt tritt in ähnlicher Weise auch bei natürlichen Quarzkristallen auf.
Siehe auch Piezo-Feueranzünder mit jedoch über 3.000V Spannung (das 100-fache)
Piezo-Schallwandler / FT-27G-2.8ASL-886
Piezokearamischer Schallwandler
Typ FT‑27G‑2.8ASL‑886
Impedanz: 150 Ω
Resonanzfrequenz: 2,8kHz ± 0,5 kHz
Material Aussenseite: Messing
Innenseite: Keramik mit Silberbeschichtung
Elektr. Kapazität: 13 nF ± 30 %
Betriebsspannung:
30 Vac
Durchmesser 27/25 mm
Höhe: 0,35mm
mit LED als Lichtsensor
Eine Grille kann in der Nacht ganz schön nerven, denn sie macht laute Geräusche.
Diese Schaltung erzeugt ein Piepsen — aber wie die Grille nur dann, wenn es dunkel ist.
Du kannst den Piepser irgendwo verstecken. Da er sich nur im Dunkeln meldet, ist er nicht leicht zu finden.
Die Grille ist eine Kombination aus zwei schon bekannten Schaltungen, dem Tongenerator und dem Lichtsensor.
Wenn Licht auf die rote LED fällt, erhält der mittlere Transistor einen größeren Basisstrom, sodass die Schwingungen aufhören.
Die Helligkeit, bei der die Grille verstummt, ist von den Bauteiletoleranzen abhängig.
Es kann sein, dass die normale Raumhelligkeit nicht ausreicht.
Dann sollte die Schaltung unter einer Lampe stehen.
Teste auch andere LEDs als Lichtsensor.
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4. 50 Experimente mit Solarenergie € 29,95 + € 8,00 Versandkosten
(nur Handbuch vorhanden)
FRANZIS Lernpaket
www.elo-web.de
50 Experimente mit Solarenergie: Einfache Grundschaltungen und komplexe Anwendungen
Steckbrett / BreadBoard SYB-46
Genaue Details siehe
http://sites.schaltungen.at/elektronik/solar-buecher
03) 50 Experimente mit Solarenergie - Grundlagen und Möglichkeiten der Photovoltaik
x501_b_FRANZIS-s_25005-2 50 Experimente mit Solarenergie_1a.pdf € 19.95
ISBN: 978-3-645-25005-2 E-Book
ISBN 978-3-645-
65005-2 Hand-Buch zu Franzis Lernpaket
Autor: Ulrich E. Stempel
Seiten: 205
2010
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5. Strom mit Solarenergie (nur Handbuch vorhanden)
FRANZIS Lernpaket
FRANZIS Lernpaket Strom mit Solarenergie € 29,95 + € 8,00 Versandkosten
Der Schnellstart in Photovoltaik. Grundlagen der Photovoltaik mit über 30 Experimenten.
Ohne Lötkolben experimentieren! Bauteile einfach einstecken - Fertig!
ISBN: 978-3-645-65062-5
- Lernpaket mit über 30 Experimenten zur Vermittlung der Photovoltaik-Grundlagen
- Alle Versuche und Experimente erfolgen ohne Lötkolben und ohne fremde Stromversorgung
- Experimente mit Solarzellen
- Messtechnische Möglichkeiten
- Massnahmen zur Leistungssteigerung
- Solare Ladeverfahren, Ladetechnik, Akkuladung
- Reihenschaltung, Parallelschaltung
ELV Artikel-Nr.: 68-07 91 21
http://www.elv.at/franzis-lernpaket-strom-mit-solarenergie.html
Lernpaket Franzis Verlag Strom mit Solarenergie ab 14 Jahre
https://www.conrad.at/de/lernpaket-franzis-verlag-strom-mit-solarenergie-ab-14-jahre-908997.html
Genaue Details siehe
http://sites.schaltungen.at/elektronik/solar-buecher
08) Grundlagen der Solarenergie - Schaltungen und Experimente rund um die Photovoltaik
Handbuch:
x501_b_FRANZIS-s_3893-9 Grundlagen der Solarenergie - Lernpaket Strom mit Solarenergie (128 Seiten).pdf
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6. Lernpaket: Umwelt-Messtechnik
FRANZIS Lernpaket
Das FRANZIS Lernpaket Umwelt-Messtechnik € 49,95 + € 8,00 Versandkosten
Ohne Lötkolben experimentieren! Bauteile einfach einstecken - Fertig!
ISBN: 978-3-645-65249-0
x501_b_FRANZIS-x_65249-0 Umwelt-Messtechnik - Lernpaket mit Sensoren (142 Seiten)_1a.pdf
www.elo-web.de
http://www.franzis.de/franzis/affiliate/132923004/site_adwords/url/directory/elektronik/lernpakete-energie/das-franzis-lernpaket-umwelt-messtechnik?gclid=CP-Ul5W7_M0CFdW4GwodwG0LoQ&utm_source=OM_Adwords_Verlag-132923004&utm_medium=affiliate&utm_content=adwords
Lieferumfang:
Mess-Sensoren, über 45 Bauteile, Steckboard,
142-seitiges Handbuch
Für Kinder unter 14 Jahren nicht geeignet.
