Conrad 1365868 Operation Manual [de]

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Vorwort

Seit einigen Jahren schon gibt es den Elektronik-Adventskalender mit 24 Versuchen für die 24 Dezembertage im

Advent. In diesem Jahr heißt das Thema Sensoren. Lassen Sie sich überraschen. Oft können mit sehr einfachen Schaltungen erstaunliche Ergebnisse erzielt werden. Das bringt neue Erfahrungen und macht Spaß.

Der Elektronik-Adventskalender ist ideal für das gemeinsame Experimentieren von Eltern und ihren Kindern. Ganz zwanglos werden dabei die wichtigsten Grundkenntnisse vermittelt. Kinder unter 14 Jahren sollten nur unter Aufsicht Erwachsener experimentieren. Achten Sie auf die Sicherheit Ihrer Kinder beim Umgang mit Werkzeugen und mit den Experimenten. Arbeiten Sie nur mit ungefährlichen Spannungen unter 24 V. Bitte weisen Sie Ihre Kinder auf die möglichen Gefahren hin.

Viele der Versuche sind zwar sehr ein zunächst nur der Au durchzuführen. Nur wer es Form. Viele kleine und Ex

erimente. Lassen Sie Ihrer Kreativität freien Lauf

Wir wünschen eine frohe und kreative Weihnachtszeit

bau und die Funktion möglichst einfach beschrieben. Das reicht, um den Versuch erfolgreich

enauer wissen will, liest weiter und erfährt die technischen Hintergründe in knapper

roße Variationen sind möglich. Vielleicht ﬁ nden Sie ein paar neue Schaltungen für weitere

ach aufzubauen, aber nicht unbedingt einfach zu verstehen. Meist werden

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lle Versuche im Überblick

bil

linkend

(en)

1 Grünes LED-Licht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2 Strom bei Berührung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

3 Sta

4 Schaltkontakte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

5 Mehr Widerstan

6 Neigungs- und Bewegungssenso

7 Erschütterungssenso

8 Transistor-Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

9 Eine Alarmanla

10 Berührun

11 Lichtsensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14 Zweifach-Temperatursensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

15 Elektrofeldsensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

e Steckverbindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

sschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

19 B

20 Das 25-Grad-Thermometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

22 Elektrosmog-Sensor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23 Funk

24 Die Multi-Sensor-Kerze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Anhang: Die Bauteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

e Temperaturanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

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1 Gr

ünes

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(1 k

eben e

ausschalte

geg

LED-L

1. Ta

Öffnen Sie das erste Türchen und entnehmen Sie ein ganz besonderes Bauteil: eine grüne LED mit internem Vor widerstand. Das LED-Gehäuse ist kürzer als bei anderen LEDs. So können Sie die Bauteile nicht verwechseln. Eine normale LED darf ja bekanntlich niemals ohne einen Widerstand an eine Batterie angeschlossen werden. Aber hier ist der Widerstand schon eingebaut. Er sitzt als kleiner Block auf dem positiven Anschluss, während der LED-Kristall auf dem negativen Anschluss liegt, der wie ein kleiner Kelch ausgeformt ist.

Den positiven Anschluss nennt man auch Anode (A) und den negativen Kathode (K). Das LED-Gehäuse hat einen breiteren unteren Rand mit einer Abﬂ achung an der Kathodenseite. Außerdem ist der Kathodenanschluss kürzer als der Anodenanschluss. So hat man mehrere Unterscheidungsmerkmale für die beiden Pole der LED. Für eine korrekte Funktion ist es wichtig, dass der Kathodenanschluss mit dem Minuspol der Batterie verbunden wird und der Anodenanschluss mit dem Pluspol. Die LED funktioniert wie ein elektrisches Ventil, das den Strom nur in einer Ric

tung passieren lässt. Und ohne Strom gibt es natürlich auch kein Licht.

