{"id":5404,"date":"2025-12-05T06:38:33","date_gmt":"2025-12-05T05:38:33","guid":{"rendered":"https:\/\/de.elv.com\/elvjournal\/?p=5404"},"modified":"2026-04-15T13:48:56","modified_gmt":"2026-04-15T11:48:56","slug":"prototypenadapter-set-pad-pro-exsb-fuer-maker-erklaert","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/de.elv.com\/elvjournal\/prototypenadapter-set-pad-pro-exsb-fuer-maker-erklaert\/","title":{"rendered":"PAD-PRO-EXSB-Schaltungen erkl\u00e4rt (Teil 1): Professionell experimentieren"},"content":{"rendered":"\n

Prototypenadapter-Professional-Experimentierset PAD-PRO-EXSB<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Professionell experimentieren <\/h1>\n\n\n\n

Das Prototypenadapter-Professional-Experimentierset umfasst die wichtigsten Bauteile, um Experimentierschaltungen auf einem Steckboard oder einem der ELV-Experimentierboards EXSB1<\/span> und EXSB-Mini<\/span> aufzubauen. Neben passiven und aktiven Bauteilen im PAD-Format (Prototypenadapter-Format) sind auch Steckbr\u00fccken und Steckkabel sowie eine Pinzette und ein Ohrh\u00f6rer vorhanden. Begleitet wird das Set von Beispielschaltungen, die fortlaufend im ELVjournal vorgestellt werden.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

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All-in-one<\/h2>\n\n\n\n

Auf vielfachen Kundenwunsch bieten wir nun mit dem Prototypenadapter-Professional-Experimentierset<\/span> PAD-PRO-EXSB<\/span> u.\u00a0a. f\u00fcr unsere Experimentierboards EXSB1<\/span> und EXSB-Mini<\/span> ein Bauteilset und begleitende Anleitungen f\u00fcr zahlreiche Experimente an. Das Set kann auch auf \u201enormalen“ Steckboards Verwendung finden.<\/p>\n\n\n\n

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Bild 1: Eine stabile Sortierbox sorgt f\u00fcr Ordnung.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
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Es handelt sich bei diesem Set um eine Zusammenstellung der wichtigsten und g\u00e4ngigsten Bauteile aus dem allgemeinen Bereich der Elektronik. Neben Halbleitern, Widerst\u00e4nden und Kondensatoren sind auch zahlreiche Sensorbauteile wie z. B. ein Lichtsensor, ein Vibrationssensor oder auch ein Reed-Kontakt vorhanden. F\u00fcr Audioschaltungen sind ein MEMS-Mikrofon und ein Ohrh\u00f6rer integriert.
Ein weiterer Vorteil des Sets ist, dass man keine Steckbr\u00fccken und Steckkabel zukaufen muss, da diese im Set enthalten sind. Eine Pinzette erlaubt das einfache Einsetzen und Entfernen von Steckbr\u00fccken. Bild 1 <\/mark>zeigt die hochwertige und stabile Sortierbox, in der alle im Set enthalten Bauteile \u2013 im Detail zu sehen in Bild 2<\/mark> \u2013 untergebracht sind.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 2: Alle im Set enthaltenen Bauteile<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Steckboards<\/h2>\n\n\n\n

Zum Aufbau der Schaltungen wird ein Steckboard ben\u00f6tigt. Hier bieten sich mehrere M\u00f6glichkeiten an. Im einfachsten Fall kann ein \u201enormales“ Steckboard verwendet werden. Diese k\u00f6nnen, wie in Bild 3 (links) <\/mark>zu sehen ist, auch kombiniert werden, um so die nutzbare Fl\u00e4che zu vergr\u00f6\u00dfern. Der rechte Teil von Bild 3<\/mark> zeigt eine aufgebaute Schaltung mit unseren PAD-Modulen. Statt der PAD-Module kann man auch konventionelle, bedrahtete Bauteile verwenden. Der Nachteil: Die Anschlussdr\u00e4hte sind bei einigen Bauteilen (vor allem Widerst\u00e4nden) relativ d\u00fcnn, sodass hier kein guter Kontakt zustande kommt.<\/p>\n\n\n\n