Zusätzlich erforderlich: 9-V-Blockbatterie
Wollten Sie schon immer wissen, wie sich Radioaktivität nachweisen lässt, oder ob Ihr Arbeitszimmer Elektrosmog-belastet ist? Messen und erforschen Sie im Handumdrehen Umwelt-Paramenter, die uns alle angehen. Dieses Lernpaket bietet alles, was Sie für Ihren Einstieg in die Umwelt-Messtechnik benötigen. Messen, erfahren und erleben Sie selbst, welche Umwelteinflüsse uns umgeben.
Das Franzis Lernpaket: Know-how nicht nur für Umwelttechniker
Temperaturschwankungen, Veränderungen in der Luftfeuchtigkeit oder Lichtintensität, magnetische Felder oder sich verändernde Geräuschpegel bestimmen unsere Umwelt. All diese Parameter lassen sich mit dem Lernpaket Umwelt-Messtechnik anzeigen und verifizieren. Auch Störstrahlungen wie Elektrosmog oder Radioaktivität sind mit den Messinstrumenten aus diesem Paket nachweisbar.
Das Paket enthält Sensoren, über die die Messungen erfolgen. LEDs und ein analoges Drehspulinstrument zeigen die Messwerte an und werten sie aus. Spielend leicht erfahren Sie die Funktionen und Möglichkeiten der Sensoren und Elektronikbauteile und steigen in die Grundlagen der Umwelt-Messtechnik ein. Noch besser: Je nach Ihren eigenen Bedürfnissen passen Sie die Schaltungen an und erhalten so optimierte Messgeräte.
Ein leicht verständliches Handbuch
Lernen ohne Theorieballast, Wissen, das aus der Praxis kommt - das macht das Handbuch aus diesem Paket so besonders. Von einfachen Bauteilen und Sensoren bis zum fertigen Umwelt-Mess-Projekt. Noch nie war Umwelt-Messtechnik so einfach!
Experimentieren Sie nach Gusto und entwickeln Sie Ihre Kenntnisse spielerisch nebenbei! Die Experimentieraufbauten ermöglichen ein leichtes und schnelles Vorankommen. Für den, der es genau wissen will: Die physikalisch-elektronischen Grundlagen und Messmethoden werden ebenso erklärt wie die Relevanz der einzelnen Werte für Mensch und Umwelt.
Projekte, die wirklich funktionieren
Hohe Qualität und leichte Umsetzbarkeit auch für Einsteiger sind uns ein Anliegen. Praxistauglichkeit wird in den Franzis-Lernpaketen groß geschrieben. Alle Experimente wurden tausendfach durchgespielt. Franzis-Lernpakete halten, was sie versprechen.
Alle Projekte des Franzis Lernpaket Umwelt-Messtechnik:
Luxmeter mit dem Fototransistor
Dunkelsensor
Temperaturanzeige mit dem NTC
Wärmestrahlung messen
Luftfeuchte-Sensor in der Praxis
Geräuschpegel verifizieren
Luftbewegung verfolgen
Anemometer aufbauen
Elektrische Felder in der Wohnung
Magnetische Felder anzeigen und messen
Elektronisches Elektroskop
Elektrostatik mit dem Elektroskop nachweisen
Leitfähigkeitsmessung in Flüssigkeiten
Radioaktive Strahlung von Alltagsgegenständen anzeigen
Inhaltsverzeichnis
1 Die Komponenten des Lernpakets 11
1.1 Steckbrett 12
1.2 Elektrische Maschine (Motor/Generator) 15
1.3 Reduzierstück/Pappscheibe 17
1.4 Drehspulinstrument 18
1.5 Diode 19
1.6 Leuchtdioden 20
1.7 Transistor 21
1.7.1 So funktioniert der Transistor 22
1.8 MOSFET 23
1.9 Integrierter Schaltkreis/OP 23
1.10 Widerstände 26
1.11 Trimmpotenziometer (Trimmer-Poti) 27
1.12 Piezo-Schallwandler 28
1.13 Hallsensor/Magnet 29
1.14 Fototransistor 30
1.15 NTC 30
1.16 Luftfeuchtesensor 31
1.17 Elektretmikrofon 31
1.18 Kondensator 32
1.19 Elektrolytkondensatoren (Elkos) 33
1.20 Spule 34