Halten Sie die LED direkt an die Anschlüsse der Batterie. Sie leuchtet hell auf. Achtun Blick in eine leuchtende LED aus eine direkte Verbindun anhaltenden Kurzschluss im Extremfall so B

Elektronische Schaltun S

mbol. Die LED besteht aus einem Dreieck für die Anode und einem geraden Strich für die Kathode. Das deutet die Stromrichtun eckiges Kästchen gezeichnet. Jeder Widerstand hat einen bestimmten Widerstandswert. Der in die LED eingebaute Widerstand hat 1000 Ohm = 1 Kiloohm ein

ebaut sind, werden sie im Schaltbild wie zwei eigenständige Bauteile dargestellt.

der beiden Pole. Denn dabei könnte die Batterie sehr heiß werden und bei einem länger

en stellt man übersichtlich in Schaltbildern dar. Für jedes Bauteil gibt es ein spezielles

an. Zwei kurze Pfeile nach außen stehen für das abgegebene Licht. Der Widerstand wird als recht

eringer Entfernung. Vermeiden Sie unbedingt einen Kurzschluss der Batterie, also

ar explodieren. Außerdem verringern Kurzschlüsse die Lebensdauer der

im Schaltbild kurz 1 k). Obwohl beide Bauteile im selben Gehäuse

, vermeiden Sie einen direkten

2. Ta

Das Schaltbild zeigt eine Reihenschaltung. Der Strom ﬂ ießt durch Batterie, die LED und den Widerstand. Der Wider stand hat dabei die Aufgabe, die Stromstärke auf einen sinnvollen Wert zu begrenzen. Je größer der Widerstand, desto kleiner die Stromstärke.

Achtung! Eine normale LED dar immer auc Spezia Verwechselung ausgeschlossen ist, wurde verwen

einen Widerstand. Ohne diesen Vorwiderstand würde die LED durch zu viel Strom zerstört! In dieser

-LED ist der Widerstand schon eingebaut, nur deshalb ist hier der direkte Anschluss erlaubt. Damit eine

et. Sie ist wesentlich kürzer als eine Standard-LED.

niemals direkt an eine Spannungsquelle gelegt werden, sondern man braucht

ür die LED mit eingebautem Widerstand eine besondere Gehäuseform

2 Strom bei Berührun

Das zweite Türchen verbirgt einen Batterieclip für die 9-V-Batterie. Bauen Sie den Versuch vom ersten Tag noch einmal etwas anders auf. Verwenden Sie den Batteriecli Minuspol und der rote der Pluspol ist. Vermeiden Sie sor roten Kabels mit dem schwarzen. Es erfordert etwas Geschick, beide Kontaktstellen

ie können die LED nach Beli

ten Sie einmal den Kathodenanschluss der LED direkt an den schwarzen Draht der Batterie und berühren Sie

eichzeitig den roten Draht und den Anodenanschluss mit dem Finger. Die LED wird sehr schwach leuchten. Für den

Versuc

sollten Sie den Raum weitgehend verdunkeln und sich an das schwache Licht gewöhnen. Dann sehen Sie es

anz deutlich. Die Berührung mit dem Finger lässt einen kleinen Strom ﬂ ießen, der die LED zum Leuchten bringt.

Im Schaltbild sieht man eine Unterbrechun Fin

er funktioniert wie ein Widerstand, aber dieser Widerstand ist etwa tausendmal größer als der eingebaute Widerstand in der LED. Entsprechend wird das LED-Licht etwa tausendmal schwächer. Die Helli Hautfeuchti heller . Der Versuch zei noch einmal auf

keit und vom Druck auf die Metallkontakte ab. Wenn Sie den Finger etwas anfeuchten, wird die LED

t, wie ein einfacher Berührungssensor aufgebaut ist. Später im Kalender wird das Prinzip

riffen und verbessert.

in- und

des Stromkreises, die mit dem Finger überbrückt werden soll. Der

und beachten Sie, dass der schwarze Anschlussdraht der

fältig einen Kurzschluss, also eine direkte Berührung des

leichzeitig zusammenzuhalten.

keit hängt von der

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3 Stabile Steckverbindung

Schaltkontakte

Hinter dem dritten Türchen ﬁ nden Sie eine kleine Steckplatine. Damit vereinfacht sich der Aufbau auch relativ komplexer Schaltungen. Das Steckfeld hat 170 Kontakte, die jeweils durch vertikale Streifen mit 5 Kontakten leitend verbunden sind. Das Einsetzen von Bauteilen benötigt relativ viel Kraft. Die Anschlussdrähte knicken daher leicht um. Wichtig ist, dass die Drähte exakt von oben eingeführt werden. Dabei hilft eine Pinzette oder eine kleine Zange. Ein Draht wird möglichst kurz über dem Steckbrett gepackt und senkrecht nach unten gedrückt. So lassen sich auch empﬁ ndliche Anschlussdrähte wie die verzinnten Enden des Batterieclips ohne Knicken einsetzen. Wenn alles kor rekt verbunden ist, leuchtet die LED auf der Steckplatine.

