User manual

Voorwoord
Velen hebben al met verlangen op de adventstijd gewacht, want dan start er weer een elektronica-kalender met 24 experimenten. Dit jaar is het thema
„Operationele versterkers (OPV) en omzetters“. De focus ligt op de viervoudige OPV LM324, die veel interessante experimenten mogelijk maakt met de piëzo-
omzetter. Er kunnen verschillende geluiden worden geproduceerd en met een beetje vaardigheid kan je zelfs een simpel muziekinstrument bouwen. De piëzo-
omzetter kan echter ook gebruikt worden als een microfoon- of trillingssensor als men zijn zwakke signalen versterkt met de OPV.
Alle experimenten kunnen geheel zonder voorafgaande kennis met succes worden opgebouwd en getest. De afbeeldingen van de opbouw helpen u daarbij. Wie
het schakelschema echter nader bekijkt, kan het experiment vaak ook iets anders opbouwen en misschien hier en daar een draadje besparen. In de tekst
worden altijd eerst de pure opbouw en de verwachte functie beschreven. Daarnaast is er meestal een korte uitleg. Natuurlijk kunnen hier niet alle beginselen
van elektronica worden overgedragen, maar deze of gene wordt misschien nieuwsgierig en onderzoekt zelfstandig verder.
In sommige experimenten zijn er extra taken waarvoor oplossingspunten worden toegewezen. Of een opdracht helemaal is opgelost, bepaalt u zelf, of u zoekt
een scheidsrechter, misschien een familielid of een vriend. Aan het eind worden alle punten opgeteld en komt u erachter of u al een meester in de elektronica
bent.
Wij wensen u veel plezier en een vrolijke kersttijd!
1 Elektrische geluiden
Achter het eerste deurtje vindt u een centraal bouwdeel van deze elektronicakalender: een piëzo-schakelomzetter met aansluitdraden. Bovendien bevindt zich
wat draad in het eerste vak. Er moet in een aanvullende 9V-batterij worden voorzien. Indien er geen nieuwe batterij beschikbaar is, is een sterk gebruikte
batterij die voor andere apparaten reeds te zwak is voldoende voor de eerste experimenten. Houd de beide kabels van de piëzo-schakelomzetter aan de batterij.
Bij de eerste aansluiting hoort men een knappen. Bij de tweede maal blijft het stil, omdat de schakel omzetter reeds is opgeladen. U kunt echter de beide
draden van de piëzo-schijf bij elkaar houden of met een stuk draad verbinden, om ze te ontladen. Ook daarbij hoort men een knappen en opnieuw bij het
nogmaals opladen. De voorwaarde is echter dat u de kale uiteinden van de kabels niet rechtstreeks aanraakt, omdat er ook via de huidweerstand een ontlading
kan plaatsvinden.
Informatie: De keramische piëzo-schijf is tegelijkertijd een kleine condensator met twee metalen platen en
daartussenin een isolator. De elektrische krachten tussen de ladingen zorgen voor een vervorming van de
isolator en dus voor de geluidsopwekking. Als de condensator al tot 9V (volt) is opgeladen, zal een nieuwe
verbinding met de batterij geen verschil meer maken, zodat men niets hoort.
Opdracht: Door herhaaldelijk ompolen van de batterij kunt u krakende geluiden met nog hogere geluidssterkte
produceren. Als u het kunt demonstreren: 2 punten.
2 Contact vinden
Het tweede deurtje verbergt een printplaat en een batterijclip voor de 9V-batterij. De zachte kabels van de batterijclips zijn aan de uiteinden gestript en vertind,
zodat men ze in de contactgaten van de insteekprintplaten kan steken. Ze moeten echter slechts eenmaal worden aangesloten en dan altijd in dezelfde positie
blijven. Indien alles wordt uitgeschakeld, kan men het beste de batterij van clip halen, maar laat de kabels aangesloten. Op de plaat wordt een draadje
ingebouwd als trekontlasting, zodat de batterijkabel niet te veel wordt bewogen.
Ook de aansluitkabels van de piëzo-schakelomzetters moeten indien mogelijk slechts één keer worden aangesloten en daarna op hun plek blijven. Het is
betrouwbaar gebleken kleine gaatjes door het folie te prikken aan de achterzijde van de insteekprintplaat en de kabel erdoorheen te voeren. De aansluitingen
van de piëzo-schijf kunnen dus ook altijd op hun plek blijven, zelfs als dit component niet wordt gebruikt in sommige experimenten. Overigens maakt het niet
uit welke draad van de omzetter het bovenste of het onderste contact is, terwijl het bij de batterij essentieel is, dat de pluspool (rood) aan de bovenzijde wordt
aangesloten.
Bouw de proef met een omschakelaar met blote draad. De bovenaansluiting van de omzetter moet afwisselend worden aangesloten op de pluspool en de
minpool van de batterij. Trek de isolatie van de draad en strip met een draadsnijder passende stukken van de overige draad af, waarmee dan de
schakelcontacten worden gebouwd. Alle overige verbindingsdraden en de draad voor de trekontlasting van de batterijkabel behouden hun isolatie in het
middengebied en worden alleen aan de einden over een lengte van ongeveer 5 mm gestript. De plastic isolatie is zacht genoeg, om ze met de vingernagels af te
trekken. Als alternatief kan men ze met een scherp mes rondom insnijden, maar zonder de draad te knikken, die anders gemakkelijk zou kunnen breken.
Wanneer alles correct is opgebouwd, kan het experiment beginnen. Met de zelfgebouwde omschakelaar kunt u de piëzo-schijf zoveel keer laden en ontladen als