Conrad 1365868 Operation Manual [hu]

C E

Előszó

Már néhány éve létezik az elektronikus adventi kalendárium 24 kísérlettel Advent 24 decemberi napjára. Ebben az évben a témája az érzékelők. Meglepődhet ettől. Gyakran nagyon egyszerű kapcsolásokkal meglepő eredmények érhetők el. Ezek új tapasztalatokat hoznak, és sok élvezetet nyújtanak.

Az elektronikus adventi naptár ideális szülők és gyerekeik közös kísérletezésére. Minden kényszer nélkül elsajátítják közben az alapvető ismereteket. A 14 év alatti gyerekek csak felnőtt felügyelete mellett kísérletezhetnek. Vigyázzanak gyerekeik biztonságára, amikor a szerszámokkal és az alkatrészekkel ügyködnek. Csak 24 V alatti veszélytelen feszültséggel dolgozzanak. Világosítsák fel gyerekeiket a lehetséges veszélyekre.

Sok kísérlet ugyan egyszerűen van felépítve, azonban nem feltétlenül könnyű megérteni. A legtöbbször előbb lehetőleg egyszerűen leírjuk a felépítést és a működést. Ez elég arra, hogy a kísérletet sikerüljön elvégezni. Csak az olvasson tovább, aki még jobban meg akarja ismerni, és a műszaki hátteret tömör formában kapja meg. Sok kicsi és nagy változatra van lehetőség. Esetleg talál pár új kapcsolást a további kísérletezéshez. Engedje szabadon szárnyalni a fantáziáját!

Boldog és kreatív karácsonyt kívánunk!

Valamennyi kísérlet áttekintése:

1 Zöld fényű LED ................................................................................................. 4

2 Áram érintésre .................................................................................................4

3 Stabil csatlakozás .............................................................................................5

4 Kapcsolóérintkezők ..........................................................................................5

5 Több ellenállás 6

6 Dőlés- és mozgásérzékelő 6

7 Rázkódásérzékelő .............................................................................................7

8 Tranzisztor-kapcsoló.........................................................................................7

9 Riasztókészülék ................................................................................................8

10 Érintéskapcsoló ................................................................................................8

11 Fényérzékelő ....................................................................................................9

12 Érzékelő-fényszabályzó ....................................................................................9

13 Hőmérsékletérzékelő ..................................................................................... 10

14 Kétszeres hőmérsékletérzékelő ...................................................................... 10

15 Elektromos tér érzékelő ................................................................................. 11

16 Elektrosztatikus mozgásjelző .......................................................................... 11

17 LED-es hőmérő ............................................................................................... 12

18 Hőmérsékletkapcsoló ..................................................................................... 12

19 Villogó hőmérsékletkijelző ............................................................................. 13

20 A 25-fokos hőmérő ......................................................................................... 13

21 Hazugságvizsgáló ............................................................................................ 14

22 Elektroszmog-érzékelő ................................................................................... 15

23 Szikraérzékelő ................................................................................................ 16

24 A sokérzékelős gyertya ................................................................................... 17

Függelék: Az alkatrészek ................................................................................. 18

2. 2.

1. 1. nap

1 Zöld fényű LED

Nyissa ki az első ajtócskát, és vegyen ki mögüle egy különleges alkatrészt: egy zöldfényű LED-et belső előtétellenállással. A LED tokja rövidebb más LED-ekkel összehasonlítva. Így nem cserélheti össze más alkatrészekkel. Egy normális LED-et tudvalevőleg nem szabad előtétellenállás nélkül egy elemre csatlakoztatni. De itt már be van építve az ellenállás. Egy kis tömbként ül a pozitív kivezetésen, míg a LED-kristály a kehely alakú negatív kivezetésen van.

