Conrad 1365868 Operation Manual [nl]

1

Introductie

Sinds enkele jaren is er een elektronica-adventskalender met 24 experimenten voor de 24 dagen in
december. Dit jaar heet het onderwerp sensoren. Laat u verrassen. Vaak kunnen met heel eenvoudige
schakelingen verbazingwekkende resultaten bereikt worden. Dit brengt nieuwe ervaringen en bereid
veel plezier.

De elektronica-adventskalender is ideaal voor het gezamenlijk experimenteren van ouders en hun
kinderen. Helemaal ongedwongen wordt daarbij de belangrijkste basiskennis overgebracht. Kinderen
onder de 14 jaar mogen alleen onder toezicht van een volwassene experimenteren. Let op de
veiligheid van uw kinderen bij het omgaan met gereedschap en met de experimenten. Werk alleen met
ongevaarlijke spanningen onder 24 V. Wijs uw kinderen op deze mogelijke gevaren.

Vele van de experimenten zijn heel eenvoudig op te bouwen, maar niet altijd makkelijk te begrijpen.
Meestal wordt eerst alleen de opbouw en de functie zo eenvoudig als mogelijk beschreven. Dit is
voldoende om het experiment met succes uit te voeren. Alleen wie meer wil weten, moet verder lezen
om de technische achtergronden in korte vorm te ervaren. Vele kleine en grote variaties zijn mogelijk.
Misschien vindt u een paar nieuwe schakelingen voor verdere experimenten. Laat uw creativiteit de
vrije loop!

Wij wensen u een prettige en creatieve kersttijd!

2

Overzicht van alle experimenten:

1 Groen LED-licht 4
2 Stroom bij aanraking 4
3 Stabiele insteekverbinding 5
4 Schakelcontacten 5
5 Meer weerstand 6
6 Hellings- en bewegingssensor 6
7 Schoksensor 7
8 Transistor-schakelaar 7
9 Een alarminstallatie 8
10 Aanraakschakelaar 8
11 Lichtsensor 9
12 Sensor-dimmer 9
13 Temperatuursensor 10
14 Tweevoudige temperatuursensor 10
15 Elektrisch veld sensor 11
16 Elektrostatische bewegingsmelder 11
17 Een LED-thermometer 12
18 Temperatuurschakelaar 12
19 Knipperende temperatuurweergave 13
20 De 25 graden thermometer 13
21 Leugendetector 14
22 Elektrosmog-sensor 15
23 Vonk(en)sensor 16
24 De multi-sensor kaars 17

Bijlage: de componenten 18

3

1 Groen LED-licht

Maak het 1e deurtje open en haal een heel bijzonder component er uit: een groe ne LED met interne
voorschakelweer stan d. De LE D -behuizing is korter dan bij andere LED’s. Daardoor kan de z e niet met
andere verwisselt worden. Een normale LED mag nooit zonder weerstand op een batterij aangesloten
worden. Maar hier is de weerstand reeds ingebouwd. Hij zit als een klein blokje op de positieve

aansluiting, terwijl het LED-kristal op de negatieve aansluiting ligt en gevormd is als een kleine kelk.

De positieve aansluiting noemt men ook anode (A) en de negatieve kathode (K). De LED­behuizing heeft een bredere rand onderaan, deze is afgevlakt aan de kathodezijde. Bovendien
heeft de kathodeaansluiting een kortere draad dan de anodeaansluiting. Zo zijn er meerdere
kenmerken voor de plus- en minpool van de LED. Voor een juiste functie is het belangrijk dat de
kathodeaansluiting met de minpool van de batterij wordt verbonden en de anodeaansluiting met
de pluspool. De werking van de LED is als een elektrisch ventiel, waar stroom slechts in een
richting doorheen wordt gelaten. En zonder stroom is er ook geen licht.

Houdt de LED direct aan de aansluitingen van de batterij. Ze licht helder op. Let op, vermijdt het
direct inkijken in een verlichte LED op korte afstand . Vermijdt beslist een kortsluiting van de
batterij, dus een directe verbinding van beide polen. De batterij kan daarbij erg heet worden en in
extreme gevallen, zoals bij een langdurige kortsluiting, zelfs exploderen. Bovendien verlagen
kortsluitingen de levensduur van de batterij.

Elektronische schakelingen worden overzichtelijk in een schakelschema weergegeven. Voor elk
component is er een speciaal symbool. Het symbool voor een LED bestaat uit een driehoek voor
de anode en een rechte streep voor de kathode. Dit laat de stroomrichting zien. Twee korte pijlen
die naar buiten wijzen, staan voor het afgegeven licht. De weerstand wordt als een rechthoekig
blokje getekend. Elke weerstand heeft een bepaalde weerstandswaarde. De in de LED
ingebouwde weerstand heeft 1000 Ohm = 1 kilo-ohm (1 kΩ, in het schakelschema kort 1 k). Ook
zitten beide componenten in dezelfde behuizing worden ze in het schakelschema als twee
zelfstandige componenten weergegeven.

