schaltung einen

LERN-EXPERIMENTIERBAUSATZ
Lötfreier
Demo's on
12+
VELLEMAN NV
Legen Heirweg 33
9890 Gavere
Belgium Europe
www.velleman.be
www.velleman-kit.com
11 interessante Versuche
Versuche in diesem Bausatz:
LED mit Druckknopfbedienung ........................................ Eine LED leuchtet wenn Sie den Druckknopf drücken (S.10)
Transistor als Schalter verwenden ..............................Eine LED leuchtet wenn Sie einen Transistor verwenden (S.12)
A-stabiler Multivibrator...................................................................................... 2 LEDs blinken abwechselnd (S.14)
Einfache Alarmanlage mit LED-Anzeige und Ton .................................. Beispiel einer einfachen Alarmanlage (S.16)
Lichtsensor........................................................................................... Eine LED leuchtet bei genügend Licht (S.18)
Polaritätstester ................................................................................ Überprüfen Sie die Polarität einer Batterie (S.20)
Start/Stopp-Schaltung ......................................................... Eine LED leuchtet und erlischt über 2 Druckknöpfe (S.22)
Timer........................................................................................................ Eine LED erlischt nach einiger Zeit (S.24)
Lichtschalter ............................................................................. Eine LED leuchtet bei Einbruch der Dunkelheit (S.26)
Wassermelder .......................................................... Ein Alarm ertönt wenn der Flüssigkeitsspiegel erreicht wird (S.28)
Lauflicht mit 3 LEDs ........................................................................3 LEDs leuchten separat ohne Bedienung (S.30)
Schwierigkeit
*
**
***
einfach
normal
schwierig
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: siehe „Velleman EDU01"
Pag. 3
Lieferumfang:
Steckplatine
Alle Versuche werden auf der Steckplatine
aufgebaut. Die weißen Linien zeigen, wie
die Löcher elektrisch angeschlossen sind.
(Velleman # SDAD102)
Widerstand
R1
Dieser Bausatz wird mit verschiedenen Widerständen
geliefert. Diese Widerstände dienen als Strombegrenzer
oder Spannungsteiler. Widerstände haben keine Polarität.
Der Wert wird über Farbringe und in Ohm (Ω) angegeben.
100
(siehe Tabelle mit Farbcode)
pag. 4
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Kondensatoren
Ein Kondensator funktioniert ein bisschen wie eine kleine Batterie und
kann über eine Stromversorgung aufgeladen werden. Der Kondensator
wird meistens zum Stabilisie-ren oder Herausfiltern ungewünschter
Spannungen verwendet. Die Kapazität wird in Farad gemessen;
C...
praktische Werte sind in µF, nF oder pF. Der mitgelieferte Kondensator ist
elektrolytisch, 10µF, und verfügt über Polarität. Am längeren Anschlussdraht liegt der PulsAnschluss (+). (Velleman part# 10J0E)
Grüne und rote LED
C...
Eine LED (Light Emitting Diode) ist eine
Leuchtdiode und kann Licht senden wenn es
einen kleinen Strom gibt (max. 20mA mit
einem 1.8V Potentialdifferenz). Beachten Sie
die Polung: am längeren Anschlussdraht
liegt der Plus-Anschluss (+)!
Die Anschlussstifte biegen
(Velleman part# L-7104LGD & L-7104LID)
NG
OK
Flache Seite = am kürzeren Anschlussdraht liegt der Minus-Anschluss (-)
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Pag. 5
Druckknopf
Ein Druckknopf lässt Strom durch,
solange dieser gedrückt ist und sperrt
den Stromfluss wenn er
losgelassen wird.
Interne Verbindung
Der mitgelieferte Druckknopf hat 4
Anschlüsse. Nur zwei Anschlüsse werden
aber verwendet. Die Anschlüsse sind intern
pro Paar verbunden.