1.21 Schaltdraht 35
1.22 Batterieclip 36
1.23 Steckstifte 37
1.24 Ausschneidekarton 38
2 Experimente 41
2.1 Licht messen 41
2.1.1 Lichtwellen 41
2.1.2 Die Beleuchtungsstärke (Lx) 42
2.1.3 Fototransistor als Lichtsensor § BPX81 43
2.1.4 Dunkelsensor § BPX81 LED 1k 44
2.2 Messgerät vorbereiten § Ins. 45
2.2.1 Gehäuse Anzeigeinstrument 45
2.2.2 Messinstrument anschließen 46
2.3 Luxmeter § BPX81 Pot.10k BC547 Ins. 47
2.3.1 Luxmeter aufbauen 47
2.4 Temperaturskala 49
2.4.1 Temperaturmessung § NTC4,7k LM358N Ins. 49
2.4.2 Wärmestrahlung messen § NTC4,7k LM358N Ins. 53
2.4.3 Temperaturschalter mit LED § NTC4,7k LM358N BC547 LEDrt 54
2.4.4 Temperaturanzeige mit Ansteuerung § NTC4,7k LM358N BC547 LEDrt Motor 12V 56
2.5 Hygrometer 57
2.5.1 Tendenzanzeige der Luftfeuchtigkeit § GY-HR002 LM359N 2LED 58
2.5.2 Hygrometeranzeige mit Drehspulinstrument § GY-HR002 LM359N Ins. 60
2.5.3 Hygrometer mit Temperaturkompensation § GY-HR002 NTC4,7k LM359N Ins. 62
2.6 Luftbewegung, Wind 63
2.6.1 Anemometer aufbauen 65
2.6.2 Anemometeranzeige stabilisieren § Motor 10kPot Ins. 70
2.7 Schall, Geräuschpegel 71
2.7.1 Schallpegelanzeige mit LED § ECM LM358N Pot10k 2xBC547 LEDrt 72
3 Elektrische Felder 75
3.1 Felder messen 75
3.1.1 Universal-Feldmessgerät mit LED § Ant 2xBC547 LEDor 76
3.1.2 Elektrosmog hören § L220uH BC457 LM358N Piezo-Ls oder Kh 77
No.23 Recorder Software www.no23.de 85
3.2 Magnetfeldsensor 86
3.2.1 Erster Sensortest § CYL49E LEDrt LEDor 87
3.2.2 Magnetsensor mit Instrumentenanzeige § CYL49E Pot10k Ins. 89
3.2.3 Nord-Süd-Anzeige § CYL49E Pot10k LM358N 2LED 91
3.2.4 Teslameter § CYL49E Pot10k LM358N Ins. LEDor 93
3.3 Elektrostatik 96
3.3.1 Einfaches Elektroskop 97
3.3.2 Elektronisches Elektroskop § Ant. BS170 BC547 LEDor 99
3.3.3 Einfache Analoganzeige § Ant. BS170 BC547 Pot10k Inst. 102
3.3.4 Elektrostatische Felder, Komfortanzeige § Ant. BS170 Pot10k LM358N Inst. 103
3.4 Leitfähigkeitsmessung 106
3.4.1 Messeinrichtung vorbereiten 107
3.4.2 Leitfähigkeit von Wasser § Elektr. LEDrt 470r 108
3.4.3 Leitwert, Analoganzeige § Elektr. Pot.10k LM358N Ins. 110
3.4.4 Leitwertmessung mit Temperaturkompensation § Elektr. NTC4,7k Pot.10k LM358N Ins. 113
3.4.5 Leitwert, Schaltaufgaben § Elektr. NTC4,7k Pot.10k LM358N 2LEDrt 115
3.4.6 Weitere Anwendungen 117
3.5 Kapazitive Felder 118
3.5.1 Universalfelddetektor § BS170 BC547 LEDor 119
3.5.2 Felddetektor mit Analoganzeige § BS170 BC547 Pot.10k Ins. 121
3.6 Radioaktivität 122
3.6.1 Proben 124
3.6.2 Anzeige von radioaktiver Strahlung mit LED § BS170 BC547 LEDrt 125
3.6.3 Radioaktive Strahlung, Messverfahren 127
A Anhang 129
A.1 Prüfschaltungen und Tipps 129
A.1.1 Prüfen von Leuchtdioden § 9V 1k LED 129
A.1.2 Prüfschaltung für den Transistor § 9V Ta LEDrt BC547 130
A.1.3 Prüfschaltung IC LM 358 § 9V LEDor LM358N 2LED 133
A.1.4 Prüfen von Kondensatoren § Multimeter 134
A.1.5 Batteriecheck § Ta 10k Ins. 135
A.2 Vorlagen § Ausschneide-Karton 137
A.2.1 Instrumentengehäuse 138
A.2.2 Anemometer, Schalen 140
A.3 Reduzierung von schädlichen Feldern 142
A.3.1 Hinweis zur Strahlung 142
Elektronik Bauteile
Stück Komponente Spezifizierung
1x Steckboard
BreadBoard SYB-46 (270 Kontakte) 2,54mm Raster = 1/10 Zoll
14x Widerstände, Kohle 1/4 W,
Widerstandswerte
Stück Wert Farbcode
1x 100R (braun, schwarz, braun, gold)