Het schakelschema toont een serieschakeling. De stroom vloeit door de batterij, de LED en de weerstand. De weerstand
heeft daarbij de taak om de stroomsterkte tot een zinvolle waarde te begrenzen. Hoe groter de weerstand des te kleiner is de
stroomsterkte.

Waarschuwing! Een normale LED mag nooit direct met een spanningsbron verbonden worden, er is altijd een weerstand
nodig. Zonder deze voorweerstand zou de LED door teveel stroom vernield worden! In deze speciale LED is de weerstand
reeds ingebouwd en mag daarom alleen in dit geval direct aangesloten worden. Om een verwisseling te voorkomen, is deze
LED met ingebouwde weerstand uitgevoerd in een bijzondere behuizingsvorm. Deze is aanzienlijk korter dan een standaard­LED.

2 Stroom bij aanraking

Achter het 2e deurtje bevindt zich een batterijclip voor de 9-V-batterij. Bouw het experiment van de eerste
dag nog een keer op, maar nu een beetje anders. Gebruik de batterijclip en let er op, dat de zwarte
aansluitdraad de minuspool is en de rode de pluspool. Vermijdt beslist een kortsluiting, dus een direct
contact van de rode kabel met de zwarte. Het is een beetje friemelwerk om alle contactplaatsen

tegelijkertijd bij elkaar te houden. U kunt de LED naar wens aan- of uitschakelen.

Houdt eenmaal de kathode-aansluiting van de LED direct aan de zwarte draad van de
batterij en raak tegelijkertijd de rode draad en de anode-aansluiting met de vinger aan. De
LED zal nu zwak oplichten. Voor deze proef kunt u beter de kamer verduisteren om aan het
zwakke licht te wennen. Nu kunt u het duidelijk zien. Het contact met de vinger laat een
kleine stroom vloeien, waardoor de LED gaat oplichten.

In het schakelschema is een onderbreking van het stroomcircuit te zien, welke met de vinger
overbrugd zal worden. De vinger functioneert net al een weerstand, maar deze weerstand is
duizend keer groter dan de ingebouwde weerstand in de LED. Overeenkomstig wordt het
LED-licht duizend keer zwakker. De helderheid is afhankelijk van het huidvocht en van de
druk op de metalen contacten. Als u de vinger iets vochtig maakt, wordt de LED lichter. Dit
experiment laat zien, hoe een eenvoudige aanraaksensor opgebouwd is. Later in de
kalender wordt het principe nog een keer herhaald en verbetert.

4

3 Stabiele insteekv er bi nd in g

Achter het 3e deurtje bevindt zich een kleine experiment eer b ord. Dit
vereenvoudigd de opbouw van relatief complexe schakelingen. Het bord heeft
170 contacten, die telkens door verticale stroken met 5 contacten geleidend
onderling verbonden zijn. Het insteken van de onderdelen vergt relatief veel
kracht. De aansluitdraden knikken daard oor gem ak kelijk om. Belangrijk is, dat
de draden exact van boven af ingestoken worden. Een pincet of een kleine tang
kan daarbij nuttig zijn. Een draad wordt zo kort mogelijk boven het bord
vastgehouden en dan verticaal naar beneden gedrukt. Op die manier kunt u ook
gevoelige aansluitdraden, zoals de vertinde uiteinden van de batterijclip, zonder
ombuigen inzetten. Als alles juist is verbonden, gaat de LED op het bord oplichten.

4 Schakelcontacten

Achter het 4e deurtje verschijnt een koperen draad met rode isolering. Met deze draad kan
een eenvoudige schakelaar worden opgebouwd. Deze bestaat uit twee blanke draadstukjes
die zich pas bij een vingerdruk aanraken. Knip hiertoe met een tang of eventueel een oude
schaar draadstukken van 2 cm er af en strip de isolatie volledig er af.

Om de kwetsbare aansluitdraden van de batterijclip te beschermen, wordt bijkomend een korte draad als trekontlasting
ingebouwd. De batterijclip blijft altijd verbonden, zodat de aansluitingen niet te veel slijten. Knip een stukje draad van
ongeveer 2 cm lengte en strip ca. 7 mm van de isolatie aan de uiteinden. Om de isolatie te verwijderen van de
draaduiteinden, bleek het praktisch, de isolatie met een scherp mesje rondom in te snijden. Wees wel voorzichtig dat u de
draad niet insnijdt, anders kan deze gemakkelij k breken. Buig de schakeldraden op een manier zodat ze zich net niet
aanraken. Door een lichte vingerdruk wordt de schakelaar gesloten en de LED licht op.

