ALTER 8+ 24 thrilling experiments 24 projets passionnants 24 boeiende projecten: 24 progetti entusiasmanti 24 fascynujące projekty
Odcisk © 2019 Franzis Verlag GmbH, Richard-Reitzner-Allee 2, 85540 Haar bei München • www.franzis.de Autor: Burkhard Kainka Pomysł/Koncepcja: Michael Büge, Burkhard Kainka Copy Editor: Richard Korff Schmising Projektowanie okładki: www.ideehochzwei.de Układ graficzny i skład: Nelli Ferderer • nelli@ferderer.de ISBN 978-3-645-15062-2 2019/01 kredyt zdjęcie Rysunki stworzone za pomocą http://fritzing.
Instrukcje bezpieczeństwa Nie nadaje się dla dzieci Uwaga! poniżej 3 lat. Istnieje niebezp czeństwo uduszenia, poniew połknięte lub przedostać się Ryzyko odniesienia obraże ie- Uwaga! ń! Istnieje ryzyko odniesienia obrażeń przy używaniu nar zędzi oraz przy obróbce drewna, metalu i plastiku. Obserwuj wiek i doświadcz enie swojego dziecka. Pom oc w przypadku trudnych lub niebezpiecznych kroków rob oczych.
Kalendarz z elektroniką dla dzieci 2019 Diody LED, tranzystory i przetwornik piezoelektryczny Drogie dzieci! W okresie przed Bożym Narodzeniem czekają na was 24 projekty elektroniczne. W centrum uwagi znajdują się tranzystory, diody LED, czujnik światła i mały głośnik. Za pomocą tych elementów można zbudować różne urządzenia. Można wiele zobaczyć, usłyszeć i poeksperymentować! Kto ma na to ochotę, znajdzie tu potrzebne informacje, by dokładniej zrozumieć, jak wszystko działa.
Narodzenia. W ten sposób nie popełnimy żadnych istotnych błędów. Rezystor i dioda LED znajdą zastosowanie w pierwszym eksperymencie. Zwróć uwagę na kierunek instalacji diody LED. Posiada ona krótszy przewód (katoda = biegun ujemny) i dłuższy przewód (anoda = biegun dodatni). Wewnątrz można zobaczyć nieco większy uchwyt po stronie ujemnej, na którym znajduje się właściwy kryształ LED. Jak tylko wszystko zbudowałeś, porównaj swoją konstrukcję z obrazkiem poglądowym.
2 Tajne sygnały świetlne Za drzwiami numer 2 znajdziesz przycisk z czterema kontaktami. Wbuduj go w obwód tak, aby włączał on zasilanie jak tylko zostanie naciśnięty. Złącza połączone są wewnątrz po dwa. Jeśli wbudowałeś przycisk w złym kierunku, prąd będzie zawsze włączony. Gdy dioda LED się zaświeci po naciśnięciu przycisku oznacza to, że został on poprawnie wbudowany. Użyj włącznika światła, aby wysyłać wiadomości alfabetem Morse’a lub tajne sygnały, których nikt inny nie rozumie.
3 Czerwona i zielona Za drzwiami numer 3 znajdziesz zieloną diodę LED. Wbuduj ją w obwód tak, jak ukazano na obrazku. Wtedy obie diody zaświecą się razem, czerwona i zielona. Za pomocą przełącznika 1 możesz włączać i wyłączać obie jednocześnie. Połączenie szeregowe W połączeniu szeregowym ten sam prąd przepływa przez dwa lub więcej odbiorców. Jest to „obwód nierozgałęziony”, ponieważ istnieje tylko jedna droga. Oznacza to, że natężenie prądu jest w każdym miejscu takie samo.