1x 470R (gelb, violett, braun, gold)
5x 1k (braun, schwarz, rot, gold)
1x 2,2k (rot, rot, rot, gold)
1x 10k (braun, schwarz, orange, gold)
2x 100k (braun, schwarz, gelb, gold)
1x 470k (gelb, violett, gelb, gold)
2x 1M (braun, schwarz, grün, gold)
1x 10k Trimmpotentiometer (mit Rändelrad)
1x Spule 220uH
1x Kondensator 100 nF
1x Kondensator 10 nF
3x Elektrolytkondensatoren 10uF / 50V
3x Elektrolytkondensatoren 47uF / 35V
3x Elektrolytkondensatoren 100uF / 35V
2x Dioden 1N4148 (75V / 150mA)
2x LED rot 1,7V / 10mA
1x LED orange 2,2V / 10mA
1x Transistor BC 557 pnp
2x Transistor BC 547 npn
1x MOSFET BS170
1x IC LM 358
Sensoren:
1x Fototransistor
BPW40
1x Hallsensor
CYL49E
1x kleiner Dauermagnet
1x
NTC 4,7k bei 20°C negative temperature coefficient Thermistor = Heißleiter
1x Luft-Feuchtesensor
GY-HR002 oder gleichwertig 12,7 x 15,24 x 5,08 mm
https://www.mikrocontroller.net/articles/Feuchtesensor
1x ECM Elektretmikrofonkapsel (electret capacitor microphone) Elektret-Mikrofon mit 2-pins
Aktoren:
1x Piezo-Schallwandler mit Anschlusskabel Piezo-Lautsprecher (Impedanz 10k..100k)
1x Motor 9Vdc 150mA Ri= 60 Ohm (als Strom-Generator)
1x Reduzierstück
1x Pappscheibe
1x Drehspulinstrument mit Anschlusskabel, Skala (40x40x12mm)
Drehspul-Instrument 0,775 Volt / 1,8 mA / 430 Ohm (Bezugspegel Tontechnik 0dBu = 0,775V)
Analog Panel VU Meter Audio Level Meter
Panel-VU-Meter Audio Level Meter
Panel VU Meter 1800uA 430 Ohm
1x 1m Draht Dm=0,64 mm
4x Steckstifte
1x Ausschneidebogen
1x Batterieclip - für 9 Volt Transistor-Batterie
1x 9V Zink-Kohle Transistor-Batterie (diese fehlt im Lernpaket)
Zusätzlich erforderlich (haushaltsübliche Gebrauchsgegenstände):
Kopfhörer mit 3,5mm Klinkenstecker
• Klebstoff, doppelseitiges Klebeband, Schere
• Kleine Flasche
• Aluminiumfolie
• Blechdose
BC547 BC557
BS170 MOS-FET
LM358N Op-Amf 2-fach
Hallsensor CYL49E
Luftfeuchte-Sensor
Feuchte-Sensor GY-HR002 20 bis 95 % rF 0 bis +60 °C
Impedanz: 1,5G Ohm bis 4k Ohm
Humidity sensor GY-HR002
CONRAD Bestell-Nr.: 183324-62
Die Vorteile dieses betauungsresistenten Sensors sind sein großer Messbereich, eine schnelle Ansprechzeit, die geringe Hysterese und seine stabile und zuverlässige Funktion.
Die einfach weiterzuverarbeitende resistive Charakteristik eröffnet eine Fülle von Einsatzmöglichkeiten
300_b_Sensor-x_183324-62 LUFT-FEUCHTE-SENSOR GY-HR002 - Humidity Sensor_1a.pdf
ECM = electret capacitor microphone =
Elektret-Mikrofon mit 2-pins
Empfangs Spule 220uH (Feritkern mit Draht umwickelt)
SENSOREN
Fototransistor BPX81
Feuchte-Sensor GY-HR002
NTC 4,7k bei 20°C Heißleiter
Luft-Feuchte-Sensor GY-HR002
Erd-Feuchte-Sensor n (Grafit-Elektroden aus Druckbleistift-Minen)
NTC 4,7k bei 20°C Heißleiter
Grafit-Elektroden aus Druckbleistift-Minen
Op-Amp GRUNDSCHALTUNG
NTC 4,7k bei 20°C Heißleiter
Drehspul-Instrument Anzeige (0,8 Volt / 1,9mAmp. / 418 Ohm)
AKTOREN
Motor 9Vdc
Duo-LED Anzeige
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CONRAD Basic-Lernpaket
Elektronik - verstehen und anwenden
Lernpaket Conrad Basic Elektronik 3964 ab 14 Jahre
- Elektronik leicht verständlich
- Aufbau ohne Vorkenntnisse
- Völlig ohne Lötkolben
Beschreibung
Für den schnellen und leichten Aufbau der Schaltungen dient eineLaborsteckplatine, sodass man ganz ohne Lötkolben auskommt.