Alternatief kunt u de schakelaar ook zo bouwen, dat hij in de normale toestand gesloten is. Ook een diefstal- of inbraaksensor
is daarmee te realiseren. Schuif een stuk papier, dat u aan een touwtje bevestigd tussen de contacten. Het touwtje wordt aan
een deur of raam bevestigd. Een dief (of iemand van de familie) zou zonder het te merken het papier uit de schakelaar
trekken waarmee de stroomkring gesloten wordt.

5

5 Meer weerstand

Achter het 5e deurtje wacht een weerstand om gebruikt te worden. Weerstanden zijn gekenmerkt
met kleurringen. De kleuren bruin (1), zwart (0), oranje (000) staan voor 10.000 Ohm, dus 10 kilo­ohm (10 kΩ). Er volgt een gouden ring, deze geeft de nauwkeurigheidsklasse van 5% aan. Door de
grotere weerstand wordt de LED-stroom duidelijk gereduceerd. Minder stroom betekent minder LED­ helderheid en tegelijk een langere levensduur van de batterij. Dankzij de goede efficiëntie van de
LED is deze verlichting voor de meeste toepassingen voldoende. Beslis zelf!

In totaal werkt nu een weerstand van 11 kΩ. Als men er van een LED-spanning van 2 V
uitgaat, liggen nog 7 V aan de weerstanden en er vloeit een stroom van ongeveer 0,65 mA.
Een 9V-batterij heeft meestal een capa cit eit van 500 mAh en zou deze stroo m meer dan é én
maand kunnen leveren. Let bij uw experimenten er op, dat de batterij zo min mogelijk belast
wordt, zodat ze ook tot het einde van experimenten volhoudt en eventueel nog voor verdere
experimenten gebruikt kan worden.

6 Hellings- en bewegingssensor

Achter het 6e deurtje vindt u een van de belangrijkste sensoren in deze kalender, de hellingsensor.

Hij bestaat uit een scha kel con t act, w elk e in de omhoog geri c hte posit ie door een kle ine met alen
kogel gesloten wordt. Draait men de sensor om, dan valt de kogel van haar contact en de
stroomkring is geopend. Bij sterke trillingen spri ngt de kogel omhoog, het contact is afw iss elend
gesloten en geopend. Men kan de beweging van de kogel ook horen.

Bouw de hellingsensor in de stroomkring. Test zijn functie door langzaam het
experimenteerbord te kippen. Ga het bord ook een keer snel omhoog en omlaag bewegen.
De LED knippert.

6

7 Schoksensor

Open het 7e deurtje van uw kalender en haal de rode LED er uit. Let op; een standaard-LED
mag nooit zonder voorschakelweerstand op een batterij aangesloten worden, omdat deze voor
een maximale stroom van 20 mA gemaakt is. Bouw een serieschakeling van de rode LED en de
groene LED met de interne voorweerstand en de extra voorweerstand van 10 kΩ. De hellingsensor
moet de groene LED overbruggen. In de normale toestand wordt dan de stroom aan de groene
LED voorbij geleid. Of anders gezegd, de groene LED wordt kortgesloten. Maar deze kortsluiting
is in dit geval geen fout, omdat de stroom op een andere plaats in de stroomkring begrensd wordt.
Er licht dus alleen de rode LED op, terwijl de groene LED uit blijft.

Klop nu eenmaal op de tafel. De kogel in de hellingsensor springt daarbij iets omhoog en opent het con tac t kortst ond ig. U ziet
een flits bij de groene LED. Test verschillende ondergronden en opstellingsplaatsen. Krijgt u het voor elkaar om de sensor zo
te plaatsen, dat herkent wordt als een persoon di chterbij komt?

8 Transistor schakelaar

Achter het 8e deurtje verschijn t een compon ent met drie aansluitdraden, een transistor van het
type BC547C. De aansluitingen noemt men basis (B), emitter (E) en collector (C). De basis­aansluiting is in het midden, de emitteraansluiting rechts, als u op de platte zijde met de opdruk
kijkt, en de collector links. Bouw de transistor in de stroomkring, zodat hij de groene LED kan
inschakelen. De weerstand van 10 kΩ zorgt voor de noodzakelijke basisstroom. De draadlus S
zal echter basis en emitter kortsluiten en leidt daarmee de basisstroom af, de LED gaat niet
oplichten. Wordt deze verbinding onderbroken, schakelt de transistor de LED in. Bindt een dun
touwtje aan de draadbrug en het andere uiteinde op een deur. Bij het openen van de deur wordt
de draadbrug uitgetrokken en activeer t zodoe nde het alar m.

Een transistor is bedoeld ter versterking van stroom. Als een kleine basisstroom vloeit, veroorzaakt dit een veel grotere
collectorstroom. Men kan de transistor als een schakelaar gebruiken. Een geleidende verbinding tussen collector en emitter
ontstaat, als een kleine stroom door de basis vloeit. Maar de stroomri chti ng moet klopp en. Bij de hier gebruikte NPN-transistor
moet de emitter met de minpool van de batterij verbonden zijn.