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Bild 3: links: Kombinierte Steckboards; rechts: Schaltung auf einem Steckboard<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Wesentlich komfortabler ist die Verwendung eines Experimentierboards wie dem EXSB1<\/span> (Bild 4 links) <\/mark>oder dem EXSB-Mini<\/span> (Bild 4 rechts)<\/mark>. Sie sind genau f\u00fcr diesen Anwendungsfall ausgelegt und bieten einige Vorteile. So sind z. B. h\u00e4ufig ben\u00f6tigte Bedienelemente wie Potentiometer, Schalter, Taster sowie Ein- und Ausgangsklemmen auf dem Board vorhanden, ebenso eine Spannungsversorgungseinheit mit unterschiedlichen Eingangsvarianten. Dies erm\u00f6glicht den Anschluss unterschiedlicher Spannungsversorgungen wie Labornetzteile, Steckernetzteile oder Batterien (\u00fcber einen Batteriehalter).<\/p>\n\n\n\n

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Bild 4: EXSB1 und rechts EXSB-Mini<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Das Set im Detail<\/h2>\n\n\n\n

Hier wollen wir nun die im Set enthaltenen Bauteile im Detail vorstellen. Dabei geht es um die grobe Funktion der einzelnen Komponenten und nicht um Grundlagen der Elektronik. Grundlagenkenntnisse sollten eigentlich Voraussetzung f\u00fcr das Experimentieren mit diesem Set sein. Fangen wir mit den elektronischen Komponenten an.<\/p>\n\n\n\n

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Operationsverst\u00e4rker<\/h2>\n\n\n\n

Dieser universell einsetzbare Operationsverst\u00e4rker (OP) zeichnet sich vor allem durch seinen weiten Versorgungsspannungsbereich von 2,7 V bis 16 V aus. Weitere Features sind: geringer Stromverbrauch und damit auch f\u00fcr den Batteriebetrieb geeignet, ein Frequenzbereich (GBW \u2013 gain-bandwidth) bis 3 MHz sowie Rail-to-Rail-Ausg\u00e4nge. Der Begriff Rail-to-Rail bedeutet, dass die Ausgangsspannung bis an die Versorgungsspannungsgrenzen reichen kann. Diese M\u00f6glichkeit ist bei Standard-Operationsverst\u00e4rkern u. U. eingeschr\u00e4nkt.<\/p>\n\n\n\n

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Kurzum: Der TLV272 ist ein Multitalent, der f\u00fcr vielseitige Aufgaben verwendbar ist. Dies k\u00f6nnen Schaltungen aus dem Bereich Audio oder auch der Messtechnik sein. In dem IC-Geh\u00e4use sind zwei separate OPs untergebracht. Bild 5<\/mark> zeigt die Operationsverst\u00e4rkerplatine (CM-IC-TLV272), Tabelle 1<\/mark> gibt einen \u00dcberblick \u00fcber die wichtigsten Daten.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 5: PAD-Modul (links), Anschlussschema TLV272 (rechts)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Tabelle 1: CM-IC-TLV272-B<\/h6>\n\n\n\n
Typ:<\/strong><\/td>2-fach-OP TLV272<\/td><\/tr>
Spannungsversorgung (VDD):<\/strong><\/td>2,7-16 V<\/td><\/tr>
Stromaufnahme (IB):<\/strong><\/td>550 \u03bc\u0391<\/td><\/tr>
Ausgangsstrom (IOUT):<\/strong><\/td>100 mA<\/td><\/tr>
Frequenz (GBW):<\/strong><\/td>3 MHz<\/td><\/tr>
Offsetspannung (VIO):<\/strong><\/td>5 mV<\/td><\/tr>
Anwendungsbereiche:<\/strong><\/td>Solartechnik, Messtechnik, universell<\/td><\/tr>
Besonderheiten:<\/strong>
<\/td>		Rail-to-Rail-Ausgang, niedrige Stromaufnahme, f\u00fcr Batteriebetrieb geeignet, CMOS-Eing\u00e4nge<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
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Transistoren NPN, PNP und MOSFET<\/h2>\n\n\n\n

Es stehen drei unterschiedliche g\u00e4ngige Transistorvarianten zur Verf\u00fcgung. Hierbei handelt es sich um NPN-, PNP- und MOSFET-Transistoren. Wie bei PAD-Modulen \u00fcblich, ist die Anschlussbelegung und Beschriftung von oben auf den Platinen aufgedruckt (Bild 6)<\/mark>. <\/p>\n\n\n\n