3. Tag

Hinter dem Türchen Nr. 4 kommt ein Kupferdraht mit roter Isolierung zum Vorschein. Mit dem Draht lässt sich ein einfacher Schalter bauen. Dieser besteht aus zwei blanken Drahtstücken, die sich erst bei einem Fin ren. Schneiden Sie dazu mit einer Zange oder zur Not auch mit einer alten Schere Drahtstücke von 2 cm Länge ab und entfernen Sie die Isolierun

Um die weichen Anschlussdrähte des Batterieclips zu schonen, wird zusätzlich ein kurzer Draht als Zugentlastung ein

ebaut. Der Batterieclip sollte immer verbunden bleiben, damit die Anschlüsse nicht übermäßig abnutzen. Schneiden Sie ein passendes Stück Draht von ca. 2 cm Län einer Län einem scharfen Messer rundherum einzuschneiden. Achtun wei Durch einen leichten Fin

Alternativ können Sie den Schalter auch so bauen, dass er im Normalzustand oder Einbruchsensor ist damit realisierbar. Schieben Sie ein Stück Papier, das an einem Faden befesti die Kontakte. Der Faden wird an einer Tür oder einem Fenster befesti würde, ohne es zu merken, das Papier aus dem Schalter ziehen, womit der Stromkreis

e von etwa 7 mm. Zum Abisolieren der Drahtenden hat es sich als praktisch erwiesen, die Isolierung mit

er sonst an dieser Stelle leicht bricht. Biegen Sie die Schalterdrähte so, dass sie sich gerade nicht berühren.

komplett

e ab und entfernen Sie an den Enden die Isolierung auf

, dabei sollte der Draht selbst nicht angeritzt werden,

erdruck lässt sich der Schalter schließen, sodass die LED leuchtet.

eschlossen ist. Auch ein Diebstahl-

t. Ein Dieb (oder ein Mitglied der Familie)

eschlossen wird.

erdruck berüh

t ist, zwischen

4. Ta

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Mehr W

iderstand

(1)

5. Ta

Hinter der fünften Tür wartet ein Widerstand auf seinen Einsatz. Widerstände sind mit Farbringen gekennzeichnet. Die Farben Braun ner Ring, der die Genauigkeitsklasse 5 % angibt. Durch den größeren Widerstand wird der LED-Strom deutlich redu ziert. Weniger Strom bedeutet weniger LED-Helligkeit und zugleich eine längere Batterielebensdauer. Dank der guten Efﬁ zienz der LED ist das Licht für viele Anwendungen ausreichend. Entscheiden Sie selbst!

Insgesamt wirkt nun ein Widerstand von 11 7V an den Widerständen und es ﬂ ießt ein Strom von etwa 0,65 mA. Eine 9-V-Batterie hat üblicherweise eine Kapa zität von 500 mAh und könnte diesen Strom mehr als einen Monat lang liefern. Achten Sie bei Ihren Experimenten darauf, dass die Batterie möglichst wenig belastet wird, damit sie bis zum Ende dieser Versuche durchhält und mög lichst noch für weitere Experimente verwendet werden kann.

, Schwarz (0), Orange (000) stehen für 10.000 Ohm, also 10 Kiloohm (10 k. Es folgt ein golde-

. Wenn man von einer LED-Spannung von 2 V ausgeht, liegen noch

6. Ta

6 Neigungs- und Bewegungssenso

Hinter dem Türchen Nr. 6 ﬁ nden Sie einen der wichtigsten Sensoren in diesem Kalender, den Neigungssensor. Er besteht aus einem Schaltkontakt, der in au den Sensor um, dann hüp

t die Kugel, der Kontakt ist abwechselnd geschlossen und geöffnet. Man kann die Bewegung der Kugel auch

ren.

Bauen Sie Steckboards. Bewe

en Neigungssensor mit in den Stromkreis ein. Testen Sie seine Funktionen durch langsames Kippen des

ällt die Kugel von ihrem Kontakt und der Stromkreis ist geöffnet. Bei starker Erschütterung

en Sie das Board auch einmal schnell auf und ab. Die LED blinkt.

rechter Lage durch eine kleine Metallkugel geschlossen wird. Dreht man

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