Lötfigur

Lötfigur Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis .................................................................................................................................... 1 Erläuterung.............................................................................................................................................. 2 Allgemein............................................................................................................................................. 2 Funktion............................................................................................................................................... 3 Vorbereitung: .......................................................................................................................................... 4 Benötigtes Werkzeug .......................................................................................................................... 4 Benötigtes Material............................................................................................................................. 4 Durchführung: ......................................................................................................................................... 4 Vorbereitung der Bauteile................................................................................................................... 4 Bauteile befestigen (verlöten)............................................................................................................. 5 Lötfigur und Stab auf Platine verlöten ................................................................................................ 6 Batterie anschließen............................................................................................................................ 6 Lötanleitung............................................................................................................................................. 7 Fehlersuche ............................................................................................................................................. 8 Lötfigur ................................................................................................................................................ 8 Batterie................................................................................................................................................ 8 HAWK HHG; Fakultät Naturwissenschaften und Technik In Göttingen 1 von 8 Daniel Freier Lötfigur Erläuterung Allgemein Die Lötfigur hat ihren Namen daher, dass der Standardaufbau einer Spielfigur ähnelt. Mit etwas Kreativität sind aber auch andere Gebilde möglich. Der Bau soll Begeisterung für Technik wecken und ihr sollt viel Spaß beim Bau und Ausleben der Kreativität haben.  Die Lötfigur besteht aus einer LED und einigen Widerständen. Für die Funktion ist lediglich ein einziger Widerstand erforderlich. Die Lötfigur wird mit einer 9 V Block Batterie betrieben. Dabei wird die LED (Leuchtdiode) mit Strom durchflossen und beginnt zu leuchten. Einige spezielle LED’s blinken auch, wenn Sie vom Strom durchflossen werden. Beim Bau muss darauf geachtet werden, dass der Strom nur in eine Richtung ( von + nach ‐) durch die LED fließen kann und die LED dann leuchtet. LED Widerstände Anschlusslitze schwarz Draht Anschlusslitze rot HAWK HHG; Fakultät Naturwissenschaften und Technik In Göttingen 2 von 8 Daniel Freier Lötfigur Funktion Der Strom fließt vom Pluspol (+) der Batterie durch die rote Anschlusslitze des Batterieclips zu dem Draht (Stab der Figur). Hier fließt der Strom nun über den Draht durch einen Widerstand zur Anode (Pluspol) der LED. Jetzt fließt der Strom durch die LED und kommt an der Kathode (Minuspol) der LED wieder heraus. Von dort fließt der Strom nun über zwei weitere Widerstände durch die schwarze Anschlusslitze des Batterieclips und damit letztendlich zurück zur Batterie. Der Stromkreis ist geschlossen und die LED leuchtet/ blinkt. Eine Standard LED benötigt je nach Farbe und Technologie eine Betriebsspannung von 1,6 V bis zu 3,6 V. Würde man diese mit mehr betreiben, würde sie kaputt gehen. Damit wir in unserer Schaltung aber unterschiedliche LED’s verwenden können, muss es eine Möglichkeit geben, alle LED’s an 9 V Betriebspannung zu betreiben. Der Trick ist ein einfacher physikalischer Zusammenhang: das Ohmsche Gesetz mit U = R * I (Spannung = Widerstand * Strom). Indem wir Widerstände einsetzen, begrenzen wir den maximal fließenden Strom. Die LED nimmt sich soviel Spannung wie sie benötigt. Eine einfache Rechnung: In unserem obigen Beispiel fließt der Strom durch drei Widerstände (ob sich diese vor oder nach der LED befinden ist egal, da es eine Reihenschaltung