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Die genaue Typenbezeichnung der verwendeten Transistoren befindet sich nicht auf der Platinenoberseite, sondern auf der Platinenunterseite. F\u00fcr unsere Versuchsaufbauten ist entscheidend, um welchen Typ es sich handelt \u2013 also NPN, PNP oder MOSFET. In Tabelle 2<\/mark> sind die wichtigsten Daten der Bauteile dargestellt.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 6: Die drei unterschiedlichen Transistortypen NPN, PNP und MOSFET (von links)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Tabelle 2: CM-TB-BC8x7C-A\/CM-TF-IRML2502PbF-A<\/h6>\n\n\n\n
Typ<\/strong>:<\/td>BC847C<\/strong><\/td>BC857C<\/strong><\/td>IRLML2502<\/strong><\/td><\/tr>
Technologie<\/strong>:<\/td>NPN<\/td>PNP<\/td>N-Kanal MOSFET<\/td><\/tr>
Betriebsspannung UCE<\/sub>\/UDS<\/sub><\/strong>:<\/td>45 V<\/td>45 V<\/td>20 V<\/td><\/tr>
Strom IC\/ID<\/strong>:<\/td>100 mA<\/td>100 mA<\/td>3A<\/td><\/tr>
RDSON<\/sub><\/strong>:<\/td>\u2013<\/td>\u2013<\/td>0,045 \u03a9<\/td><\/tr>
Frequenz (fc)<\/strong>:<\/td>300 MHz<\/td>300 MHz<\/td>1 MHZ<\/td><\/tr>
Verst\u00e4rkung HFE<\/strong>:<\/td>420-800<\/td>420-800<\/td><\/td><\/tr>
\u0420\u0442\u043e\u0442<\/sub><\/strong>:<\/td>0,25 W<\/td>0,25 W<\/td>0,8 W<\/td><\/tr>
Besonderheiten<\/strong>:
<\/td>		Universal Bipolar-Transistor MOSFET-Audio, HF und Sensorik<\/td>Universal Bipolar-Transistor MOSFET-Audio, HF und Sensorik<\/td>Schalttransitor
<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
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Timerbaustein<\/h2>\n\n\n\n
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Der ICM7555 und damit das entsprechende PAD-Modul (Bild 7)<\/mark> ist ein integrierter Timerbaustein, der seit Jahrzehnten in zahlreichen Schaltungen und Ger\u00e4ten zum Einsatz kommt. Dank seiner analogen Technik und seines einfachen Aufbaus ist dieses Bauteil sehr leicht einzusetzen. Hauptanwendungsgebiet sind Timerschaltungen und alles, was mit Zeitverz\u00f6gerungen und einfachen Oszillatoren zu tun hat.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 7: Das PAD-Modul mit dem ICM7555<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Eine detaillierte Beschreibung der Funktion mit zahlreichen Anwendungsbeispielen findet man beim ELV-Bausatz NE555-EXB<\/span>. Aber auch das Internet ist reich an Informationen zu diesem IC. Der hier verwendete ICM7555 ist der Nachfolger des NE555 oder besser gesagt die stromsparende CMOS-Version. Von der Funktion her sind beide Bauteile identisch. Hat man die Funktion erst einmal verstanden, muss man kein Elektronikexperte sein, um damit einfache Schaltungen realisieren zu k\u00f6nnen. Tabelle 3<\/mark> zeigt die wichtigsten technischen Daten des ICM7555.<\/p>\n\n\n\n

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Tabelle 3: CM-IC-ICM7555<\/h6>\n\n\n\n
Funktion:<\/strong><\/td>CMOS-Timerbaustein<\/td><\/tr>
Typ:<\/strong><\/td>ICM7555<\/td><\/tr>
Betriebsspannung (UB):<\/strong><\/td>3-16 V<\/td><\/tr>
Stromaufnahme (IB):<\/strong><\/td>60 \u03bc\u0391 (ohne Last)<\/td><\/tr>
Ausgangsstrom (IOUT):<\/strong><\/td>100 mA<\/td><\/tr>
Frequenz (fmax.):<\/strong><\/td>500 kHz<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
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Wie man im Blockschaltbild (Bild 8)<\/mark> erkennt, besteht dieser IC aus einem Flipflop und einem Fensterkomparator, der mit zwei Operationsverst\u00e4rkern (Komparatoren) realisiert ist. Das Flipflop wird \u00fcber die internen Eing\u00e4nge S (Set) gesetzt und \u00fcber R (Reset) zur\u00fcckgesetzt. Diese Steuereing\u00e4nge sind von \u201eau\u00dfen\u201c nicht zug\u00e4nglich, sie werden indirekt \u00fcber die Komparatoren angesteuert.<\/p>\n\n\n\n