A pozitív kivezetést anódnak (A) is hívjuk, míg a negatív kivezetést katódnak (K). A LED-toknak széles alsó pereme van, a katód oldalán egy lecsapással. Ezenkívül a katódkivezetés rövidebb, mint az anódkivezetés. Így több megkülönböztetési lehetősége van a LED két pólusát illetően. A helyes működéshez fontos, hogy a katódkivezetés az elem negatív pólusával legyen összekötve, míg az anódkivezetés a pozitív pólusával. A LED úgy működik, mint egy elektromos szelep, amely az áramot csak az egyik irányban engedi folyni. És áram nélkül természetesen nincs fény.

Tartsa közvetlenül hozzá a LED-et az elem kapcsaihoz. Fényesen világítani kezd. Vigyázat, ne nézzen bele a világító LED-be közvetlen közelről. Feltétlenül kerülje el az elem rövidre zárását, azaz a két pólus közvetlen összekötését. Mivel ekkor az elem felforrósodhat, és a hosszan tartó rövidzár hatására fel is robbanhat. Ezenkívül a rövidzárak le is rövidítik az elem élettartamát.

Az elektronikus áramköröket kapcsolási rajzokkal lehet áttekinthetően ábrázolni. Az egyes alkatrészeket speciális szimbólumokkal jelzik. A LED anódját háromszög, katódját egyenes vonás mutatja. Ez az áram irányára utal. A fénykibocsátást két kifelé mutató rövid nyíl jelzi. Az ellenállást egy téglalap jelöli. Az ellenállások határozott értékkel rendelkeznek: A LED-be beépített ellenállás értéke 1000 Ohm = 1 Kiloohm (1 kΩ, a kapcsolási rajzban röviden 1 k). Bár a két alkatrész ugyanabba a tokba van beépítve, a kapcsolási rajzban önálló alkatrészekként vannak ábrázolva.

A kapcsolási rajzon soros kapcsolás látható. Az áram átfolyik az elemen, a LED-en, és az ellenálláson. Az ellenállás feladata az áram korlátozása egy elfogadható értékre. Minél nagyobb az ellenállás, annál kisebb az áram.

Vigyázat! Egy normál LED-et nem szabad közvetlenül rátenni az áramforrásra, hanem mindig csak egy ellenálláson keresztül. A soros ellenállás nélkül a LED-et a túl nagy áram tönkreteheti. Ebbe a speciális LED-be már be van építve az ellenállás, csak emiatt engedélyezett a közvetlen csatlakoztatás. Hogy kizárják az alkatrészek összetévesztését, a beépített ellenállást tartalmazó LED tokjának különleges alakot adtak. Ez a tok lényegesen rövidebb, mint egy szabvány LED-é.

2 Áram érintésre

A második ajtócska egy elemcsatot rejt a 9 V-os elem számára. Építse meg az első nap kísérletét egy kissé másképp. Használja az elemcsatot, és vegye figyelembe, hogy a fekete csatlakozóvezeték a negatív pólus, míg a piros a pozitív pólus. Gondosan kerülje el a rövidzárt, azaz a piros vezeték közvetlen összeérintését a feketével. Bizonyos ügyességet igényel, hogy egyszerre érintse meg a két érintkezési helyet. A LED-et most teszés szerint bekapcsolhatja vagy kikapcsolhatja.

Tartsa hozzá a LED katódkivezetését közvetlenül az elem fekete vezetékéhez, és érintse meg ugyanakkor az anódkivezetését az ujjával. A LED nagyon halványan világítani fog. A kísérlethez jól be kell sötétenie a szobát, és hozzá kell szoktatnia a szemét a halvány fényhez. Ekkor nagyon jól láthatja a fényt. Az ujjal történő érintés hatására egy kis áram folyik, ami kigyújtja a LED fényét.

A kapcsolási rajzon látja az áramkör megszakítási helyét, amelyet az ujjával át kell hidalnia. Az ujja ellenállásként szerepel, ez az ellenállás azonban mintegy ezerszer nagyobb, mint a LED-be beépített ellenállás. Ennek megfelelően a LED fénye is mintegy ezerszer gyengébb. A fényesség a bőr nedvességétől és a fémérintkezőre gyakorolt nyomástól függ. Ha az ujját kissé megnedvesíti, a LED fényesebben világít. A kísérlet azt mutatja be, hogy milyen egyszerű az érintésérzékelő felépítése. Később a kalendáriumban ismét elővesszük ezt az elvet, és javítunk egyet rajta.