7

9 Een alarminstallatie

Achter het 9e deurtje bevindt zich nog een weerstand. Dez e heeft 82 kΩ (grijs, rood, oranje).

Bouw deze in plaats van de tot nu toe gebruikte 10 kΩ –weerstand in de basisstroo mkr ing i n.
Bijkomend is er nu een hoofdschakelaar in de vorm van de hellingschakelaar N. Alleen de
bezitter weet, hoe deze alarminstallatie uitgeschakeld wordt, namelijk door omdraaien.

De verbeterde alarminstallatie werkt net als voorheen maar met een kleine lusstroom. De sensorschakeling kan daarom heel
lang op een batterij werken. In de actieve toestand vloeit een sensorstroom van ongeveer 0,1 mA. Bij een batterijcapacit eit
van 500 mAh zou de installatie 5000 uren met een batterij kunnen werken, dus langer dan een half jaar.

10 Aanraakschakelaar

Achter het 10e deurtje verschijnt nog een transistor BC547C. Met twee transistors wordt er nog
een grotere versterking bereikt, omdat de al versterkte stroom van de eerste transistor door de
tweede transistor nog een keer versterkt wordt. Er is nu slechts de geringe stroom door een
vinger voldoende om een LED volledig in te schakelen. Bouw hiertoe twee blanke draden in de
schakeling. Door aanraken van beide draden licht de LED op.

Deze schakeling noemt men na de uitvinder Darlington-schakeling. Een transistor BC547C heeft een stroomversterkings­factor van ongeveer 500. Beide transistors bereiken gezamenlijk een 250.000-voudige stroomv erst er ki ng. Er is daarom al een
sensorstroom voldoende van ver onder een micro ampère, om een LED in te schakelen.

8

11 Lichtsensor

Maak het 11e deurtje open. Hier verschijnt een weerstand met 1 kΩ (bruin, zwart, rood). De rode LED
wordt deze keer niet als lichtbron maar als lichtsensor toegepast. Deze wordt in sperrichting met de
kathode aan de pluspool ingebouwd. Normaalgesproken vloeit er dan geen stroom. Als er echter
helder licht op de LED valt, toont de diode een geringe geleiding en er vloeit een kleine stroom. Deze
wordt versterkt door de transistors en laat de groene LED oplichten. Plaats uw experimenteerbord onder een lichtbron. De
groene LED licht op. Als u nu over de rode LED met de hand een schaduw legt, brandt de groene LED zwakker of gaat
helemaal uit. Test uw lichtsensor onder vers chi llen de licht c on ditie s. Ook bij een relatief zwakke licht is er nog een reactie
herkenbaar.

In deze schakeling functioneert de rode LED als een fotodiode. Bij helder licht laat zij een heel kleine stroom met een paa r
nano-ampère door. De Darlington-schakeling zorgt voor voldoende versterking. De 1 kΩ-weerstand aan de basis dient als
bescherming. Hij wordt alleen gebruikt voor het geval dat de rode LED verkeerd om ingebouwd wordt.

12 Sensordimmer

Achter het 12e deurtje wacht een nieuw component om gebruikt te worden. Het betreft een
keramische ronde plaatcondensator met een capaciteit van 100 nanofarad (100 nF, opdruk 104).
Bouw de condensator in uw Darlington-schakeling, die bijkomend twee aanrakingsensoren van elk
twee blanke draden krijgt. Door kort aantippen met de vinger van het contact boven kunt u de LED
helderder maken, met het contact onder wordt deze donkerder. Als u geen van de sensorcontacten aanraakt, blijft de
helderheid lange tijd bijna onveranderd. De condensator werd namelijk op een gemidd elde span nin g opgela den en lev er t nu
de nodige stuurstroom voor de transistors. Pas na enige minuten wordt de LED herkenbaar zwakker.

Een condensator bestaat uit twee metalen folies en daartussen een isolati ela ag. Hij functioneert als opslag voor elektrische
lading. In verhouding tot een accu wordt er echter heel weinig lading opgeslagen. De capaciteit van een condensator wordt
aangegeven in Farad. 1F is een vrij grote capaciteit. De meeste condensatoren bezitten slechts een paar microfarad (µF),
nanofarad (nF) of picofarad (pF). De opdruk 104 staat voor 100.000, dus 100 nF komen overeen met 100.000 pF.

9

13 Temperatuursensor

In vak nr. 13 vindt u een weerstand met 1 mΩ (1 mega-ohm, bruin, zwart, groen). De condensator moet nu
tegen de pluspool van de batterij aangesloten worden. Hij laadt zich via de weerstand van 1 mΩ op en
levert zolang de stuurstroom voor de Darlington-schakeling. De LED gaat voor een paar seconden in zijn
volle helderheid oplichten en wordt dan zwakker. Daarna blijft de LED één tot twee minuten minder

oplichten, maar bijna met constante hel derhe id.
Bijkomend is de condensator een bruikbare temperatuursensor. Bij een lichte aanraking met de vinger wordt hij opgewarmd.