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Bild 8: Das Blockschaltbild des NE555\/ICM7555<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Lediglich \u00fcber den Pin 4 (Reset) kann ein genereller Reset durchgef\u00fchrt werden. Die Komparatoren sind mit Spannungsteilern (R1-R3) so beschaltet, dass die Schaltschwellen bei 1\/3 bzw. 2\/3 der Betriebsspannung liegen. \u00dcber die Spannungseing\u00e4nge \u201eThreshold\u201c und \u201eTrigger\u201c erfolgt die indirekte Steuerung des Flipflops. Steigt die Spannung am \u201eThreshold\u201c auf \u00fcber 2\/3 von UB, wechselt der Komparatorausgang (A) auf High-Pegel und setzt das Flipflop zur\u00fcck. Der untere Komparator (B) \u00fcberwacht die Spannung am Anschluss \u201eTrigger\u201c, dessen Schaltschwelle bei 1\/3 von UB liegt. Da der Triggereingang mit dem negativen Eingang des Komparators (B) verbunden ist, wechselt der Ausgang dieses Komparators beim Unterschreiten der Schaltschwelle (1\/3) am Eingang \u201eTrigger\u201c auf High-Pegel und setzt somit das Flipflop.<\/p>\n\n\n\n

Das Flipflop besitzt einen \u201eQ“- und einen \u201e\/Q“-Ausgang. Ist das Flipflop gesetzt, liegt \u201eQ“ auf High- und der andere Ausgang \u201e\/Q“ auf Low-Pegel. Im Blockschaltbild sieht man, dass der \/Q-Ausgang \u00fcber einen Inverter zum Anschluss (Output) f\u00fchrt. An den \/Q-Ausgang ist \u00fcber den Widerstand R4 ein Transistor T1 angeschlossen, der prim\u00e4r zum Entladen eines Kondensators in der Anwenderschaltung gedacht ist. Diese Funktion wird sp\u00e4ter in der Schaltungsbeschreibung f\u00fcr die jeweilige Beispielschaltung erkl\u00e4rt.<\/p>\n\n\n\n

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Shunt-Regler LMV431<\/h2>\n\n\n\n
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Der LMV431 ist ein sogenannter Shunt-Regler \u2013 und stellt ein etwas ungew\u00f6hnliches, aber interessantes Bauteil dar (Bild 9)<\/mark>. Die Funktionsweise \u00e4hnelt der einer Z-Diode: Eine Spannungsquelle wird so weit belastet, bis sich \u00fcber einem Vorwiderstand die gew\u00fcnschte Spannung einstellt. \u00dcberfl\u00fcssiger Strom wird, wie bei einer Z-Diode auch, parallel abgeleitet, was nat\u00fcrlich nicht wirtschaftlich ist.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 9: Die PAD-Platine des CM-IC-LMV431 (Shunt-Regler) <\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Wie man im Blockschaltbild (Bild 10) <\/mark>erkennt, besitzt der LMV431 drei Anschl\u00fcsse: Anode, Kathode und Referenz. Eine interne Spannungsreferenz von 1,24 V ist mit dem invertierenden Eingang eines Operationsverst\u00e4rkers verbunden. Der Ausgang steuert einen NPN-Transistor, dessen Kollektor zugleich mit der Versorgungsspannung verbunden ist. Dieser Anschluss wird als Kathode bezeichnet. <\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 10: Das Blockschaltbild des LMV431<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Verbindet man nun diese Kathode mit dem Eingang \u201eReferenz“ (Ref.), geschieht Folgendes: Der Operationsverst\u00e4rker regelt den Ausgang so lange nach, bis die Spannung am Referenzeingang identisch mit der Referenzspannung ist. Allerdings muss ein Widerstand (Rv) vorgeschaltet werden.