Damit stehtden spannenden 20 Experimenten nichts mehr im Wege.
Das Lernpaket führtdurch die Grundlagen der Elektronik bis hin zur Planung eigener Schaltungsvarianten.
Experimente: LED-Lampe · Berührungssensor · Lichtsensor · Temperatursensor ·Wechselblinker · LED-Blitzlicht · Zeitschalter · Bewegungsdetektor undvieles mehr.
von www.schaltungen.at downloadbar
992_b_CONRAD-x_3-7723-10031-1 CONRAD LERNPAKET ELEKTRONIK - verstehen und anwenden (36 Seiten)_1a.pdf
Eine Lehrer Stellungnahme zu
Lernpaket Conrad Basic - Elektronik (im Unterricht)
zu Conrad Best. Nr. 192296-62
Physikdidaktik
Ich suchte für meine Oberstufenschüler nach einer kostengünstigen Lösung, um mit ihnen Schaltungsbeispiele zum Thema Halbleiterbauteile zu stecken.
Die Firma Conrad bietet das „Lernpaket Conrad Basic Elektronik“ um 10,99 EUR an, das ich kurz vorstellen möchte.
Es enthält neben einer Steckplatine 22 Bauteile (ein Stück Draht, diverse Widerstände und Kondensatoren, Transistoren, farbige LEDs). Extra wird eine 9 V-Batterie gebraucht.
Ich entschied mich für diesen Experimentiersatz, weil Standardbauteile verwendet werden, die jederzeit günstig nachgekauft werden können.
Außerdem lag mir sehr daran, dass die Schülerinnen und Schüler „echte“ Kondensatoren, Transistoren etc. zu Gesicht bekommen, die nicht bis zur Unkenntlichkeit in gelben Steckkastenbausteinen versteckt sind.
Sie sollten dabei auch sehen, wie man die diversen Anschlüsse bei Dioden oder Transistoren erkennt und die Bauteile dann auch richtig einbaut.
Die im Bausatz verwendete Steckplatine ist ein so genanntes „BreadBoard“.
Leitende Verbindungen werden durch Stecken der Bauteile hergestellt. Im Bausatz selbst befindet sich ein Heftchen mit Schaltplänen und Abbildungen zu 20 Experimenten (auch als Download verfügbar).
Das ergänzende Lehrerheft um 11,99 EUR enthält wenig Zusatzinformationen.
Beim Aufbau der Schaltungen durch die Klasse ist mir zuerst aufgefallen, dass das Herstellen von einfachen Leiterbrücken relativ lang dauert.
Das Abisolieren der Drähte lässt man die Schülerinnen und Schüler besser vorab zu Hause erledigen.
Leider passen die Fotos der Schaltungen im Begleitheft nicht zu den Schaltplänen: Die Reihenfolge von Widerständen und Dioden ist fast durchwegs vertauscht, was zu Verwirrung führte.
Die Anleitung durch Fotografien war für einige Schülerinnen und Schüler aber nötig, da sie sonst nicht die Schaltpläne in entsprechende Breadboard-Schaltungen umsetzen konnten.
Ich habe daher die Schaltungen zu Hause aufgebaut, fotografiert und als färbigen A4 Ausdruck zur Unterstützung auf den Lehrertisch gelegt.
Fast alle von den Schülerinnen und Schülern in Zweiergruppen aufgebauten Schaltungen funktionierten zufriedenstellend.
Leider sind die Bauteile nicht für oftmaligen Einsatz geeignet.
D ie D r ä hte a n den Wider s t ä nden si nd s o weic h, d a s s d ie B auteile nach wenigen Aufbauten wohl ersetzt werden müssen.
Die Schaltungsbeispiele im Bausatz sind sehr interessant ausgewählt. Vor allem die Schaltungen „LED als Lichtsensor“ und „Bewegungsdetektor“ haben mir sehr gut gefallen.
In der Schaltung „LED als Lichtsensor“ wirkt der Sperrstrom einer LED bei Beleuchtung über eine Darlington-Schaltung als Schalter für eine weitere LED.
Das Beispiel „Bewegungsdetektor“ demonstriert, wie durch Bewegung in der Nähe eines Drahtes Ladungen im Draht verschoben werden und über eine Darlington-Schaltung eine Diode gesteuert werden kann.
Mit diesem Schaltungsbeispiel lässt sich näherungsweise die Funktionsweise eines kapazitiven Touchscreens erklären.
Zusammenfassung:
Der Experimentierkasten „Lernpaket Conrad Basic Elektronik“ ist ein preisgünstiger, an der Elektronik-Realität angelehnter Bausatz.