Daarbij wordt de LED donkerder. Als u de vinger weghaalt, koelt de condensator af en de LED wordt weer helder. Een
verandering is zelfs te herkennen als u uw vinger een paar millimeter naast de condensator houd. De warmtestraling voldoet
dan voor een minimale temperatuurveran der i ng.

Dit gedrag is typisch voor sommige keramische condensatoren en is afhank elijk van het gebruikte materiaal. M et stijgende
temperatuur neemt de capaciteit af. Bij gelijke oplading stijgt daarbij de condensatorspanning, wat in deze schakeling ertoe
leidt, dat de basisstroom minder wordt. Het experiment toont duidelijk de werkwijze van een infrarode bewegingsmelder,
waarbij dezelfde procedures aflopen en met een nog betere versterker uitgerust zijn. Bovendien lijkt het gedrag van de
condensator op een extreem grote weerstand.
Daadwerkelijk is dit te wijten aan een complexe procedure binnenin de condensator, de diëlektrische remanentie. Als de LED
na een paar minuten te zwak wordt kunt u de condensator uithalen en andersom weer inbouwen. Daarmee begint alles weer
opnieuw.

14 Dubbele temperatuursensor

Achter het 14e deurtje verschijnt een verdere condensator met 100 nF (opdruk 104). Hiermede kan een
tweede temperatuursensor in de schakeling ingebouwd worden. Beide sensoren zijn verschillend in hun
functie. Een opwarming van de condensator boven maakt de LED donkerder. Een opwarming van de

condensator onder daarentegen verhoogt de helderheid. Door afwisselend beide sensoren aan te raken
kunt u dus de helderheid verhogen of verlagen. De rode LED in deze schakeling is niet alleen mooi om te zien, zij heeft ook
een belangrijk doel, zij verhoogd de spanning op de ingang van de schakeling. De onderste condensator kan namelijk alleen
dan als temperatuursensor werken, als hij een niet te kleine spanning heeft. Ook hier geldt weer, dat de schakeling na een
paar seconden volledig op te lichten slechts ongeveer één tot twee minuten een gemiddelde, stuurbare LED-stroom levert. In
deze tijd kunt u de LED-helderheid door temperatuurveranderingen sturen. Als de LED te zwak oplicht, kunt u de bovenste
condensator door kort met de vinger aan te raken iets ontladen en daarmee de stroom weer verhogen.

10

15 Elektrisch veld-sensor

Achter het 15e deurtje vindt u nog een stuk draad van circa 30 cm. Deze wordt als antenne
voor elektrische velden gebruikt. Als basis dient weer de Darlington-schakeling. Houdt u hand
in de buurt van de antenne en beweeg uw schoenen op een isolerende ondergrond zoals een
tapijt of laminaat. De LED gaat in het ritme van uw beweging knipperen. Dit functioneert zonder
directe aanraking door elektrische krachten, die op de elektronen in de antennedraad inwerken
en deze aantrekken of afstoten. Deze procedure noemt men ook elektrische influentie. Als de
LED steeds iets oplicht, ligt dit meestal aan elektrische wisselvelden, veroorzaakt door kabels.
Vouw de antennedraad dan iets op om hem korter te maken.

In de nabijheid van elektrische leidingen zijn er wisselvelden, die schijnbaar het permanent oplichten van de LED
veroorzaken. Daadwerkelijk is de LED 50 keer per seconde aan en weer uit. Men kan dit door een snelle oogbeweging
herkennen. Houdt de antenne dicht bij een lampenkabel. U kunt zo testen of de kabel op een stopcontact is aangesloten.
Zelfs elektrische leidingen in een muur kunnen met deze schakeling gevonden worden.

16 Elektrostatische bewegingsmelder

Achter het 16e deurtje vindt u een derde transistor. Hiermede kunt u de versterking duidelijk verhogen.
Uw elektrisch-veld-sensor wordt daardoor zo gevoelig, dat hij zelfs op personen reageert, die zich op een
grotere afstand van ca. 1 of 2 meter bewegen. Uw sensor moet hierbij zo ver als mogelijk uit de buurt van
elektrische leidingen opgesteld zijn.

De sterkte van de oplading van een persoon is afhankelijk van de luchtvochtigheid, het soort bodembedekking en van de
schoenen. Vooral in de winter kan vanwege de droge lucht een aanzienlijke oplading tot pijnlijke stroomstoten leiden. De
statische oplading kan zelfs kleine componenten vernielen. Echter zijn de gebruikte transistors niet erg gevoelig en er zijn
geen voorzorgsmaatregelen nodig.