Man hat nun eine Z-Diode mit einer Spannung von 1,24\u00a0V, die sehr genau ist, was bei einer normalen Z-Diode nicht der Fall ist. Das Besondere ist, dass man mithilfe des Referenzeingangs und eines Spannungsteilers jede beliebige Spannung zwischen 1,24\u00a0V und 30\u00a0V generieren kann. Die genaue Funktionsweise werden wir anhand von Schaltungsbeispielen erkl\u00e4ren. Das Datenblatt des LMV431 kann hier<\/a> heruntergeladen werden, die wichtigsten technischen Daten sind der Tabelle\u00a04<\/mark> zu entnehmen.<\/p>\n\n\n\n

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Tabelle 4: CM-IC-LMV431-A<\/h6>\n\n\n\n
Typ:<\/strong><\/td>LMV431A<\/td><\/tr>
Referenzspannung:<\/strong><\/td>1,24 V (\u00b1 1%)<\/td><\/tr>
max. Spannung (K):<\/strong><\/td>30 V<\/td><\/tr>
max. Strom (K-A):<\/strong><\/td>30 mA<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
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LEDs<\/h2>\n\n\n\n
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Es stehen drei unterschiedliche LED-Varianten zur Verf\u00fcgung: die klassische Einzel-LED in unterschiedlichen Farben (Bild 11) <\/mark>sowie ein LED-Cluster und zwei RGB-LEDs, die jeweils eine rote, gr\u00fcne und blaue LED integriert haben (Bild 12)<\/mark>.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 11: Klassische Einzel-LEDs in Gr\u00fcn, Orange und Rot<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Bei der RGB-LED handelt sich hierbei um eine Variante mit gemeinsamer Anode, bei der die Anoden der drei einzelnen LEDs miteinander verbunden sind. Dieser Anschluss wird mit der Versorgungsspannung (+) verbunden, w\u00e4hrend die einzelnen Kathodenanschl\u00fcsse \u00fcber Widerst\u00e4nde mit Masse (-) verbunden werden.<\/p>\n\n\n\n

Unser Modul (CM-DL-RGB01) hat die notwendigen Vorwiderst\u00e4nde schon integriert (siehe Bild 12)<\/mark>. Die Vorwiderst\u00e4nde sind f\u00fcr eine Versorgungsspannung von 3,3 V bis 6 V ausgelegt. Bei Verwendung mit h\u00f6heren Spannungen sind entsprechende Vorwiderst\u00e4nde, je nach gew\u00fcnschter Spannung, in Reihe zu jedem Kathodenanschluss zu schalten. Bei 12 V m\u00fcsste z. B. ein zus\u00e4tzlicher Widerstand von 680 \u03a9 und bei 24 V ein Widerstand von 2,2 k\u03a9 vorgeschaltet werden.<\/p>\n\n\n\n

Bei den Einzel-LEDs sind ebenfalls Vorwiderst\u00e4nde integriert. Der Widerstand hat einen Wert von 470 \u03a9 und erlaubt so den Betrieb an Spannungen bis 12 V, was einen LED-Strom von ca. 6 bis 20 mA entspricht. Bei gr\u00f6\u00dferen Versorgungsspannungen sollte zus\u00e4tzlich noch ein Widerstand in Reihe geschaltet werden (ca. 1 bis 2,2 k\u03a9).<\/p>\n\n\n\n

Auf der Cluster-LED (Bild 12, rechts)<\/mark> befinden sich drei parallel geschaltete SMD-LEDs in Wei\u00df. Hier sind die LED-Vorwiderst\u00e4nde etwas kleiner, sodass die LEDs heller leuchten. Das LED-Cluster dient in erster Linie als Signalleuchte und kann z. B. f\u00fcr einen LED-Flasher genutzt werden.<\/p>\n\n\n\n

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Bild 12: Fotos und Schaltbild der Platine CM-DL-RGB01 mit der RGB-LED und dem LED-Cluster (CM-DL-W01)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Diode<\/h2>\n\n\n\n
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Als Diode kommt in diesem Set die bekannte Standarddiode 1N4148 zum Einsatz. Diese Diode ist universell einsetzbar und f\u00fcr kleine bis mittlere Str\u00f6me ausgelegt. Auf der PAD-Platine (Bild 13) <\/mark>ist diese Diode mit 75 V\/0,15 A beschriftet. Die genaue Typenbezeichnung befindet sich auf der Platinenunterseite.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 13: Die Diode 1N4148<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Tabelle 5: CM-DG-151-A<\/h6>\n\n\n\n
Typ:<\/strong><\/td>1N4148W<\/td><\/tr>
Technologie:<\/strong><\/td>Silizium<\/td><\/tr>
Betriebsspannung (UR):<\/strong><\/td>75 V<\/td><\/tr>
Strom (IF):<\/strong><\/td>150 mA<\/td><\/tr>
Leistung (PTOT):<\/strong><\/td>350 mW<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
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Fotodiode<\/h3>\n\n\n\n