3 Stabil csatlakozás

A harmadik ajtócska mögött egy kis dugaszolókártya van. Általa leegyszerűsödik még a viszonylag összetett kapcsolások felépítése is. A dugaszoló felület középső részén 230 érintkező van, 5-5 érintkezős függőleges vezető fóliasávokkal összekötve. Az alkatrészek beültetéséhez viszonylag nagy erő kell. A kivezetések ekkor könnyen megtörnek. Fontos, hogy a huzalokat pontosan felülről vezesse be. Ehhez egy csipeszt vagy egy kis fogót lehet használni. A kivezetést lehetőleg röviddel a dugaszkártya fölött fogja meg, és függőlegesen nyomja lefelé. Így érzékenyebb csatlakozóvezetékek, pl. az elemcsatnál az ónozott vég, törés nélkül beültethetők. Ha már mindent helyesen összekötött, kigyullad a LED a dugaszolókártyán.

3. 3. nap

4 Kapcsolóérintkezők

A 4. ajtócska mögül egy piros szigetelésű rézhuzal kerül elő. A huzallal egyszerű kapcsoló is készíthető. A kapcsoló két csupasz vezetékdarabból áll, amelyek az ujjával való megnyomáskor érintkeznek. Vágjon le ehhez egy csípőfogóval, vagy kényszerűségből egy régi ollóval 2 cm hosszúságú huzaldarabokat, és távolítsa el róluk a szigetelést.

Hogy kímélje az elemcsat puha csatlakozóvezetékeit, építsen be még egy rövid huzaldarabot tehermentesítőül. Az elemcsat maradjon mindig bekötve a csatlakozások igénybevételének a csökkentésére. Vágjon le kb. 2 cm-es huzaldarabot, és a végein távolítsa el a szigetelést kb. 7 mm hosszúságban. A csupaszoláshoz hasznos lehet, ha a szigetelést éles késsel körkörösen bemetszi. Figyelem: Ennek során maga a vezeték ne sérüljön meg, mert a megsértett helyen könnyebben törik. Úgy hajlítsa meg a kapcsolóhuzalokat, hogy éppen ne érjenek egymáshoz. Egy kis ujjnyomással legyen zárható a kapcsoló, úgyhogy a LED világítson.

Egy változatként úgy is kialakítható a kapcsoló, hogy normál állapotában zárva legyen. A kapcsolóval egy betörésérzékelő is megvalósítható. Dugjon be az érintkezők közé egy papírdarabkát, amelyet egy fonállal rögzítsen. A fonalat rögzítse még egy ajtóhoz vagy ablakhoz. Ha egy tolvaj (vagy egy családtag) kihúzná a papírt a kapcsolóból anélkül, hogy észrevenné, az áramkör záródik.

4. 4. nap

5. 5. nap

5 Több ellenállás

Az ötödik ajtócska mögött egy ellenállás vár alkalmazásra. Az ellenállások színes gyűrűkkel vannak jelölve. A barna (1), a fekete (0), a narancs (000) jelöli a 10.000 ohmot, azaz a 10 kiloohmot (10 kΩ). Majd egy aranyszínű gyűrű következik, amely az 5 %-os pontossági osztályt jelöli. A nagyobb ellenállás észrevehetően csökkenti a LED áramát. A kisebb áram a LED kisebb fényességével jár együtt, és ugyanakkor megnöveli az elem üzemélettartamát. A LED nagy hatásfoka eredményeként a fény még sok alkalmazásra elegendő. Győződjön meg saját maga erről.