11

17 Een LED-thermometer

Open het 17e deurtje en neem een verdere temperatuursensor er uit. Het betreft hier een

temperatuurafhankelijke weerstand met 4,7 kΩ bij een temperatuur van 25 °C. Met oplopende
temperatuur wordt de weerstand geringer. Het component noemt men ook NTC-weerstand (negatieve
temperatuur-coëfficiënt). Daarmee kan niet alleen een temperatuurvera ndering herkent worden maar ook
een gelijkblijvende temperatuur. Bouw de NTC-weerstand in een eenvoudige transistorschakeling. Bij een
temperatuur van 25 °C zal de LED niet oplichten. Bij ongeveer 20 °C is de sensorweerstand net zo ver
gestegen, dat de LED oplicht. U kunt herkennen, hoe de verwarming in de kamer ingesteld is. Raak de
sensor aan met de vingers, om hem op te warmen en de LED uit te schakelen. In principe kan de sensor
ook als voorweerstand voor een LED gebruikt worden. Echter zijn dan extreme temperatuurveranderingen
nodig, om duidelijke helderheidsverschillen te zien. De temperatuurschakeling maakt de verandering
duidelijker, omdat de transistor pas boven een basisspanning van 0,5 V merkbaar geleidend wordt. De
NTC-sensor vormt samen met een weerstand van 82 kΩ een spanningsdeler. Een batterijspanning van

9V en een sensorweerstand van 4,7 kΩ resulteren in een basisspanning van iets minder dan 0,5 V. Dit is

te weinig om de transistor in te schakelen. Bij 20 °C daarentegen heeft de NTC-sensor al een weerstand

van circa 6 kΩ, de basisspanning bedraagt 0,6 V en de transistor is geleidend. Tussen Aan en Uit is een

zachte overgang. De nauwkeurigheid van de sensorweerstand bedraagt 20%, dit komt overeen met een
afwijking van ca. 5 graden. De temperatuurdrempel wordt bijkomend ook verandert door de
batterijspanning. Is de spanning alleen nog 7 V, verschuift de inschakeltemperatuur ongeveer 5 graden
naar beneden.

18 Temperatuurschakelaar

In het vak nr. 18 vindt u een weerstand met 100 kΩ (bruin, zwart, geel). Hij wordt benodigd om de

schakeling met een tweede transistor uit te breiden. Daarbij wordt de functie van de sensor omgekeerd.
De LED gaat nu bij een hoge temperatuur oplichten. Bovendien zijn er geen zachte helderheids­overgangen meer, maar de transistors schakelen de LED plotseling aan of uit. Bij een temperatuur van
25 °C en daarboven is de LED aan, pas bij een iets lagere temperatuur gaat deze plotseling uit. Raak de

NTC-sensor aan met de vinger, om de LED in te schakelen, of plaats de schakeling op de verwarming.
Het abrupte omschakelen wordt door een terugkoppeling via de 1 mΩ-weerstand bereikt. Zo een schakeling noemt men ook

tuimelschakeling of flip-flop, omdat de toestand abrupt kantelt. Tussen inschakelpunt en uitschakelpunt is er een kleine
opening, die noemt men ook hysteresis. De sensorschakeling werkt daarbij net zoals een thermostaat bij een strijkijzer.

12

19 Knipperende temperatuurweergave

Open het 19e deurtje en haal een verdere condensator er uit. Deze keer betreft het een
elektrolytcondensator (elco) met een capaciteit van 22 µF (microfarad). De capaciteit wordt
daardoor 220-keer groter dan bij de reeds aanwezige keramische plaatcondensator.
Maar pas op, bij een elco moet u op de inbouwrichting letten. Hij heeft een plus- en een
minpool. De minpool wordt in het schakelschema aangegeven als zwarte streep en op de
elco is deze door een witte streep gekenmerkt.

Deze elco wordt nu samen met een 10 kΩ-weerstand in de terugkoppeling ingebouwd. Het resultaat is, dat de groene LED in
een strakke temperatuurberei k knippert. Daaronder blijft deze uit en daarboven blijft ze aan. Raak de sensor met de vinger
aan, totdat de LED knippert. Probeer een keer om de sensor door een lichte aanraking op een constante temperatuur met
gelijkblijvend knipperen te houden.

20 Het 25 graden thermometer

In het vak nr. 20 vindt u een weerstand met 47 kΩ (geel, violet, oranje). Hij is bewust precies
10 keer groter dan de sensorweerstand van de NTC-weerstand bij 25 °C en is in deze
schakel ing bedoeld als vergelijking. Bij deze temperatuur lichten beide LED’s gelijk helder.
Als het duidelijk warmer wordt, dan licht de rode LED helderder, bij een duidelijk lagere
temperatuur licht de groene LED helderder. Deze thermometer kan toegepast worden om
verwarmingskosten te besparen, omdat een temperatuur rond 20 °C optimaal is en ligt in het
groene bereik.

