Technikspiele (11) selbst gemacht - von und für große und kleine Leute E-Book

Dr. Hans Gruber

• Herausgeber: neobooks
• Kategorie: Für Kinder und Jugendliche
• Sprache: Deutsch
• Veröffentlichungsjahr: 2015

Seitenzahl: 52

Beschreibung

Das Heft (Teil 1 des 'Einstiegs in die Elektronik ...') richtet sich an alle, die noch keine (großen) Erfahrungen mit elektronischen Schaltungen haben - sie aber für sich gewinnen, bzw. anderen vermitteln wollen. Die Bauelemente der vorgestellten Schaltungen werden mit Hilfe von Pinnwandnadeln bzw. Rahmstiften in Holzfaserplatten gesteckt und können bereits so - zumindest für 'Probeläufe' - betrieben werden. Wer will, kann anschließend die Schaltung durch Löten 'sichern'. Nach ersten Erfahrungen mit exemplarischen Schaltungen mit Widerständen, Kondensatoren, Dioden, Transistoren und Spulen werden leicht aufzubauende Anwendungen - z.B. Wechelblinker ... - vorgestellt und so die Verbindung zum Folgeheft (Teil 2 des 'Einstiegs in die Elektronik ...') hergestellt.

Leseprobe

Dr. Hans Gruber

Technikspiele (11) selbst gemacht - von und für große und kleine Leute

Ein Einstieg in die Elektronik Teil 1 (auch) ohne Löten - Grundschaltungen und erste Anwendungen -

Dieses eBook wurde erstellt bei

Inhaltsverzeichnis

Titel

Einleitung

Allgemeine Hinweise zu den Schaltungen in Steck-Technik

Stromversorgung der Schaltungen

Grundschaltungen mit Widerständen:

1. Versuch: Stromkreis mit Leuchtdiode

2. Versuch: Widerstand zur Strombegrenzung - LED mit Vorwiderstand

3. Versuch: Reihenschaltung von Widerständen

4. Versuch: Spannungsteiler als Sonderfall einer Widerstands-Reihenschaltung

5. Versuch: Regelbarer Widerstand - Potentiometer

6. Versuch: Fotowiderstand

7. Versuch: Parallel-Schaltung von Widerständen

Kondensatoren

Dioden

Grundschaltungen mit Transistoren: 1. Versuch: Fingertest -

2. Versuch: Transistor mit Fotowiderstand zur Lichtsteuerung

3. Versuch: Transistor-Kondensator-Schaltung: Kurz-, Langzeit- und Verzögerungsschalter

4. Versuch: Astabile Kippschaltungen

5. Versuch: Vom Wechselblinker zum Tongenerator: Astabile Kippschaltungen

Spulen

Anhang 1: Materialliste ...

Anhang 2: Bisher erschienen ...

Impressum

Einleitung

Bereits im Heft 'Elektrik: Von Spulen und Magnetismus' habe ich Grundlagen der Elektrik mit dazu passenden Spielen verbunden. Auch in diesem Heft gibt es wieder einen Grundlagenteil - dem Teil 1 - mit ersten Anwendungen sowie einen zweiten Teil mit Betonung auf elektronische Spiele. Beide Teile sind unabhängig voneinander: Wer direkt die Spiele bauen will, kann dies ohne Kenntnis des Grundlagenteiles tun. Wer aber zuerst den Grundlagenteil 'durchexperimentiert', versteht die Schaltungen der Spiele im Folgeheft - dem Teil 2 - besser.

Schwerpunkt des Teil 1 sind Aufbau und Wirkungsweise von Grundschaltungen der Elektronik: Es werden elektronische Gleichstrom-Schaltungen mit Widerständen, Kondensatoren, Dioden und Transistoren (und Spulen) zum einfachen Nachbau vorgestellt.

Für diese Grundlagenversuche und den Bau erster Spiele damit sind Lötkenntnisse nicht (unbedingt) erforderlich: Alle Schaltungen lassen sich nach der 'Steckmethode' mit Pinnwandnägeln bzw. Rahmstiften (vermessingte Bilderrahmennägelchen) auf Holzfaserbrettchen herstellen. Wer löten (lernen) will, kann dann die Elektronikbauteile auf den Köpfen von Rahmstiften verlöten. Diese Vorgehensweise fällt insbes. Einsteiger/innen leicht: Weil die Rahmstifte die elektronischen Bauteile in Löchern der Holzfaserbrettchen bereits festhalten (und gleichzeitig die elektrischen Kontakte herstellen), werden zum Löten nur zwei Hände gebraucht - die eine Hand hält das Lötzinn und die andere den Lötkolben - also eine 'Zwei-Handtechnik'. Wer nach dieser Technik gelernt hat, dem/der wird später ein Arbeiten nach einer der üblichen 'Drei-Handtechniken' - die eine Hand hält das Bauteil, die zweite das Lötzinn und die 'dritte' den Lötkolben - nicht mehr so schwer fallen. (Wenn aber dennoch: Nicht von ungefähr gibt es eine Löthilfe mit Namen 'Dritte Hand'... !)

Soviel zu dem, was auf den nächsten Seiten zu erwarten ist. Nun zu dem, was das vorliegende Heft nicht bietet: Als 'Einstieg' in die Elektronik ist es kein Lehrbuch und es soll und kann auch keinen Profi-Elektronik-Kurs ersetzen. Es soll spielerisch 'Appetit machen auf mehr'. Zielgruppe sind 10- bis 12-jährige und Erwachsene, die Kinder zumindest anfänglich dabei begleiten wollen, bzw. die Unterricht und Kurse vorbereiten wollen.