4 Zielona wyłączona Otwórz drzwi numer 4 i wyjmij kabel z dwoma wtyczkami. Jeśli wbudujesz go wraz z przyciskiem tak, jak na obrazku, otrzymasz opcję wyłączania zielonej diody LED za pomocą przycisku. Zbudowałeś właśnie obejście, którym prąd może płynąć, kiedy miejsce przy przycisku jest zamknięte. Wtedy nie przepływa on przez zieloną diodę LED, lecz przez przełącznik. Zielona dioda LED gaśnie, ale czerwona dioda LED staje się w tym momencie nieco jaśniejsza.
5 Przełącznik kolorów Za drzwiami numer 5 znajdziesz drugi kabel. Przebuduj za jego pomocą swój obwód tak, aby czerwona dioda LED była włączana dopiero po naciśnięciu przycisku. W tym samym momencie zielona dioda LED gaśnie. Za pomocą tego przełącznika możesz więc zmieniać kolor: wciśnięty = czerwony, zwolniony = zielony. Gdy przełącznik jest zamknięty, obie diody LED są połączone równolegle. Można by pomyśleć, że wtedy prąd przepływa przez obie i obie świecą.
6 Zmagazynowana energia Szóstego dnia za drzwiami kalendarza czeka na Ciebie nowy element konstrukcyjny: kondensator. Jest to mały, jasnobrązowy dysk z dwoma przewodami. Na nim znajduje się napis 104, który oznacza 100 nF (100 nanofaradów). Kondensator można ładować i rozładowywać. Jeśli przesuniesz główny przełącznik 1 w położenie ON, zostanie on naładowany. Następnie możesz go wyłączyć, odczekać chwilę i nacisnąć przycisk. Dzięki temu wytworzysz mały błysk światła LED, który rozładuje kondensator.
7 Kolorowe błyski światła Za drzwiami nr 7 znajdziesz kolejny kabel. Teraz przebuduj swój obwód i dodaj również czerwoną diodę LED. Zwróć uwagę na kierunek instalacji! Czerwona dioda LED zostanie wbudowana w pozornie złym kierunku, tj. z katodą w kierunku dodatniego bieguna baterii. Za pomocą przycisku możesz naprzemiennie ładować (kontakt otwarty) lub rozładowywać (kontakt zamknięty). Podczas ładowania powstaje zielony błysk światła, podczas rozładowywania - czerwony.
8 Odgłosy elektryczne Otwórz drzwi nr 8 i odkryj mały głośnik piezoelektryczny z dwoma przewodami. Przewody zasilające są bardzo cienkie i miękkie, dlatego muszą one być traktowane delikatnie, tak jak przewody baterii. Wykonaj ponownie dwie dziurki w folii ochronnej panelu połączeniowego i przeprowadź przewody od dołu. Następnie wetknij je w przewidziane otwory, gdzie powinny pozostać aż do ostatniego eksperymentu.
9 Hamowana energia elektryczna Za drzwiami nr 9 znajdziesz nowy rezystor w kolorach brązowym, czarnym i zielonym. Ma on wartość 1 000 kΩ (kiloomów), czyli 1 MΩ (megaom). Ten bardzo wysoki opór zapewnia bardzo niski przepływ prądu, który ładuje przetwornik piezoelektryczny powoli. Otwórz i zamknij kontakt kilkakrotnie. Obie diody LED wyraźnie migają. Jednakże głośnik piezoelektryczny wytwarza trzaskający odgłos jedynie, gdy kontakt się zamyka.
10 Błyski światła bez baterii Otwórz drzwi nr 10 i wyjmij kolejny rezystor. Ma on wartość 2,2 kΩ i posiada trzy czerwone pierścienie. Zbuduj teraz obwód z głośnikiem piezoelektrycznym, rezystorem i dwiema diodami LED. Bateria nie jest podłączona, więc może zostać wyjęta z zacisku. Przycisk powinien być podczas pierwszego eksperymentu wciśnięty. Popukaj lekko po płycie piezoelektrycznej. Spowoduje to znów słabe czerwone i zielone błyski światła.