(Velleman part# D6)
Summer
pag. 6
Ein Summer erzeugt einen Ton, um bei
gefährlichen Situationen, beim Funktionieren von
Timern, wenn eine Taste gedrückt wird, usw., zu
warnen. Die Tonhöhe des Summers kann nicht
geändert werden, da die Frequenz des Oszillators
festliegt. (Velleman part# SV3)
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Transistoren
BC547
C B E
C
B
NPN
Ein Transistor ist ein Bauelement zur Verstärkung von Signalen. Mit
einem kleinen Strom kann schon einen viel größeren Strom geregelt
werden. Es gibt 2 Transistortypen: NPN und PNP, bei Denen die
Polarität verschieden ist. Dieser Bausatz enthält einen BC557 (PNP)
und einen BC547 (NPN). Ein Transistor hat 3 Füße: Basis (B),
Emitter (E) und Kollektor (C). (Velleman part# BC557B)
E
LDR (Fotowiderstand)
BC557
E B C
C
B
PNP
E
Ein “Light Dependent
Resistor” (Fotowiderstand) ist ein
Halbleiter dessen Widerstandswert
lichtabhängig ist. (Velleman part# LDR04)
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Pag. 7
Mehradriges Kabel
8x
Dieser Bausatz enthält ein mehradriges Kabel. Trennen
Sie die Adern vor Gebrauch voneinander. Verwenden Sie
einen Schneider oder eine Schere. Verwenden Sie die
Adern, um Teile miteinander zu verbinden (siehe dicke
Schwarze Linie in Abb.). Velleman part# FC8
pag. 8
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VERSUCHE
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Pag. 9
Versuch 1: LED mit Druckknopf
Solange der Druckknopf gedrückt ist, leuchtet die
LED.
*
Rot
9V
1K
*Nicht mitgeliefert
Flache Seite, kürzester
Anschluss = (-)
pag. 10
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Benötigte Teile: 9V-Batterie*, 1000 ohm Widerstand (Braun-Schwarz-Rot-Gold), rote
LED, Druckknopf
Wie funktioniert es? Solange der Druckknopf
gedrückt ist, wird ein geschlossener Kreis gebildet.
Der Strom fließt vom positiven Pol (+) der Batterie
zum Druckknopf, Widerstand, positiven Pol (+) der
LED – und über den negativen Pol (-) der LED zur
Batterie zurück.
Bei Gebrauch eines Widerstandes von 1000 Ohm
beträgt der Strom etwa 0.007A (7mA).
Berechnung Widerstand:
Widerstand = Batteriespannung – LED-Spannung
LED-Strom
Widerstand = 9V - 1,8V = 1000ohm
0,007
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Experimentieren: Was geschieht wenn Sie den
positiven (+) und den negativen (-) Anschluss der LED
tauschen?
Was geschieht wenn Sie den 1000Ω-Widerstand durch
einen 100KΩ -Widerstand ersetzen (Braun Schwarz
Gelb Gold) ?
Pag. 11
Versuch 2: Transistor als Schalter verwenden
Lassen Sie eine LED über einen Transistor leuchten. Verwenden Sie den
Finger als Schalter.
*
Drahtbrücke
*Nicht mitgeliefert
1K
9V
1K
K
47
C
B
E
pag. 12
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Benötigte Teile: 9V-Batterie*, 1K Widerstand (Braun Schwarz Rot Gold), 470K
Widerstand (gelb violett orange Gold), rote LED, BC547 Transistor,Drahtbrücke
Wie funktioniert es?: In dieser Schaltung
verstärkt der Transistor den kleinen Strom,
der durch Ihren Finger fließt. Der der
Transistor T1 verstärkt den Basisstrom, der
durch den Finger und R1 fließt. Der
verstärkte Strom fließt dann durch die LED
und R2, wodurch die LED leuchtet. R3 sorgt
dafür, dass der Transistor nicht unnötig
leitet.
HINWEIß: Befeuchten Sie den Finger,
damit die LED stärker leuchtet
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Pag. 13
Versuch 3: Astabiler Multivibrator (blinkende LEDs)
Lassen Sie die 2 LEDs abwechselnd blinken
**
100K
9V
1K
100K
C1
1K
*Nicht mitgeliefert
C2
C
Beachten Sie die
Polarität des
Kondensators!!!
pag. 14
B
C
E
B
E
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Benötigte Teile: 9V-Batterie*, 2x 1K Widerstand (Braun-Schwarz-Rot-Gold), 2x 100K
Widerstand (Braun-Schwarz-gelb-Gold), 2x rote LED, 2 x BC547 Transistor,
2x 10µF Elektrolytkondensator.
Wie funktioniert es?
Die zwei
Transistoren leiten abwechselnd, weil
die Kondensatoren aufgeladen und
entladen werden. Die Geschwindigkeit,
mit der dies geschieht, hängt von den
Kondensatoren (C1, C2) und den
Widerständen (R1,R2) ab. Verwenden
Sie einen Kondensator mit größerer
Kapazität und höherem Widerstand,
dann blinkt die LED länger
Die Zeit, die die LED leuchtet kann berechnet werden:
T = 0,693 x R1(Ohm) x C1 (F)
T = 0,693 x 100.000 x 0.00001 = 0,693Sek.
