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Einfache Schaltungen
Lernziel
Sie bauen mit Ihrem Experimentierset verschiedene LED-Schaltungen auf und zeichnen als Protokoll die einzelnen Schaltpläne
Material
Für dieses Heimpraktikum brauchen Sie folgendes Material aus Ihrem Experimentierset:
2 LEDs (Farbe ist egal, eine rote LED blinkt und ist deshalb nicht geeignet)
1 Block mit 2 einfachen Schaltern
In der abgebildeten Postion fliesst kein Strom. Wenn der Schalter 2 umgelegt wird, fliesst Strom vom vorderen linken Pin zum hinteren linken Pin.
1 9V-Batterie
mehrere Jumperkabeln
2 Schiebeschalter (Wechselschalter)
In der abgebildeten Position fliesst der Strom vom mittleren Pin nach links. Wenn er umgeschaltet wird, fliesst der Strom von der Mitte nach rechts.
1 Breadboard
2 Widerstände
(4.7 kΩ: gelb - violett - rot)
1 Sicherung (rückstellbares Sicherungs-Polymer)
1 9-V-Batterieclip
Bitte das andere Material des Sets auf die Seite legen. Sie brauchen insbesondere das Multimeter nicht! Sie würden höchstens seine Sicherung durchbrennen lassen.
Beachten Sie die Funktionsweise der einzelnen Schalter.
Vorbereitung
Ich habe Ihnen bewusst das kleine Heftchen «Experimente mit Elektronik» beigelegt. Keine Sorge: Sie werden nicht das ganze Heftchen bearbeiten müssen. Für diejenigen im Team, die das Heftchen nicht haben: Sie können es hier herunterladen.
Lesen Sie jetzt das erste Kapitel «Vorbereitungen» durch und befolgen Sie die Anweisungen.
Sobald Sie das Breadboard vorbereitet haben, können Sie Ihre erste Schaltung zusammenstecken (Kapitel 2 «Einfache LED-Lampe). Achten Sie auf die Polarität der LED. Wird sie falsch rum eingesetzt, leuchtet sie nicht.
Noch ein Wort zum Breadboard: Die erste, abgesetzte Zeile «X» ist trotz Unterbrüchen miteinander verbunden. Diese sollten Sie nicht direkt mit dem Pluspol der Batterie verbinden, das Sie immer eine Sicherung dazwischen haben möchten. Das gilt auch für die letzte Zeile «Y», in die Sie das Minuspol der Batterie einstecken. Ansonsten sind die Halbspalten untereinander verbunden. Wenn Sie in Spalte «1» (sie ist nicht angeschrieben, da nur jede 5. angeschrieben wird) etwas in den Zeilen «A»-«E» einstecken, stehen die anderen Löcher in dieser Spalte in Kontakt damit. Dasselbe gilt für die andere Hälfte der ersten Spalte. Die Halbspalten haben jedoch keinen Kontakt unter sich: Spalte «1A»-«1E» hat keinen Kontakt zu «1F»-«1K»! Die einzelnen Spalten haben keinen Kontakt unter sich «1A» ist nicht mit «2A» verbunden.
Studieren Sie auch das Schaltbild (auch Schaltschema genannt) auf Seite 6. Ihr gemeinsames Protokoll wird bei diesem Praktikum aus solchen Schaltbildern bestehen. Achten Sie beim Zeichnen darauf, dass die Elemente nie in einer Ecke gezeichnet werden und die Verbindungen (Drähte) nur vertikal oder horizontal verlaufen dürfen. Versuchen Sie die Schemen so zu zeichnen, dass die Leiter sich nie kreuzen. Ausser der Wertangabe beim Widerstand und der Sicherung brauchen Sie keine Elemente zu beschriften.
Auf dem nebenstehenden Schaltschema (von Seite 6) finden Sie alle wichtigen Elemente. Einzig der Wechselschalter (Schiebeschalter) fehlt. Ich füge ihn hier unten an:
Aufgaben
Achtung: Jede einzelne LED braucht einen Vorwiderstand! Setzen Sie zum Schutz der LEDs immer die Sicherung ein!
Stecken Sie Schaltungen zusammen, die die unten aufgeführten Aufgaben erfüllen. Zeichnen Sie das jeweils dazugehörige Schaltschema auf:
Zwei LEDs mit je einem Vorwiderstand, die gleichzeitig mit einem Schalter ein- und ausgeschaltet werden können. Dabei soll die eine LED noch weiter leuchten, wenn die andere LED herausgezogen wird.
Zwei LEDs (+ 2 Vorwiderstände) und ein Schiebeschalter sollen so zusammengesteckt werden, dass immer genau eine LED leuchtet.
Zwei LEDs sollen unabhängig voneinander ein- und ausgeschaltet werden können. Vorwiderstände nicht vergessen.
In einem Zimmer soll die Deckenbeleuchtung an zwei Stellen unabhängig von einander ein- und ausgeschaltet werden können. Bauen Sie diese Situation mit einer LED (+ Vorwiderstand) und zwei Schiebeschaltern nach. Überprüfen Sie Ihre Lösung. Wenn die LED leuchtet, kann sie an einem beliebigen Schalter ausgeschaltet werden (d.h. bei beiden muss es klappen). Wenn Sie aus ist, kann sie an einem beliebigen Schalter angezündet werden (muss ebenfalls an beiden Schaltern möglich sein).
Geben Sie die 4 Schaltschemen bis Mittwoch, 20. Mai 12.00 Uhr als Anhang am Auftrag ab. Da Sie in Zweiergruppen arbeiten, gibt die eine Person den Auftrag leer zurück.
Zusammenarbeit
Bei diesem Praktikum arbeiten Sie zu zweit. Falls Sie den Auftrag über Videokonferenz durchführen wollen, empfehle ich Ihnen, den Laptop/das Handy so zu fixieren, dass das Breadboard gut sichtbar ist. Dann kann die zuschauende Person den Aufbau sehen und beim Zusammenbauen beraten. Wer eine mobile Webcam hat, kann diese hier gut einsetzen. Seien Sie kreativ!
Sollten Sie bei einem Auftrag nicht weiter wissen, dürfen Sie mich gerne fragen.