Összesen csak egy 11 k-os ellenállás hat Ω. Ha most 2 V-os LED-feszültségből indulunk ki, még 7 V jut az ellenállásokra, és kb. 0,65 mA áram folyik. Egy 9 V-os elem kapacitása általában 500 mAó, és ez több mint egy hónapig tud áramot szolgáltatni. Figyeljen a kísérleteknél arra, hogy az elemet lehetőleg kevéssé terhelje, hogy ennek a kísérletnek a végéig és lehetőleg még a további kísérletekhez is alkalmazható legyen.

6. 6. nap

6 Dőlés- és mozgásérzékelő

A 6. ajtócska mögött található ennek a kalendáriumnak az egyik legfontosabb érzékelője, a dőlésérzékelő. Egy olyan kapcsolóérintkezőből áll, amelyet függőleges helyzetében egy kis fémgolyó zárva tart. Ha megfordítja az érzékelőt, a golyó kiesik az érintkezőből, és az áramkör kinyílik. Erős rázkódáskor a golyó ugrál, az érintkező váltakozva kinyílik és záródik. Hallható is a golyó mozgása.

Építse be a dőlésérzékelőt az áramkörbe. Vizsgálja meg a működését a dugaszolókártya lassú megdöntésével. Majd mozgassa gyorsan fel és le a kártyát. A LED villog.

7 Rázkódásérzékelő

Nyissa ki a kalendárium hetedik ajtócskáját, és vegye ki a piros LED-et. Vigyázat, a normál LED-eket nem szabad előtétellenállás nélkül rátenni az elemre, mert maximum 20 mA áramot bírnak el. Készítsen egy soros kapcsolást a piros LED-ből és a belső előtétellenállásos zöld LED-ből, valamint a 10 kΩ-os kiegészítő előtétellenállásból. A dőlésérzékelőnek a zöld LED-et kell áthidalnia. Normál állapotban az áram a zöld LED mellett vezetődik el. Azt is mondhatjuk, hogy a zöld LED rövidre van zárva. A rövidzár ebben a esetben azonban nem hiba, mivel az áram a kapcsolás más helyén korlátozva van. Tehát csak a piros LED világít, amíg a zöld nem.

Kopogtassa most meg az asztalt. A golyó ettől egy kicsit ugrál a dőlésérzékelőben, és pillanatokra megszakad az érintkezés. A zöld LED felvillan. Vizsgálja meg az esetet különböző felületeken és felállítási helyeken. Fel tudja úgy állítani az érzékelőt, hogy észlelje, hogy egy személy közeledik?

7. nap

8 Tranzisztor-kapcsoló

A nyolcadik ajtócska mögül egy három kivezetéssel bíró alkatrész kerül elő, ez a BC547C típusú tranzisztor. A kivezetések neve bázis (B), emitter (E) és kollektor (C). A bázis-kivezetés a középső, az emitter-kivezetés jobbra van, ha a tranzisztort a feliratozott lapos oldal felől nézi, míg a kollektor a baloldalon van. Építse be úgy a tranzisztort az áramkörbe, hogy kapcsolni tudja a zöld LED-et. A 10 kos ellenállásΩ gondoskodik a megfelelő bázisáramról. Az S huzalhurok azonban rövidre zárja a bázist és az emittert, és így elvezeti a bázisáramot, a LED nem világít. Ha azonban megszakítja ezt az áthidalást, a tranzisztor bekapcsolja a LED-et. Kössön egy vékony fonalat a huzaláthidalóra, amelynek a másik végét kösse egy ajtólaphoz. Az ajtó kinyitása kihúzza a huzaláthidalót, és ezáltal riasztás kelt.

A tranzisztor egy áramerősítő. Ha egy kis bázisáram folyik, hatására sokszorta nagyobb kollektoráram fog folyni. A tranzisztor kapcsolóként használható. A kollektor és az emitter között vezető kapcsolat jön létre, ha áram folyik a bázison át. De az áramiránynak stimmelnie kell. Az itt alkalmazott NPN-tranzisztor esetében az emitternek az elem negatív pólusával kell kapcsolatban lennie.

+ 14 hidden pages