11 Wzmocniony prąd Jedenastego dnia otrzymasz ważny element konstrukcji z kalendarza: tranzystor. Tranzystor posiada trzy złącza, których nie wolno mylić. Są to emiter (E), baza (B) i kolektor (C). Nawiasem mówiąc, skrót C pochodzi z angielskiej pisowni (collector). Emiter powinien zostać podłączony do ujemnego zacisku baterii. W tym celu płaska, oznakowana napisem strona tranzystora musi być skierowana w lewo. Eksperyment ukazuje typowe zachowanie tranzystora.
12 Wzmocnione błyski światła Za drzwiami nr 12 znajdziesz rezystor o mocy 330 kΩ (pomarańczowy, pomarańczowy, żółty). Wbuduj go w ten obwód wzmacniacza z tranzystorem. Jeśli lekko popukasz w płytkę piezoelektryczną, czerwona dioda LED ukaże silny błysk. Ale również z zielonej diody LED pojawiają się słabe błyski światła. Pamiętaj, że zielona dioda LED wbudowana jest inaczej niż zwykle, a mianowicie z anodą (długi przewód) na ujemnym biegunie baterii.
13 Przełącznik dotykowy Za drzwiami numer 13 znajdziesz drugi tranzystor typu BC547. Powinien on wraz z pierwszym tranzystorem zapewnić jeszcze większe wzmocnienie. Oba zaciski kolektora są bezpośrednio połączone, a emiter pierwszego tranzystora prowadzi do bazy drugiego. Obwód ten nazywa się układem Darlingtona. Za jego pomocą zbudowany zostanie przełącznik dotykowy.
14 Czujnik światła Za drzwiami numer 14 skrywa się żółta dioda LED. Możesz umieścić ją w obwodzie w miejsce czerwonej lub zielonej diody LED, aby wypróbować inny kolor. Może ona jednak również wykonywać zupełnie inne zadanie. W tym eksperymencie żółta dioda LED używana będzie jako czujnik światła. Przy oświetleniu wytwarza ona bardzo mały prąd, podobnie jak ogniwo słoneczne. Następnie jest on wzmacniany przez dwa tranzystory i sprawia, że pozostałe dwie diody świecą.
15 Czujnik ruchu Za drzwiami nr 15 kryje się kolejny kabel. Za jego pomocą zbudujesz czujnik ruchu na podczerwień. Rzeczywistym czujnikiem jest dysk piezoelektryczny. Już wiesz, że generuje on napięcie elektryczne przy zmianie temperatury. Działa to również bez bezpośredniego kontaktu, jak tylko się zbliżysz. Jeszcze lepiej funkcjonuje to, jeśli pokolorujesz na ciemno srebrną warstwę dysku miękkim ołówkiem. Twoja ciepła ręka emituje promienio- wanie cieplne w podczerwieni.
16 Wzmacniacz światła Otwórz drzwiczki numer 16 i wyjmij nowy element konstrukcyjny. Na pierwszy rzut oka wygląda on jak dioda LED w przezroczystej obudowie, ale w rzeczywistości jest to czujnik światła, a dokładniej fototranzystor. Wbuduj go razem z rezystorem i diodą LED. Zwróć uwagę na kierunek montażu. Zupełnie inaczej niż w przypadku diody LED, długi przewód podłączony musi zostać do bieguna ujemnego, ponieważ jest to emiter.
17 Fototranzystor/przerzutnik LED Kolejny kabel znajdziesz za drzwiczkami numer 17. Teraz zbudujemy obwód z diodą LED i fototranzystorem, które włączają się lub wyłączają wzajemnie. Wygnij druty tak, aby dioda LED wbudowana była dokładnie naprzeciw fototranzystora i bezpośrednio go oświetlała. Dzięki temu tryb włączenia utrzymany zostanie nawet w ciemności. Jeśli jednak włożyłbyś pomiędzy nie kartkę papieru, dioda LED zgaśnie i również nie włączy się automatycznie po usunięciu papieru.