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Pag. 15
Versuch 4: Einfache Alarmanlage mit LED-Anzeige und Ton
Ein Alarmsignal ertönt wenn ein Kreis unterbrochen wird.
**
9V
100K
1K
C
*Nicht mitgeliefert
B
E
0,5m-Kabel (mitgeliefert)
pag. 16
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Benötigte Teile: 9V-Batterie*, 1K Widerstand (Braun-Schwarz-Rot-Gold), 100K Widerstand (Braun-Schwarz-gelb-Gold), rote LED, BC547 Transistor, Summer, 0,5m-Kabel
(mitgeliefert)
Wie funktioniert es? Ein Alarmsignal
ertönt wenn ein normal geschlossener Kreis
an einem Ort (hier angezeigt als “WIRE”)
irgendwo unterbrochen wird. In diesem
Kreis können sich z.B. Fenster- und
Türschalter befinden. Wenn, z.B. ein
Fenster, geöffnet wird, öffnet sich der
Kontakt im Fensterschalter. Der Schutzkreis
wird dann geöffnet und der Summer ertönt.
Das Alarmsignal stoppt wenn der
Schutzkreis wieder geschlossen wird.
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Pag. 17
Versuch 5: Lichtsensor
Lassen Sie eine LED bei genügend Licht
leuchten.
**
10K
9V
1K
10K
B
C
*Nicht mitgeliefert
E
pag. 18
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Benötigte Teile: 9V-Batterie*, 1K Widerstand (Braun-Schwarz-Rot-Gold), 2x 10K
Widerstand (Braun-Schwarz-orange-Gold), rote LED, BC547 Transistor, LDR.
Wie funktioniert es? Eine LED leuchtet wenn
da genügend Licht auf den LDR-Widerstand
fällt. Der LDR ist ein lichtempfindlicher
Widerstand. Im Dunkeln ist der Widerstand
hochohmig, bei Licht gibt es einen niedrigen
Widerstand. Über den LDR liegt ein positives
Potenzial an der Basis des Transistors wodurch
er schalten kann. Widerstand R2 kreiert einen
Schaltpunkt wenn der anfängt zu leiten.
Widerstand R1 beschränkt den Strom, der
durch den LDR fließt.
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Pag. 19
Versuch 6: Polaritätstester
Überprüfen Sie die Polarität einer Batterie
*
GRUN
ROT
9V
Drahtbrücke
1K
*Nicht mitgeliefert
pag. 20
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Benötigte Teile: 9V-Batterie*, 1K Widerstand (Braun-Schwarz-Rot-Gold), rote LED,
grune LED, Drahtbrücke
Wie funktioniert es? Ist die 9V-Batterie
korrekt mit der Schaltung verbunden, so
leuchtet die grüne LED (gut). Es kann
nämlich einen Strom vom positiven Pol
"+" der Batterie über die grüne LED und
FOUT
GOED
über den Widerstand wieder zum
GRUN
ROT
negativen Pol "–" der Batterie fließen.
Die rote LED leuchtet nun nicht bei
umgekehrter Polarität.
Drehen wir nun den Anschluss der Batterie um (den roten und den Schwarzen Draht
umtauschen), dann leuchtet die rote LED (falsch). So können Sie z.B. überprüfen, ob
eine Batterie korrekt angeschlossen ist.
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Pag. 21
Versuch 7: Start/Stopp-Schaltung
Lassen Sie eine LED über 2 Druckknöpfe
erlöschen.
***
leuchten und
E
T2
B
C
9V
1K
10K
1K
1K
C
Drahtbrücke
T1
B
E
*Nicht mitgeliefert
SW2
SW1
Drahtbrücke
Drahtbrücke
pag. 22
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Benötigte Teile: 9V-Batterie*, 3 x1K Widerstand (Braun-Schwarz-Rot-Gold), 10K Widerstand (Braun-Schwarz-orange-Gold), rote LED, 2 Druckknopfpen, 1x BC547 Transistor, 1x BC557 Transistor, 5 Drahtbrücke
Wie funktioniert es? Die “START”-Taste
sorgt dafür, dass die LED leuchtet und
bleibt beim Loslassen des Druckknopfes
brennen. Schalten Sie die LED aus, indem
Sie die “STOP”-Taste drücken.
