Begleitheft Activity booklet Manual d‘accompagnement Begeleidend boekje Cuaderno adjunto Folheto Libretto di istruzioni Сопроводительная инструкция 附带说明书 U1
Inhalt Geschichtliches Grundlagen der Elektronik Der elektrische Stromkreis Taschenlampe Durchgangsprüfer Kühlschrankbeleuchtung Reihenschaltung mit Stanze Parallelschaltung Wechselschaltung Flurbeleuchtung Polwender/Kreuzschalter Karussell Elektronische Bauteile 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 Widerstand Kondensator Leuchtdiode Transistor Fototransistor 7 7 8 8 9 Einfacher Blinker Wechselblinker Berührungsschalter Electronics-Modul Grundprogramm Karussell mit Electronics-Modul 9 9 10 11 11 11 Karussell mi
Geschichtliches ■ Die Anfänge der Elektrotechnik/Elektronik reichen ins 17. und 18. Jahrhundert zurück. Darauf bauten Wissenschaftler im 19. Jahrhundert auf. So entwickelte Alessandro Volta die Volta´sche Säule, eine erste, funktionsfähige Batterie. Philipp Reis erfand das Telefon und somit die elektrische Sprachübertragung. Im Jahre 1879 ging auf der Welt das Licht an durch die Erfindung von Thomas Alva Edison - der Kohlefadenglühlampe.
■ Die Logik der Digitalelektronik besteht aus Logikelementen wie AND, NOR, OR, NAND oder NOTGattern. Flipflops oder Zähler können digitale Signale speichern, um sie weiterzuverarbeiten. Durch die Miniaturisierung der Bauteile auf einem Chip entstehen hochkomplexe elektronische Bauelemente. Ein Beispiel hierfür ist der Mikroprozessor in Computern. Bevor es losgeht musst du einige Bauteile wie z. B. Kabel, Stecker, Lampen und die 9 V-Stromversorgung montieren.
Technischer Hinweis zum Taster: Der Taster hat drei Anschlüsse. Je nach Anwendung kannst du den Taster einsetzen ... ... als „Schließer“: Kontakte 1 und 3 werden angeschlossen. Taster gedrückt: Es fließt Strom. Taster nicht gedrückt: Es fließt kein Strom. 3 1 2 3 ... als „Öffner“: Kontakte 1 und 2 werden angeschlossen. Taster gedrückt: Es fließt kein Strom. Taster nicht gedrückt: Es fließt Strom. 1 2 Aufgabe: Überlege, ob der Taster als Öffner oder als Schließer funktionieren soll.
■ In den nächsten beiden Aufgaben wirst du etwas über Reihen- und Parallelschaltungen erfahren. Dazu baust du anhand der Bauanleitung verschiedene Modelle auf. ■ Bei der Herstellung von Blechteilen wird meist eine Stanze verwendet. Damit der Bediener seine Hände nicht in die Maschine einklemmt, muss er mit beiden Händen je einen Taster betätigen, damit der Stanzvorgang beginnt. Diese Taster sind in Reihe geschaltet. Man spricht auch von einer „Und-Schaltung“.
+ T1 T1 T1 T2 T2 T2 + + Schaltzustände von T1 und T2 und Lampe Wechselschaltung Flurbeleuchtung + ■ Die Wechselschaltung dient dazu, eine oder mehrere Leuchten von zwei verschiedenen Stellen einbzw. auszuschalten. Eingesetzt wird sie in kleinen Fluren, Dielen und Räumen mit zwei Eingängen. Für die Schaltung benötigst du die zwei Taster aus dem Baukasten. Baue das Modell anhand der Bauanleitung auf und verdrahte die Schaltung.
■ Bevor du mit den Versuchen zur Elektronik beginnst, noch einige Grundlagen zu den elektronischen Bauteilen in deinem Baukasten. ■ Ein Widerstand ist ein zweipoliges, passives Bauelement. Widerstände werden verwendet, um: • den elektrischen Strom auf bestimmte Werte zu begrenzen. • die elektrische Spannung in einer Schaltung aufzuteilen. Elektronische Bauteile Widerstand Schaltzeichen Der Widerstandswert wird in Ohm (Ω) angegeben.