18 Przełącznik przyciskowy Za drzwiami numer 18 znajdziesz kolejny rezystor o wartości 1 MΩ (1 megaom, brązowy, czarny, zielony). Za jego pomocą zbudujesz przełącznik przyciskowy. Każde naciśnięcie przycisku zmienia tryb diody LED na włączony - wyłączony - włączony - wyłączony i tak dalej. Po zwolnieniu przycisku zachowany zostaje ostatni aktywny tryb. Również tutaj głośnik może pozostać podłączony. Przy każdym przełączeniu usłyszysz kliknięcie.
19 Przełącznik reagujący na pukanie Otwórz drzwiczki nr 19 i wyjmij rezystor o wartości 4,7 kΩ (żółty, fioletowy, czerwony). Zbuduj przerzutnik, który włącza na krótko diodę LED za każdym razem, gdy pukasz po dysku piezoelektrycznym, a następnie wyłącza ją samodzielnie. Często wystarcza nawet pukanie po stole obok czujnika. Na wyjściu znajdują się tym razem dwie diody LED w szeregu. Taki obwód nazywany jest przerzutnikiem monostabilnym.
21 Generator dźwięków Za drzwiami numer 21 skrywa się kondensator o wartości 10 nF (z napisem 103). Zbuduj teraz elektroniczny generator dźwięków. Z głośnika wydobywa się jednolity ton. Dotknij kondensatora palcami, aby się trochę ocieplił. Dzięki temu dźwięk zacznie się bardzo powoli zmieniać. Również dotknięcie przetwornika piezoelektrycznego zmienia dźwięk. Częstotliwość, czyli wysokość tonów, zależy od elementów konstrukcyjnych. Zamień mały kondensator o wartości 10 nF na większy o 100 nF.
22 Migacz z LED Drzwi nr 22 skrywają większy kondensator o wartości 22 μF (22 mikrofarady). Jest to kondensator elektrolityczny, który posiada biegun dodatni i biegun ujemny. Zwróć szczególną uwagę na właściwy kierunek montażu. Biegun ujemny ma krótszy przewód i oznaczony jest białą kreską. Mikrofarad jest 1000 razy większy niż nanofarad. 22 μF jest zatem 220 razy większe niż 100 nF. Umieść kondensator elektrolityczny w obwodzie z poprzedniego dnia. Przemieni on generator tonów w powolny migacz.
23 Automatyczna zmiana barw Otwórz drzwi numer 23 i wyjmij specjalną diodę LED w przezroczystej obudowie. Zawiera ona trzy kryształy LED w kolorach czerwonym, zielonym i niebieskim (oznaczona jako RGB), a także kontroler, który odpowiedzialny jest za przełączanie pomiędzy poszczególnymi kolorami i ich łagodne przejścia jeden w drugi. Jeśli spojrzysz z przodu na wyłączoną diodę RGB, możesz rozpoznać poszczególne elementy jej budowy.
24 Czterokrotny migacz naprzemienny Za drzwiami nr 24 znajduje się rezystor o wartości jedynie 1 kΩ (brązowy, czarny, czerwony). Stosowany jest on w celu uzyskania większego prądu LED i wyższej jasności. Obwód wykorzystuje wszystkie diody LED wspólnie. Wszystkie mrugają, błyskają i migotają tak, jak dioda RGB i tranzystor im to dyktują. Ponadto wbudowany jest fototranzystor, aby móc wyłączyć migotanie przy wysokiej jasności.
N° 1968203 Made in P. R. China © 2019 Franzis Verlag GmbH Richard-Reitzner-Allee 2 D-85540 Haar, Germany 2019/01 WEEE-REG.-NR.: DE 21445697 GTIN 4019631150622 96060002 MAKERFACTORY distributed by Conrad Electronic SE Klaus-Conrad-Str. 1 | 92240 Hirschau www.makerfactory.