T1 und T2 befinden sich im Ruhezustand.
Indem Sie die “START”-Taste drücken,
fließt da Strom über R4 durch die LED.
Gleichzeitig wird auch die Basis von T2
“niedrig” gezogen (diese war “hoch” über
R1). Weil der Wert von R3 viel kleiner ist
als der Wert von R1, wird die Spannung an der Basis von T2 viel niedriger, und fängt an
zu leiten. T1 fängt ebenfalls an, über den Kollektor von T2 und R2 zu leiten. Ab nun
halten die zwei Transistoren einander in leitendem Zustand, auch wenn Sie die
“START”-Taste loslassen. Drücken Sie die “STOP”-Taste, so stoppt T1 zu leiten. (die
Basis wird forciert “niedrig” gezogen). T2 stoppt ebenfalls wieder zu leiten und die LED
erlischt.
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Pag. 23
Versuch 8: Timer
Lassen Sie eine LED nach einiger Zeit erlöschen
***
C
E
Drahtbrücke
B
9V
1K
100K
C
Drahtbrücke
B
E
10µF
*Nicht mitgeliefert
Drahtbrücke
pag. 24
10M
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Benötigte Teile: 9V-Batterie*, 1K Widerstand (Braun-Schwarz-Rot-Gold), 100K Widerstand
(Braun-Schwarz-orange-Gold), 1M Widerstand (Braun-Schwarz-grun-Gold), Rote LED,
Druckknopf, 2x BC547 Transistor, 10µF Elektrolytkondensator, 3 Drahtbrücke
Wie funktioniert es? Drücken Sie den
Druckknopf kurz, so leuchtet die LED. Nach
einiger Zeit schaltet die LED aus. Drücken wir
den Druckknopf nochmals, dann wird der
Kondensator sehr schnell geladen. Indem Sie
den Druckknopf loslassen, dann gibt der
Kondensator die gespeicherte Energie über
beide Transistoren ab. Diese beide werden dann
leiten und lassen die LED leuchten. Der Strom,
den Sie brauchen, um T2 leiten zu lassen, ist hier
sehr beschränkt, weil T1 und T2 eine DarlingtonTransistorschaltung bilden. Die Zeit, dies Sie brauchen,
um den Kondensator zu entladen wird hier auch
zusammen mit Widerstand R1 bestimmt. Je kleiner der
Wert von R1, umso schneller ist der Kondensator
entladen und erlischt die LED. Wird R1 entfernt, dann
entlädt der Kondensator nur über den Basisstrom von T1.
Die LED erlischt nun langsamer und dauert +/- 1 Min.
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R1
10M
Eine Darlington-Schaltung ist
eine Schaltung, die aus zwei
bipolaren Transistoren, die
hintereinander geschaltet
sind, besteht. Beide
Transistoren funktionieren
wie einen Transistor mit
extrem hoher
Stromverstärkung.
Die Gesamtverstärkung beider Transistoren kann
berechnet werden: ß = ß(T1) x ß(T2).
Pag. 25
Versuch 9: Lichtschalter
Lassen Sie eine LED bei Einbruch der Dunkelheit leuchten
***
10K
9V
1k
1k
*Nicht mitgeliefert
10µF
E
C
E
C
B
B
10K
100
100K
Drahtbrücke
pag. 26
www.vellemanprojects.com
Benötigte Teile: 9V-Batterie*, 100 ohm Widerstand (Braun-Schwarz-Braun-Gold), 2 x 1K
Widerstand (Braun-Schwarz-Rot-Gold), 2 x 10K Widerstand (Braun-Schwarz-orange-Gold),
100K Widerstand (Braun-Schwarz-gelb-Gold), 2x BC547 Transistor, 10µF
Elektrolytkondensator, LDR, Rote LED, 2 Drahtbrücke
Wie funktioniert es? Mit dieser Schaltung
können Sie eine LED bei Einbruch der
Dunkelheit leuchten lassen. Die Transistoren
T1 und T2 bilden zusammen einen SchmittTrigger. Ein Schmitt-Trigger schaltet bei einer
bestimmten Eingangsspannung aus dem
Ruhezustand in seinen Arbeitszustand. Hier ist
die LED immer entweder ganz eingeschaltet
R6
oder ganz ausgeschaltet. Die Schaltung ist so
100K
berechnet, dass der eine Transistor leitet und
dadurch den anderen gesperrt hält. Solange
T1 gesperrt ist, bekommt T2 über R2 und R3 einen Basisstrom. T2 wird also leiten und
die LED leuchten lassen. Fällt Licht auf den LDR, so erhöht die Basisspannung von T1.