Leuchtdiode ■ Eine Leuchtdiode ist ein Halbleiter-Bauelement, das Licht aussendet. Die Kurzbezeichnung ist LED. Die Abkürzung kommt aus dem englischen Begriff „light-emitting diode”. Fließt durch die Diode elektrischer Strom, sendet sie Licht aus. Die Wellenlänge (Farbe des Lichts) hängt vom Halbleitermaterial und der Dotierung ab. Die Kathode (−) ist durch eine Abflachung am Gehäusesockel gekennzeichnet. Bei LEDs ist der Anschluss der Kathode kürzer.
Fototransistor ■ Der Fototransistor entspricht in seiner Funktion einem Transistor. Er hat meist nur zwei herausgeführte Anschlüsse – den Kollektor und den Emitter. Der Fototransistor wird nur über das einfallende Licht gesteuert (Basis). B Wichtig: Der im Baukasten verwendete Fototransistor ist in einem Lampenstein eingebaut. Hier musst du nur, wie in der Bauanleitung angegeben, auf die richtige Polung achten.
Berührungs schalter ■ Berührungsschalter findest du sehr häufig als Schalter zum Öffnen von Türen oder beim Einschalten von Licht. Den Schaltungsaufbau nennt man in der Fachsprache „Darlington Schaltung“. Baue die Schaltung anhand der Bauanleitung auf. LED Aufgabe: R1 Berühre die beiden blanken Enden der Steckerkontakte mit zwei 100k + Fingern.
■ In deinem Baukasten PROFI Electronics befindet sich das Electronics-Modul. Es entspricht einem Kleincomputer, zwar nicht so leistungsfähig wie ein PC aber für die folgenden Steuerungsaufgaben vollkommen ausreichend. Du kannst das Electronics-Modul nicht selbst programmieren. Vielmehr sind im Modul verschiedene Programme fest gespeichert. Je nachdem welches Modell du steuern möchtest, kannst du das entsprechende Programm über die fünf kleinen Schiebeschalter auswählen und ausführen lassen.
I3 M2 Aufgabe: I2 Drücke kurz den Taster an I1 - der Motor des Karussells läuft. M1 I1 Drücke kurz den Taster an I3 - der Motor stoppt. Die Schiebeschalter 1-4 haben im Grundprogramm besondere Funktionen: ON DIP 1 2 3 4 ON 5 DIP Potentiometer 1 2 Schaltzeichen 3 4 5 DIP1 - DIP3: Kehrt die Funktion der Eingänge um. Diese Funktion wird z. B. beim Einsatz einer Lichtschranke benötigt. Hier stehen die DIP-Schalter 1-3 auf „ON“.
■ Neben dem Grundprogramm enthält das Electronics-Modul weitere Programme, die speziell auf verschiedene Modelle abgestimmt sind. Um die Programme zu nutzen, muss der Schiebeschalter DIP5 auf „ON“ gestellt werden. Jetzt dienen die DIP1-4 nicht mehr zum Codieren der Taster und als Motor- oder Blinkfrequenzregelung, sondern zur Auswahl der Spezialprogramme. Wie die Codierung festgelegt wurde, findest du bei jedem Modell beschrieben oder in der Tabelle am Ende des Begleithefts.
Ventilator ■ Es ist Sommer, die Sonne scheint und es geht kein Lüftchen. Gut, dass es in deinem Baukasten das Ventilator-Modell gibt. Baue anhand der Bauanleitung den Ventilator auf und verdrahte die elektrischen Komponenten. Jetzt brauchst du allerdings ein Bauteil, das noch nicht erklärt wurde – den NTC-Heißleiter. NTC-Heißleiter ■ Heißleiter sind Halbleiterwiderstände die temperaturabhängig sind. Sie haben einen stark negativen Temperaturkoeffizienten.
■ Schiebetüren findest du oft in öffentlichen Gebäuden, als Eingang zu Geschäften, Arztpraxen u.v.m. Der Vorteil einer Schiebetür ist, dass sie sich sowohl über Lichtschranken, Näherungsschalter aber auch durch Berührungstaster öffnen und schließen lassen. ON DIP 1 2 3 4 5 Schiebetür Baue das Modell anhand der Bauanleitung auf und verdrahte die elektrischen Komponenten. Stelle DIP2 auf „ON“, DIP3 und DIP4 auf „OFF“. Somit hast du das Programm zum Steuern der Schiebetür aufgerufen.
■X Wichtig: Das eingestellte Programm wird nur beim Einschalten des Electronics-Moduls abgefragt. Stellst du das Programm zwischendurch um, musst du kurz die Stromversorgung unterbrechen, damit das neue Programm aktiviert wird.