Die Schülerinnen/Schüler erhalten damit Einblick in Probleme beim praktischen Aufbau von Schaltungen.
Wie z.B. baut man einen Transistor korrekt in eine Schaltung ein?
Es ergibt sich dadurch natürlich ein Zeitverlust in der Umsetzung der Schaltpläne.
Manche Schüler brauchen mehr Anleitung als andere.
Die Schaltungsbeispiele sind sehr interessant.
Alles in allem ist der Bausatz seinen Preis wert.
Bei einem Ankauf der Bausätze für die Schule muss man damit rechnen, die Bauteile oft erneuern zu müssen.
Auch ist aufgefallen, dass die Qualität der LEDs schwankt – es ist günstig, Ersatz-LEDs zur Verfügung zu haben, um den Erfolg der Arbeit an den Schaltungen sicher zu stellen.
Quelle:
Mag. Joachim Rottensteiner
BG 5 , Rainergasse , Wien
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Halbleiter und Sperrschichten
Die Halbleitertechnik hat seit der Mitte des 20. Jahrhunderts zu einer Revolution in der Elektronik geführt.
Wer mit Dioden, Transistoren und integrierten Schaltkreisen arbeiten möchte, der sollte einige grundlegende Vorstellungen von den physikalischen Grundlagen der Halbleitertechnik haben.
Dioden sind Halbleiter-Bauelemente, die den Strom nur in einer Richtung leiten.
Man baut sie meist aus Silizium (zu Beginn aus Germanium) und verwendet dabei zwei Schichten aus N-dotiertem und P-dotiertem Material.
An der Berührungsfläche zwischen beiden Schichten bildet sich eine nichtleitende Sperrschicht geringer Dicke.
Freie Elektronen füllen in diesem Bereich Löcher, so dass wie im reinen Silizium praktisch keine freien Ladungsträger mehr vorhanden sind.
Die Diode ist damit zunächst ein Nichtleiter.
Sperrschicht einer Diode
Legt man an die äußeren Kontakte der Diode (n-Schicht p-Schicht) eine kleine Spannung, dann vergrößert oder verkleinert sich die Sperrschicht.
Zunächst soll der n-Anschluss mit dem Minuspol und der p-Anschluss mit dem Pluspol verbunden werden.
Die Ladungen an den Anschlüssen stoßen dann ihre jeweiligen Ladungsträger im Kristall ab, so dass sie in Richtung der Sperrschicht gedrückt werden.
Ab einer Spannung von ca. 0,5 V beginnen sich die n-Schicht und die p-Schicht zu berühren,
d.h. die Sperrschicht hebt sich auf.
Damit fließt nun auch ein Strom, die Diode wird nun in Durchlassrichtung betrieben.
Bei ca. 0,7 V wird an einer Si-Diode eine gute Leitfähigkeit erreicht.
Bei ca. 0,3 V wird an einer Ge-Diode eine gute Leitfähigkeit erreicht.
Eine Diode in Durchlassrichtung
Polt man die Spannung um, tritt der gegenteilige Effekt auf:
Ladungsträger werden zu den äußeren Anschlüssen hingezogen, sodass sich die Sperrschicht vergrößert.
Die isolierende Wirkung der Sperrschicht wird also besser.
An eine typische Diode vom Typ 1N4148 kann eine Sperrspannung von bis zu 75 V gelegt werden.
An eine typische Diode vom Typ 1N4001 kann eine Sperrspannung von bis zu 100 V gelegt werden.
An eine typische Diode vom Typ 1N4004 kann eine Sperrspannung von bis zu 400 V gelegt werden.
An eine typische Diode vom Typ 1N4007 kann eine Sperrspannung von bis zu 1000 V gelegt werden.
Man kann die Diode als ein elektrisches Ventil bezeichnen, da sie den Strom nur in einer Richtung passieren lässt.
Sie wird daher häufig als Gleichrichter eingesetzt.
Leuchtdioden (LEDs) funktionieren prinzipiell gleich wie Si-Dioden und können daher ebenfalls als Gleichrichter arbeiten.
Eine Diode in Sperrrichtung
Wie eine Diode besteht auch der Transistor aus n-dotiertem und p-dotiertem Halbleitermaterial.
Man verwendet 3 Schichten mit 2 dazwischen liegenden Sperrschichten.
Die Schichtenfolge kann n-p-n oder p-n-p sein.
Hier soll nur der gängige npn-Transistor betrachtet werden.
Transistor BC557B pnp
Transistor BC547B npn
Schichtenaufbau und Ersatzschaltbild des npn-Transistors
Die einzelnen Schichten des Transistors bezeichnet man als Emitter (E), Basis (B) und Kollektor (C).
Entscheidend für die Funktion ist, dass die Basisschicht sehr dünn ist.