ist). Jeder Widerstand hat eine Größe von 1000 Ohm. Das ist die physikalische Größe für den Widerstand (R). Bei der Reihenschaltung von Widerständen addieren sich die Widerstandswerte einfach. Das bedeutet, wir haben hier 1000 Ohm + 1000 Ohm + 1000 Ohm = 3000 Ohm. Gehen wir nun davon aus, dass wir eine rote LED verwenden mit einer Flussspannung von 1,6V, dann können wir nun die Spannung über den Widerständen berechnen. Die LED nimmt sich also die benötigten 1,6 V von der Batteriespannung 9 V, damit haben die Widerstände nur noch 9 V – 1,6 V = 7,4 V zur Verfügung. Mithilfe des Ohmschen Gesetzes errechnen wir nun den Strom, welcher in dem Stromkreis und damit durch die Widerstände und die LED fließt. I = U / R = 7,4 V / 3000 Ohm ≈ 0,0025 A also 2,5 mA. HAWK HHG; Fakultät Naturwissenschaften und Technik In Göttingen 3 von 8 Daniel Freier Lötfigur Vorbereitung: Benötigtes Werkzeug ‐
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Seitenschneider Spitz‐ oder Flachzange Lötkolben Löthilfe (Halter) Benötigtes Material ‐
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Silberdraht Lötzinn Platine Eine LED Fünf Widerstände Batterieclip (9V) 9 V Batterie Durchführung: Vorbereitung der Bauteile 1. Widerstände vom Papier befreien. 2. Widerstandsdrähte etwa um die Hälfte kürzen. 3. LED Anschlussdrähte etwa um die Hälfte kürzen. 4. Die abgeschnittenen Drähte und das Papier in den Müll. So sollten die gelegten Bauteile nun aussehen.  HAWK HHG; Fakultät Naturwissenschaften und Technik In Göttingen 4 von 8 Daniel Freier Lötfigur Bauteile befestigen (verlöten) 5. Bauteile mit Hilfe der Löthilfeklammern befestigen… 6. …und anschließend verlöten (Lötanleitung siehe Anhang). 7. Weitere Bauteile ebenfalls befestigen und verlöten. 8. Nun die LED befestigen und verlöten. 9. Anschließend noch den letzten Widerstand befestigen und verlöten. So sollten nun die verlöteten Bauteile in etwa aussehen.  HAWK HHG; Fakultät Naturwissenschaften und Technik In Göttingen 5 von 8 Daniel Freier Lötfigur Lötfigur und Stab auf Platine verlöten 1. Die Lötfigurbeine nun in die Löcher der Platine stecken und anschließend verlöten. 2. Danach den Silberdraht etwa so lang, wie die Lötfigur ist, abschneiden. 3. Den Silberdraht in eine schöne Form bringen, den Widerstandsdraht um den Stab biegen und das Ganze verlöten. 4. Den Stab auf der Platine verlöten. 5. Die rote und schwarze Litze des Batterieclips in die Löcher der Platine stecken. 6. Die Litzen mit der Platine verlöten und anschließend einen leitfähigen Kontakt zwischen der Litze und dem anderen Bauteil herstellen. Batterie anschließen 1. Die Batterie mit Hilfe des Batterieclips anschließen. !!!GESCHAFFT!!! Nun leuchtet die Lötfigur  HAWK HHG; Fakultät Naturwissenschaften und Technik In Göttingen 6 von 8 Daniel Freier Lötfigur Lötanleitung 1. Der Lötkolben hat eine Temperatur von etwa 350 °C. Zum Vergleich: kochendes Wasser hat etwa 100°C und das tut schon sehr weh, also vorsichtig beim Umgang mit dem Lötkolben. 2. Beim Löten hat man in der einen Hand nur den Lötkolben und in der anderen mit etwas Abstand zur Lötkolbenspitze nur das Lötzinn. 3. Den Lötkolben nur am Griff (im Foto schwarz) anfassen, dort ist der !!!ABSTAND!!!
Lötkolben kalt. 4.
Z
Zuerst nur die Lötkolbenspitze an alle zu verlötenden Teile gleichzeitig für ein paar Sekunden halten. Dadurch wird die Lötstelle warm und der Kontakt ist nachher besser und hält länger. 5.
E
Erst nach den paar Sekunden erwärmen, das Lötzinn hinzugeben. 6.
S
Sobald genügend Lötzinn auf der Lötstelle ist, so dass alle Teile umschlossen sind, zuerst das Lötzinn wegnehmen, danach erst den Lötkolben wegnehmen. 7.
N
Nun einige Sekunden warten, bevor die Teile fest sind. !!!ACHTUNG!!! Auch wenn die Teile fest sind, haben sie nach ein paar Sekunden immer noch ca. 200°C. Also unbedingt länger warten, bevor man die Teile anfasst. HAWK HHG; Fakultät Naturwissenschaften und Technik In Göttingen 7 von 8 Daniel Freier Lötfigur Fehlersuche Lötfigur 1.
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2.
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Haben die Batterieclip Litzen Kontakt zu den Bauteilen? NEIN? Dann bitte die Lötstellen erneut verlöten! Ist die LED richtig herum eingesetzt? NEIN? Die LED hat eine abgeflachte und eine runde Seite. Die flache Seite ist der Minuspol (Kathode) der LED und gehört an die schwarze Litze des Batterieclips. Batterie 1. Ist die Batterie wirklich voll?  NEIN? Batterie gegen eine volle austauschen! 2. Ist die Batterie ausgelaufen (erkennt man am weißlichen Substrat an der Batterie). Oder ist die Batterie nass?  Batterie nicht anfassen, Hände gründlich mit Seife waschen und sofort die Eltern oder einen Erwachsenen holen! HAWK HHG; Fakultät Naturwissenschaften und Technik In Göttingen 8 von 8 Daniel Freier