De schakeling heeft twee spanningsdelers en een verschilversterker. De gezamenlijke emitterstroom deelt zich in
afhankelijkheid van het spanningsverschil tussen beide ingangen op de transistors op. Bij 25 °C ligt bij beide spanningsdelers
dezelfde spanning, zodoende zijn de LED-stromen hetzelfde. Bij dalende temperatuur stijgt de weerstand van de sensor en
daarmee ook de basisspanning van de linker transistor. Daardoor wordt de groene LED lichter en de rode LED donkerder.
Andersom overweegt het rode licht bij een temperatuur boven 25 °C.

De verschilversterker is een belangrijke schakeling bij het nauwkeurig evalueren van spanningen en wordt ook in de
zogenaamde operationele ver sterk er s toeg epast. Hier herkent men al een voordeel van de schakeling, omdat de werking
verdergaand onafhankelijk is van de bedrijfsspanning. Ook bij een niet meer zo volle batterij verkrijgt men steeds het correcte
resultaat.

13

21 Leugendetector

Achter het 21e deurtje bevind zich nog een draad met een lengte van 30 cm. Hiermede wor dt nu een
leugendetector opgebouwd. Twee draden met deze lengte moeten hiertoe telkens voor de helft gestript
worden. De beide blanke stukken wikkelt men iemand om de wijsvinger en de ringvinger van dezelfde

hand. Wikkel de draden niet te los, maar ook niet zo vast, dat de bloedtoevoer beperkt wordt. De
schakeling reageert dan op het huidvocht van de persoon. Na een bepaalde tijd van ontspanning is er dan
een gemiddeld constant LED-licht te zien. Maar als zich iemand bij een leugen betrapt voelt, stijgt de
doorbloeding en zodoende de geleiding van de huid. De LED’s lichten feller op.

De schakeling vormt een eenvoudige signaalversterker met een lage grensfrequentie, die ook langzame veranderingen van
de ingangsspanning doorgeeft. Zonder de koppelcondensator van 22 µF is er een geringere LED-stroom. De stroom door de
LED’s wordt voornamelijk door de 82-kΩ-weerstand en het gedrag van de linker transistor bepaald. De schakeling wordt ook
stroomspiegel genoemd, omdat beide transistors een vergelijkbare collectorstroom hebben. Dit evenwicht wordt echter door
veranderingen van de ingangsspanning verstoord, de uitgangsstroom dus overeenkomstig de huidweerstand groter of kleiner.
Een extra condensator van 100 nF reduceert de bovenste grensfrequentie en wordt benodigd om niet bedoelde
hoogfrequente trillingen te onderdrukken.

14

22 Elektrosmog-sensor

Achter deurtje nr. 22 bevindt zich nog een weerstand met 1 mΩ (bruin, zwart, groen).

Daarmee bouwt u een gevoelige versterker met 3 transistors, welke ook als hoogfrequente
ontvanger werkt. De schakeling reageert op alle soorten wisselvelden en toont deze door
meer of mindere helderheid van beide LED’s. Houdt de antennedraad in de buurt van
stroomnetleidingen, om 50 Hz-wisselvelden te zien. Ontdek ook andere bronnen van
elektromagnetische velden, vanaf de spaarlamp tot een draadloos telefoon.

De drietraps versterker bezit een tegenkoppeling, die het werkpunt instelt, dus voor
een gemiddelde uitgangsspanning zorgt. De tegenkoppeling is echter door de 100 nF
condensator opgeheven, zodat de hoogste versterking bereikt wordt. De versterkte
wisselspanning gaat via de elco naar de twee LED’s, die hier gelijktijdig als
gelijkrichterdiodes werken.

15

23 Vonk(en) sensor

In vak nr. 23 vindt u een gele LED. Zij wordt in serie met de groene LED als tijdschakelaar

gebruikt. Voor het inschakelen is een elektrische impuls nodig of een lichtflits. De schakeling
heeft dus twee sensoren, een antenne voor elektrische velden en de rode LED als fotodiode.
U kunt een elektrische aansteker op een afstand van ongeveer 10 cm gebruiken, om een
elektrische impuls te genereren. Maar ook een gewone aansteker met een vuursteentje kan
de LED’s inschakelen, omdat deze een heldere lichtflits produceert. Na een paar seconden
gaat het licht weer uit. Er zijn nog andere mogelijkheden om de procedure te activeren. Houdt
bijv. uw hand in de nabijheid van de antenne en beweeg uw voeten omhoog en omlaag. De
schakeling reageert dan op statische opladingen en de daarmee verbonden elektrische
velden.

De tijdschakelaar zorgt er voor, dat de basisstroom van de rechter transistor alleen zo lang vloeit, totdat de 22-µF-elco
helemaal opgeladen is. Daarna schakelen zich de LED’s vanwege de terugkoppeling abrupt uit. Het betreft dus een
tuimelschakeling, die zich na korte tijd automatisch weer uitschakelt (mono stabiele kanteltrap, monoflop). De linker transistor

krijgt alleen een heel kleine collectorstroom via de terugkoppelingsweerstand van 1 mΩ. Daarom is een heel kleine

basisstroom op de ingang voldoende, om het schakelproces te activeren.