Der hier zum Einsatz kommende Lichtsensor BPW34S (Bild 14) <\/mark>ist eine Fotodiode und besteht aus einem lichtempfindlichen Halbleiter. Trifft Licht auf den frei liegenden PN-\u00dcbergang (Sensorfl\u00e4che) des Halbleiters, wird ein elektrischer Strom erzeugt.<\/p>\n\n\n\n

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Bild 14: Der Helligkeits-\/Lichtsensor BPW34S <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Diese lichtempfindlichen Halbleiter reagieren nicht nur auf sichtbares Licht, sondern auch auf Licht im IR- oder UV-Bereich. Somit kann der Sensor z. B. f\u00fcr einen D\u00e4mmerungsschalter oder als IR-Detektor f\u00fcr einen Fernbedienungstester eingesetzt werden. Bild 15<\/mark> zeigt die Kennlinie im Bezug zur Welll\u00e4nge vom Licht. Schaut man sich das Schaltbild (Bild 14) <\/mark>vom CM-SB-01 an, bemerkt man einen zus\u00e4tzlichen Widerstand R1. Dieser Widerstand ist f\u00fcr die Funktion nicht relevant, sondern hat eine Schutzfunktion. <\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 15: Kennlinie des BPW34S<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Hintergrund: Die Fotodiode kann in Flussrichtung durch einen zu hohen Strom zerst\u00f6rt werden. Der Widerstand R1 begrenzt den Strom bei Fehlbeschaltung der Fotodiode, sodass diese nicht zerst\u00f6rt wird. In Tabelle 6<\/mark> sind die wichtigsten technischen Daten aufgef\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n

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Tabelle 6: CM-SB-01<\/h6>\n\n\n\n
Typ:<\/strong><\/td>BPW34S (SMD)<\/td><\/tr>
Lichtspektrum:<\/strong><\/td>430\u20131100 nm<\/td><\/tr>
Durchbruchspannung:<\/strong><\/td>60 V<\/td><\/tr>
Erfassungswinkel:<\/strong><\/td>\u00b1 60\u00b0<\/td><\/tr>
Fotostrom:<\/strong><\/td>> 55 \u03bc\u0391<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
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Vibrationssensor<\/h2>\n\n\n\n
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Der Prototypenadapter Vibration (Bild 16) <\/mark>ist ein Schalter, der auf Ersch\u00fctterung bzw. Bewegung reagiert. Wie so ein Sensor aufgebaut ist, zeigt die Zeichnung im unteren Teil von Bild 16<\/mark>. Im Inneren des Sensors befindet sich in einer hermetisch abgeschlossenen Kammer eine kleine Metallkugel, die sich in dieser Kammer bewegen kann. Die Kammer setzt sich aus zwei metallischen, leitenden Teilen zusammen, die jeweils einen Schaltkontakt bilden. In der Mitte sind diese beiden Kontakte gegeneinander isoliert. Die Metallkugel kann sich in einem gewissen Ma\u00df in der Kammer hin- und herbewegen. <\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 16: Platine und Funktionsweis des Vibrationssensors <\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Beim Erreichen der Isolierschicht, also in der Mitte der Kammer, werden die beiden Kontakte durch die Metallkugel kurzgeschlossen. Bei Bewegung rollt die Kugel in der Kammer immer \u00fcber diese Isolierschicht und schlie\u00dft dabei die beiden Kontakte f\u00fcr einen kurzen Moment.

