Elektronik-Experimentiersystem selbst gebaut  


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1       Vorbereitungen und Zusammenbau

 

Vor dem Experimentieren kommt der Zusammenbau des Systems. Das dauert nicht lange. Man braucht einen Lötkolben und etwas Lötzinn. Die Aufbauarbeiten sind nicht nur spannend, sondern sie helfen auch genau zu verstehen, womit man da arbeitet. Und gleichzeitig übt man das Löten und wird fit für weitergehende Elektronik-Projekte.

1.1            Bauteile

Der Bausatz enthält eine SMD-Platine mit allen Widerständen und Kondensatoren. Einige zusätzliche Bauteile müssen noch eingelötet werden. Dabei handelt es sich um drei Steckleisten, zwei LEDs zwei Transistoren und eine Schraubklemme für das Batteriekabel. Die Steckbrücken (Jumper) werden erst für die eigentlichen Versuche benötigt.

Abb. 1.1: Die vorbestückte Platine

Zusätzlich gibt es ein vierfaches Kabel mit Steckbuchsen an beiden Enden, das auch in Einzelkabel aufgetrennt werden kann. Sie dienen für weiterführende Experimente, als Übergang zu andern Elektronik-Baugruppen und zum Anschluss von Messgeräten.

Abb. 1.2: Zusätzliche Bauteile

 

 

1.2 Lötarbeiten

Bevor es richtig losgeht, muss erstmal gelötet werden, damit ein richtiger Baukasten daraus wird. Man beginnt am besten mit den drei Pfostenteckleisten mit jeweils 2 x 10 Kontakten.  Wenn man sie in die Platine einsetzt, kann danach alles umgedreht und auf eine flache Oberfläche gelegt werden, damit nichts mehr verwackelt. Dann können alle 60 Kontakte nacheinander angelötet werden.

Abb. 1.3: Eingebaute Pfostenstecker

Das ist zugleich eine gute Lötübung, falls man noch nicht daran gewöhnt ist. Jede Lötstelle muss richtig heiß werden, damit das Lötzinn tief in die Bohrung fließt und den Kontaktstift völlig umhüllt. Man darf aber auch nicht zu lange löten, damit nicht der letzte Rest des Flussmittels verdampft. Eine gute Lötstelle erkennt man daran, dass sich das Lötzinn rund an die verbunden Bauteile schmiegt und eine glatte Oberfläche hat. Falls es am Anfang noch nicht so gut klappt und am Ende immer besser wird, kann man die ersten Lötstellen problemlos noch mal mit etwas frischem Lötzinn nachlöten.

Nun folgten die beiden Transistoren. Sie sollen so tief in die Lötlöcher gesteckt werden, dass oberhalb der Platine nur noch etwa 5 mm Draht frei bleibt. Nach dem Löten müssen dann unten die überstehenden Drahtenden abgeschnitten werden. Achtung, die Transistoren kann man auch falsch herum einbauen. Wie es richtig ist, zeigt der Bestückungsaufdruck der Platine.  Die flache Seite weist zur zugehörigen Kontaktreihe.

Danach kommen die LEDs an die Reihe. Die Anoden sind die längeren Anschlussdrähte und weisen zur Kontaktreihe. Die Kathoden liegen am kürzeren Anschluss und sind zusätzlich durch eine flache Stelle am Gehäuse gekennzeichnet, die man auch auf dem Bestückungsaufdruck sieht. Wichtig sind auch die Farben. Die grüne LED wird links eingebaut, also auf die Seite zum Batterieanschluss. Rechts soll die rote LED eingesetzt werden. Beide LEDs sollen direkt auf der Platine sitzen, also vor dem Löten ganz eingesteckt werden, sodass nach dem Anlöten lange Drähte abgeschnitten werden müssen.

Abb. 1.4: Die fertig aufgebaute Experimentierplatine

Als letztes kommt die Schraubklemme für den Batterieanschluss. Hier kann dann der Batterieclip angeschraubt werden. Das rote Kabel ist der Pluspol, das schwarze der Minuspol. Es hat sich bewährt, das abisolierte und verzinnte Kabelende nach hinten umzuknicken und das Kabelende dann zusammen mit der Isolierung in der Klemme anzuschrauben. Damit erhält man eine langlebige Verbindung und vermeidet einen Kabelbruch, der sonst nach häufigem Biegen des Batteriekabels droht.

Nun kann die Platine mit den vier beiliegenden Gummifüßen versehen werden. Dann sollten noch einmal alle Lötpunkte sorgfältig überprüft werden. Jetzt darf der Lötkolben kalt werden. Alle weiteren Experimente kommen mit Steckverbindungen aus.

 

1.3 Überblick

Die Anordnung der Bauteile auf der Platine ist bei allen Versuchen gleich. Einige Verbindungen sind schon vorhanden, und die Bauteile sind so platziert, dass man mit möglichst wenig Brücken sinnvolle Schaltungen bauen kann. Außerdem sind solche Fehler fast völlig unmöglich, bei denen ein Bauteil kaputt gehen könnte. Man braucht also keine  Angst zu haben, etwas Neues auszuprobieren.  Die LEDs haben bereits einen Widerstand und können nicht überlastet werden.

 

Abb. 1.5: Zwei gleiche Schaltungsblöcke

Außerdem gibt es zwei zusätzliche Widerstände von 47 Ohm in den beiden Zuleitungen zur Batterie. Falls doch einmal versehentlich ein Kurzschluss gebaut wird, begrenzen sie den Strom auf 100 mA, sodass nichts Schlimmes passieren kann. Auch die Transistoren überstehen 100 mA ohne Schaden. Bei allen normalen Versuchen stören die Schutzwiderstände nicht. Sie erhöhen nur den Innenwiderstand der Batterie, wie es auch bei schon teilweise verbrauchten Batterien zu beobachten ist. In den Schaltplänen tauchen diese Schutzwiderstände nicht auf, denn sie spielen für die normale Funktion der Schaltungen keine Rolle. 

Es gibt zwei gleiche Blöcke von Bauteilen mit ihrer 20-poligen Stiftleiste, jeweils mit einem Transistor und einer LED. Deshalb kann man den Aufbau schnell durchschauen und hat schon nach kurzer Zeit keine Probleme mehr, eine Schaltung „freihändig“ aufzubauen.  Jeder Block könnte eine eigene Schaltung werden, die völlig unabhängig vom andern Block funktioniert.  Aber wenn kompliziertere Schaltungen gebaut werden sollen, müssen Verbindungen zwischen den Blöcken hergestellt werden. Dazu dient die mittlere Stiftleiste. Allen Blöcken gemeinsam ist, dass die unteren beiden Stifte am Minuspol der Batterie liegen, die oberen beiden am Pluspol.

Abb. 1.6: Verbindungen zur mittleren Kontaktleiste

Abb. 1.6  zeigt den Plan mit allen Verbindungen. Das mag kompliziert aussehen, ist aber nach kurzer Zeit schon leicht durchschaubar. Beim Aufbauen hilft auch die Beschriftung auf der Platine. Und man kann sich den Plan im Anhang ausschneiden oder kopieren und immer zusammen mit den Steckbrücken aufheben. Die zusätzlichen Verbindungsleitungen werden meist nicht benötigt, können aber wertvolle Dienste leisten, wenn man besondere Verbindungen in einer Schaltung testen will, wenn man Verbindungen zu anderen Experimenten herstellen will oder wenn man Messgeräte für umfangreiche Messreihen anschließen möchte.

 

Abb. 1.7: Ein aufgebauter Versuch

 


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