Wer darüber hinaus seine Elektronik-Kenntnisse vertiefen will - 'Appetit auf mehr' bekommen hat - schlage nach unter den im Text hervorgehobenen Stichwörtern und Begriffen in Lehrbüchern bzw. im Internet.

Wer (nun) ausreichend Erfahrungen mit Löten und Elektronik gemacht hat, den wird besonders die Auswahl unterschiedlicher elektronischer Spiele (Schaltungen) interessieren, mit denen das Folgeheft - der Teil 2  - schließt. Sie wurden von der Jugendtechnikschule im FEZ (Berlin) für das vorliegende Technikspiele-Heft zur Verfügung gestellt. Über 'www.jugendtechnikschule.de' können weitere Schaltungen - 'Arbeitsblätter' - kostenlos heruntergeladen werden. Darüber hinaus bietet die Jugendtechnikschule preiswerte Bausätze mit allen erforderlichen elektronischen Bauteilen an. Wer also an der Elektronik Appetit (bekommen) hat, kann nach Ende dieser 'Technikspiele'-Ausgabe selbstständig weitermachen.

Im Anhang 1 befinden sich einige Bestellinformationen zu den in den Versuchen und Spielen eingesetzten Materialien soweit nicht bereits im Text angeführt.

Endlich ist jetzt die Einleitung zu Ende!

Und nun geht's los!

Allgemeine Hinweise zu den Schaltungen in Steck-Technik

Zum Bau der folgenden elektronischen Schaltungen brauchst du als 'Plattformen' Abschnitte von sogenannten mitteldichten Holzfaserplatten (MDF). Diese findest du in Baumärkten in Form von Paneelen für die Wand- und Deckenverkleidung ab ca. 4 Euro je m² (8 mm stark) bzw. ab 8 Euro je m² (10 mm stark). Die Paneele gibt es in Breiten von ca. 130 bis 150 mm und Längen von ca. 1.20 bis 4 m. Sie werden mit verschiedenen Oberflächenoptiken angeboten - wenn du aussuchen kannst, wähle helle. Auf Abschnitten davon (Säge) kannst du die elektronischen Schaltpläne, die du auf Karton nach Vorlagen z.B. aus diesem Heft abgezeichnet oder von der Internetseite der Jugendtechnikschule Berlin heruntergeladen und ausgedruckt hast, aufkleben und nach Bohren mit den elektronischen Bauteilen bestücken.

Zum Bohren gut geeignet ist ein handlicher (kleiner) Akkubohrer mit einem 1.5 mm Bohrer.

Zum Feststecken der 'Beinchen' elektronischer Bauteile und der Verbindungsdrähte verwende zuerst Pinnwandnadeln, wenn du noch keine Erfahrungen mit dem Bau von elektronischen Schaltungen hast. Pinnwandnadeln gibt es - meist bunt - in vielen Schreibwarenläden. Wegen der Übersichtlichkeit habe ich im Folgenden farblos-'glasklare' Pinnwandnadeln verwendet. Alternativ zu Pinnwandnadeln kannst du auch vermessingte Stahlnägelchen - sog. 'Rahmstifte' - einsetzen. Das macht besonders dann Sinn, wenn die Schaltungen aus vielen Bauelementen bestehen und dennoch übersichtlich bleiben sollen.

Und nun das Ganze in Einzelschritten:

Die elektronischen Bauelemente werden in Holzfaserplatten-Abschnitten ...

... nach Bohren von (fast) senkrechten Löchern (Durchmesser: 1.5 mm), nach Umbiegen, evtl. Kürzen und Einstecken der 'Beinchen' der Bauelemente ...

... und durch Feststecken mittels Pinnwandnadeln montiert ...

... dabei verbessern die Nadeln den elektrischen Kontakt zwischen den Bauteilen, bzw. stellen ihn her.

Stromversorgung der Schaltungen

Als Stromquellen setze ich bei den folgenden Schaltungen wiederaufladbare Akkus des Typs Nickel-Metallhydrid (Ni-MH) ein: Im Gegensatz zu Akkus des Typs Nickel-Cadmium (Ni-Cd) müssen sie vor dem Laden nicht erst entladen werden. In der Fachsprache heißt das: Ni-MH-Akkus haben einen nur sehr geringen 'Memory-Effekt' - sie sind somit problemloser zu verwenden. Die Spannung dieser Akkus beträgt 1.2 V (und nicht 1.5 Volt wie bei entsprechenden Batterien). Für die folgenden Schaltungen wird meist eine Spannung von 3.6 Volt - entsprechend 3 Akkus in einem Batteriehalter - benötigt. Benötige ich Spannungsquellen von 1.2 bzw. 2.4 Volt und hatte ich keine passenden Batteriehalter, 'zweckentfremde' ich einen Halter für 3 Akkus mit einer entsprechend geringeren Anzahl Akkus und 'Kurzschluss'-Schrauben - siehe folgendes Bild:

Hier ersetzen in einem Halter für drei Akkus zwei Schrauben zwei Akkus und ich kann diesen Halter als Spannungsquelle von 1.2 Volt verwenden.