Der Transistor soll zunächst mit freiem Basisanschluss an eine Stromquelle gelegt werden, wobei der Emitter mit dem Minuspol verbunden sein soll.
Es fließt kein Strom, weil die Basis-Kollektor-Sperrschicht in Sperrrichtung liegt.
Der Transistor mit offener Basis
Nun soll eine zweite Stromquelle zwischen Basis und Emitter angeschlossen werden, wobei der Pluspol an der Basis liegt und die Spannung mit etwa 0,6 V so gering ist, dass nur ein kleiner Strom durch die Basis-Emitter-Diode fließt.
Dabei kann man einen wesentlich größeren Strom beobachten, der vom Kollektor zum Emitter fließt.
Die Erklärung dafür findet sich in der sehr dünnen Basisschicht.
Treten nämlich n-Ladungsträger in die Basis ein, gelangen sie sofort in das starke elektrische Feld der Basis-Kollektor-Sperrschicht.
Die meisten der Ladungsträger werden zum Kollektor hin gesaugt.
Nur etwa 1% der Ladungsträger, die vom Emitter ausgehen, gelangen zum Basisanschluss.
Umgekehrt ist also der Kollektorstrom etwa 50..100..300-mal größer als der Basisstrom.
Der Kollektorstrom wird über die Basis-Emitter-Spannung bzw. über den Basisstrom gesteuert.
Das Sperrschichtmodell der Verstärkung
Einfachste Grundlagen von www.schaltungen.at downloadbar.
PHILIPS Anleitungsbücher
992_b_EE1000-x_Philips EE1040 Anleitungsbuch Elektronik Baukasten (100 Seiten)_1a.pdf
992_b_EE2000-x_Philips EE2040 Anleitungsbuch, Elektronik Baukasten (68 Seiten)_1a.pdf
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LED-Spannungen und Vorwiderstände
Im Vergleich zu einer Glühlampe verhält sich eine LED zunächst sonderbar.
Nicht nur, dass Strom nur in einer Richtung fließt, während eine Glühlampe beliebig gepolt werden darf, auch die Anschlussspannung in Durchlassrichtung ist sehr kritisch.
Eine kleine Glühlampe mit den Nenndaten 6,0V, 100mA zeigt eine große Toleranz gegenüber der tatsächlichen Anschlussspannung.
Schon ab ca. 1,0V beginnt ein schwach sichtbares, dunkelrotes Glühen.
Bei der Nennspannung bekommt man helles gelblich-weißes Licht.
Wenn man sehr kurz eine höhere Spannung probiert, wird das Licht grell-weiß.
Sogar die doppelte Nennspannung von 12V zerstört die Glühlampe nicht sofort, sondern erst nach einigen Sekunden oder Minuten.
Dies soll keine Aufforderung zu einem Experiment sein, sondern nur verdeutlichen, dass eine Glühlampe in einem weiten Spannungsbereich arbeiten kann.
Ganz anders ist es dagegen mit einer LED.
Die Spannung an einer mit 10mA .. 20mA durchflossenen roten LED liegt etwa bei 1,8 V.
Erhöht man die Spannung nur um 0,5V auf 2,3 V, brennt die LED unweigerlich durch.
Umgekehrt leuchtet die LED überhaupt nicht mehr, wenn man ein halbes Volt weniger anlegt.
Wenn eine höhere Spannung verwendet wird, sorgt ein Widerstand dafür, dass sich automatisch die richtige Spannung einstellt.
Versuche nun, eine rote LED ohne Widerstand direkt an einer einzelnen 1,5V Zelle zu betreiben.
Nur weil die Spannung gerade an der unteren Grenze liegt, darf hier ausnahmsweise ohne Vorwiderstand gearbeitet werden.
Ausnahmsweise ohne Vorwiderstand
Du wirst feststellen, dass die rote LED tatsächlich leuchtet, wenn auch nur sehr schwach.
Setze nun die grüne LED ein.
Ergebnis: Sie leuchtet nicht!
Tatsächlich fließt praktisch kein Strom durch die grüne LED.
Die gelbe LED liegt irgendwo zwischen der roten und der grünen und leuchtet an 1,5 V allenfalls extrem schwach.
Testen auch die weiße LED. Auch sie zeigt bei nur 1,5 V nicht das geringste Leuchten.
Welcher Strom fließt bei welcher Spannung?
Diese Frage beantwortet die Kennlinie eines Bauteils.
Das Diagramm zeigt die gemessene Kennlinie der roten und der grünen LED.
Man sieht, dass jeweils erst ab einer gewissen Mindestspannung oder »Schwellspannung« ein merklicher Strom fließt.
Mit steigender Spannung steigt die Kennlinie immer steiler an.
Die Messungen wurden beim gerade noch erlaubten Strom von 20mA abgebrochen.