Gibt es einen Spannungsanstieg über R5 + Ube von T1, so wird T1 leitend und T2
gesperrt. Infolgedessen erlischt die LED. Durch die Stromänderung durch R5 beim
Ausschalten der LED, ändert sich auch das Schwellenniveau und leitet T2 wieder bei
Einbruch der Dunkelheit.
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Pag. 27
draad
Versuch 10: Wassermelder
Lassen Sie einen Alarm ertönen, wenn
der Flüssigkeitsspiegel erreicht wird
**
10K
9V
MAX
B
C
E
C
B
*Nicht mitgeliefert
470K
Verwenden Sie keine
leicht entflammbaren
Flüssigkeiten!!!
pag. 28
E
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Benötigte Teile: 9V-Batterie, 10K Widerstand (Braun-Schwarz-orange-Gold), 470K
Widerstand (gelb-violett -gelb-Gold), Summer, 2x BC547 Transistor, 2 Kabel
Wie funktioniert es?
Installieren Sie die 2 Sensorkabel in
einem bestimmten Abstand in einem
Tank (z.B. verwenden Sie ein
Trinkglas). Füllen Sie den Tank bis die
2 Sensorkabel mit der elektrisch
leitenden Flüssigkeit (z.B. Wasser) in
Kontakt stehen, so wird ein geringer
Stromfluss über R2 durch die Basis von
T2 erwirkt. Die Basis wird mit einem
Widerstand abgeschlossen, um die
Schaltung weniger empfindlich für Störungen zu machen.
T1 & T2 sind als Darlington-Schaltung eingestellt. Deshalb braucht man nur einen sehr
geringen Strom, um auch T1 leiten zu lassen und ein Alarmsignal ertönen zu lassen.
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Pag. 29
Versuch 11: Lauflicht mit 3 LEDs
Lassen Sie 3 LEDs ohne Bedienung separat leuchten
*Nicht mitgeliefert
1K
100K
1K
100K
1K
C
B
E
pag. 30
Drahtbrücke
Drahtbrücke
9V
100K
***
C
B
E
C
B
E
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Benötigte Teile: 9V-Batterie*, 3x1K Widerstand (Braun-Schwarz-Rot-Gold), 3x100K
Widerstand (Braun-Schwarz-gelb-Gold), 3x rote LED, 3x BC547 Transistor, 3x10µF
Elektrolytkondensator, 2x Drahtbrücke
Wie funktioniert es? Mit
dieser Schaltung leuchtet alle
LEDs kurz eine nacheinander. Die Schaltung besteht
aus 3 identischen Kanälen.
Theoretisch kann diese sogar
erweitert werden. Pro LED
gibt es eine gleiche Schaltung,
die in Serie mit der vorhergehenden Schaltung steht. Der Kondensator des nächsten Kanals wird beim Sperren
des Transistors vom vorigen Kanal aufgeladen. Solange ein Transistor gesperrt ist,
leuchtet die entsprechende LED.
Kondensator C4 ist der Schaltung hinzugefügt, um eine Startbedingung beim Anschluss
Zeit, zum Experimentieren: was geschieht wenn die Werte von R1, R2 und R3 in 10K verwandelt
werden?
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Pag. 31
01
05
SOLDERLESS EDUCATIVE STARTERBOX
The EDU01 basic experiment kit is the first step into the
world of modern electronics. Build your own circuits in a
fun, safe and educative way.
02
SOLAR ENERGY EXPERIMENT KIT
USB TUTOR BOARD
Learn how to connect your computer with the outside
world, master the USB communication with tutorial
examples. Play with LED indicators and learn how to
drive LCDisplays.
06
SCOPE EDUKIT
Fun solar powered projects. Learn all about solar
energy.
This board with different signals will teach you how
to use an oscilloscope. Optimized instructions for
use of our HPS140 oscilloscope. YouTube demo
movies.
03
SOLDER EDUCATIVE STARTER BOX
10
PICTM TUTOR KIT
Learn how to solder, build different exciting projects.
Includes spare components and demo boards.
Enter the world of microcontroller
programming, easy step by step instructions.
Includes programmer and test board.
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HEDU01 - 2011- ED1
5 410329 438111