16

24 De multi-sensor kaars

Achter het laatste deurtje verschijnt een weerstand met 100 kΩ (bruin, zwart, geel). De
afsluitende schakeling van deze kalender is een LED-licht dat op verschillende manieren
in- en uitgeschakeld kan worden. Vele van de eenvoudige sensoren uit de vorige schakelingen
worden hier gezamenlijk toegepast. Voor het inschakelen is er een temperatuursensor, een
lichtsensor en een elektrisch veldsensor. Voor het uitschakelen van het licht wordt de helling- of
schoksensor gebruikt. Raak de NTC-sensor aan. Afha nke lijk van de vingertemperatuur duurt het
ongeveer 10 seconden of langer, dan gaat het licht aan. Voor het uitschakelen klopt u eenv oudig
eenmaal op de tafel.

Als u het inschakelen van het licht via de temperatuursensor te lang duurt, raakt u kort het blanke uiteinde van de antenne
aan. Daardoor genereert u een elektrisch impuls. Of u drukt op een lichtschakelaar of u gebruikt een elektrische aansteker. In
beide gevallen genereert u een hoogfrequente impuls, welke door de antenne wordt opgevangen en de LED’s inschakelt.

En uiteindelijk is er nog de lichtsensor in vorm van een gele LED. U kunt het licht met een sterke zaklamp inschakelen, of u
gebruikt een foto-flitslicht. Door zacht op de tafel te kloppen of op het bord, kunt u het licht steeds weer uitschakelen. Zoek
naar verdere en vooral onopvallende methoden, die de LED’s als bij toverslag laat in- en uitschakelen

17

Bijlage : De componenten

1. LED groen kort met interne voorweerstand 1kΩ

2. Batterijclip

3. Mini-experimenteerbord

4. 30 cm draad

5. Weerstand 10 kΩ

6. Hellingsensor

7. LED rood

8. NPN-transistor BC547C

9. Weerstand 82 kΩ

10. NPN-transistor BC547C

11. Weerstand 1 k Ω

12. Keramische plaatcondensator 100 nF

13. Weerstand 1 MΩ

14. Keramische plaatcondensator 100 nF

15. 30 cm draad

16. NPN-transistor BC547C

17. NTC-sensor 4,7 kΩ

18. Weerstand 100 kΩ

19. Elco 22 μF

20. Weerstand 47 kΩ

21. 30 cm draad

22. Weerstand 1 MΩ

23. LED geel

24. Weerstand 100 kΩ

18

Dit product is vervaardigt overeenkomstig de geldende Europese richtlijnen en bezit het CE-kenmerk.
Bij elk ander gebruik of wijziging van het product bent u verantwoordelijk voor het aanhouden van de geldende
bepalingen. Bouw daarom deze schakelingen op zoals dit in deze handleiding is beschreven. Het product mag
alleen inclusief de handleiding aan derde doorgegeven worden.

Dit symbool betekent dat dit product niet als normale huishoudelijke afval mag worden behandeld. Als het product aan het
eind van zijn levensduur is, dient u het te verwijderen volgens de geldende wettelijke voorschriften. Breng het naar een plaats
waar elektrische en elektronische apparatuur worden gerecycled. Verwijdering via het huishoudafval is verboden! Informeer
bij uw gemeente over het voor u geldende afvalbrengpunt.

Waarschuwing! Oogbescherming en LED’s:

Kijk nooit op korte afstand direct in een verlichte LED dit kan het netvlies beschadigen!
Dit geldt vooral voor heldere LED’s met doorzichtige behuizing alsook in bijzondere mate voor Power-LED’s. Bij
witte, blauwe, violette en ultraviolette LED’s geeft de schijnbare helderheid een verkeerde indruk van het
werkelijke gevaar voor de ogen. Wees vooral voorzichtig bij gebruik van verzamellensen. Gebruik de LED ’s zoa ls
in deze handleiding beschreven, maar nooit met grotere stromen!

© 2015 Franzis Verlag GmbH, Richard-Reitzner-Allee 2, 85540 Haar
Alle rechten voorbehouden, ook die van fotomechanische druk en opgeslagen op elektronische media. Het

maken en verspreiden van kopieën op papier, gegevensdragers of op het internet, vooral als pdf-bestand, is
alleen toegestaan met uitdrukkelijke toestemming van de uitgever. Het niet in acht nemen kan strafrechtelijk
vervolgd worden.

De genoemde productbenamingen van hard- en software zijn in de meeste gevallen geregistreerde
handelsmerken en vallen als zulke onder de wettelijke bepalingen.

De uitgever neemt bij de productbenamingen hoofdzakelijk de schrijfwijze van de producent over.