Man kann sich aber leicht vorstellen, wie der weitere Verlauf der Kennlinien wäre.
Eine nur geringfügig höhere Spannung bedeutet einen erheblich höheren Strom, der immer zur Zerstörung der LED führt.
LED rot & grün
I max 20mA
U=1,7V bis 1,9V U=2,05V bis 2,25V
Das Diagramm oben zeigt deutlich die unterschiedlichen Schwellspannungen der roten und der grünen LED.
Nun ist auch klar, warum die rote LED bei 1,55V gerade noch leuchtet, die grüne LED aber nicht.
LED weiß
I max 25mA
U=3,25V bis 3,7V
Kennlinie einer
weißen LED.
Dieses Diagramm aus dem Datenblatt eines LED-Herstellers zeigt zum Vergleich die Kennlinie einer
weißen LED.
Man erkennt, dass eine Mindestspannung von ca. 2,7V nötig ist, damit ein Strom fließt.
Bei einer Spannung von 3,0V ist bereits ein Strom von knapp 4mA zu erwarten.
Ein Test bestätigt dies.
Schließe die weiße LED nur zum Test ohne Vorwiderstand an eine Batterie mit 3,0V an.
Bei der Dimensionierung von LED-Schaltungen verwendet man immer Vorwiderstände, die einen definierten Diodenstrom sicherstellen.
Geht man von einem normalen Betriebsstrom von 20 mA aus, ergeben sich für die verschiedenen LED-Typen ungefähr die folgenden Spannungen:
LED-Farbe Spannung Uf bei If=20mA
Rot 1,9 V
Gelb 2,1 V
Grün 2,2 V
Weiß 3,5 V
Für die farbigen LEDs ist ein Dauerstrom von 20mA zugelassen.
Die weiße LED darf nach Angaben des Herstellers mit bis zu 25 mA betrieben werden.
Widerstand LED rot LED gelb LED grün LED weiß
220R 25,0 mA
330R 21,4 mA 21,1 mA 20,8 mA 16,8 mA
470R 15,1 mA 14,9 mA 14,7 mA 12,1 mA
1,0k 7,2 mA 7,1 mA 7,0 mA 5,9 mA
1,2k 6,0 mA
Die Tabelle der Widerstände und Ströme bei einer Batteriespannung von 9,0V zeigt, dass der tatsächliche Strom von der verwendeten LED und vom Vorwiderstand abhängt.
Teilweise wird der erlaubte Strom geringfügig überschritten.
Das ist jedoch für kurze Zeit unproblematisch.
Nur bei längerer geringfügiger Überlastung altern LEDs schneller und verlieren ihre Leuchtstärke.
Meine TEST Messungen der im Bausatz vorhandenen LEDs ergab mit 9V und Rv = 333R & Rv = 2.000 Ohm
9,0V - 1,865V 9,0V - 2,02V
LED rot Rv = ------------------- = 2k Ohm LED rt Rv = ------------------- = 333R
3,57mA 20,9mA
9,0V - 1,898V 9,0V - 2,03V
LED orange Rv = ------------------- = 2k Ohm LED or Rv = ------------------- = 333R
3,55mA 20,9mA
9,0V - 2,57V 9,0V - 3,016V
LED grün Rv = ------------------- = 2k Ohm LED gn Rv = ------------------- = 333R
3,22mA 17,96mA
9,0V - 1,928V 9,0V - 2,055V
LED gelb Rv = ------------------- = 2k Ohm LED ge Rv = ------------------- = 333R
3,54mA 20,85mA
9,0V - 2,67V 9,0V - 3,05V
LED blau Rv = ------------------- = 2k Ohm LED bl Rv = ------------------- = 333R
3,17mA 17,87mA
9,0V - 2,71V 9,0V - 3,10V
LED weiß Rv = ------------------- = 2k Ohm LED ws Rv = ------------------- = 333R
3,15mA 17,7mA
9,0V - 3,7V
LED hellweiß Rv = ------------------- = 220 Ohm
0,024
9,0V - 2,99V 9,0V - 3,19V
UV-LED Rv = ------------------- = 2k Ohm UV-LED Rv = ------------------- = 333R
3,00mA 17,4mA
Fazit der Bausatz-LED Testmessung:
Bei 9V sind alle Vorwiderstände zwischen 560R und 1,2k Ohm geeignet.
Es gibt auch 5mm LEDs die sind nur 6mm hoch (Normale Höhe ist 9mm) in diesen LEDs ist schon ein 1k Vorwiderstand eingebaut
VORSICHT: Die Daten können auch ganz anders sein.
Entscheidend ist das Datenblatt.
Du kannst die Werte mit einem Multimeter aber auch selbst mit einmal 333R und einmal mit 2k Vorwiderstand bei 9,0V bestimmen.
1A Elektronik-Rechner Online
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DIN A4 ausdrucken
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ENDE