Mit solchen Kontakten k\u00f6nnen z. B. Alarmanlagen f\u00fcr Fahrr\u00e4der gebaut werden. Die Auswertung ist allerdings nicht so einfach, denn man m\u00f6chte ja die Empfindlichkeit ver\u00e4ndern k\u00f6nnen. Eine simple Grundschaltung ist in Bild 16<\/mark> (unten rechts) dargestellt. F\u00fcr eine komfortable Empfindlichkeitseinstellung ist allerdings mehr Aufwand n\u00f6tig. Diese Auswerteschaltung wird dann in dem entsprechenden Anwendungsbeispiel erkl\u00e4rt. In Tabelle 7<\/mark> sind die wichtigsten technischen Daten aufgef\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n

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Tabelle 7: CM-SV-01<\/h6>\n\n\n\n
Typ:<\/strong><\/td>CSX-SEN-180A<\/td><\/tr>
Sensor:<\/strong><\/td>mechanischer Kontakt<\/td><\/tr>
Spannung:<\/strong><\/td>0,5-24 V<\/td><\/tr>
Strom:<\/strong><\/td>10 mA max.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
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Reed-Kontakt<\/h3>\n\n\n\n
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Ein Reed-Kontakt ist ein Schalter, der auf Magnetfelder reagiert. In der Regel wird mit einem Permanentmagnet der Schalter aktiviert, indem dieser in die N\u00e4he des Reed-Kontakts gebracht wird. In Bild 17<\/mark> sind der Aufbau und die Funktionsweise dargestellt. In einer hermetisch abgeschlossenen Glasr\u00f6hre befinden sich zwei ferromagnetische Kontaktzungen, deren Enden sich gegen\u00fcberliegen. <\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 17: Platine und Funktionsweise des Reed-Kontakts<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Die empfindlichen Kontakte sind in der Glasr\u00f6hre vor \u00e4u\u00dferen Einfl\u00fcssen gesch\u00fctzt. Der Abstand zwischen den beiden Kontakten ist minimal und mit dem blo\u00dfen Auge kaum zu erkennen. Durch ein Magnetfeld bewegen sich die Kontakte aufeinander zu, wodurch ber\u00fchrungslos ein Schalter bet\u00e4tigt werden kann. Bestes Beispiel hierf\u00fcr sind Alarmkontakte f\u00fcr T\u00fcren und Fenster.<\/p>\n\n\n\n

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Da der Schaltkontakt gegen Staub und Feuchtigkeit gesch\u00fctzt ist, gibt es zahlreiche Anwendungsm\u00f6glichkeiten wie etwa Sensoren in der Automobilindustrie, z. B. als Drehimpulsgeber f\u00fcr ABS-Sensoren. Um die Funktion testen zu k\u00f6nnen, liegt der Platine ein kleiner Testmagnet bei, der einfach von oben auf die Platine aufgelegt wird und so den Reed-Kontakt aktiviert. Der Testmagnet besteht aus zwei Teilen, die noch zusammengesetzt werden m\u00fcssen (Bild 18)<\/mark>.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 18: So wird der Testmagnet zusammengesetzt.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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MEMS-Mikrofon<\/h2>\n\n\n\n
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Diese Modulplatine ist mit einem MEMS-Mikrofon ausgestattet. Das Mikrofon ist in der sogenannten MEMS-Technologie (Micro-Electro-Mechanical-Systems)<\/a> aufgebaut. Nicht nur die mechanischen Abmessungen, sondern auch die technischen Daten sind \u00fcberzeugend. So zeichnen sich MEMS-Mikrofone durch einen hohen Signal-Rausch-Abstand, hohe Empfindlichkeit und den sehr geringen Stromverbrauch aus. Wie man im Schaltbild (Bild\u00a019)<\/mark> erkennt, ist auf der Platine die notwendige Peripherie (zwei Kondensatoren) vorhanden. Der Kondensator C1 dient zur Gl\u00e4ttung der Versorgungsspannung, w\u00e4hrend C2 als Koppelkondensator am Ausgang dient. Man sollte jedoch unbedingt auf die maximale Versorgungsspannung achten. Eine zu hohe Spannung von mehr als 3,6 V k\u00f6nnte zur Zerst\u00f6rung des Mikrofons f\u00fchren. In Tabelle\u00a08<\/mark> sind die wichtigsten technischen Daten aufgef\u00fchrt.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 19: Schaltbild und Platine des MEMS-Mikrofons<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Tabelle 8: CM-AM-04<\/h6>\n\n\n\n
Typ:<\/strong><\/td>MEMS (SPU0410LR5H-QB\/Knowles)<\/td><\/tr>
Versorgungsspannung:<\/strong><\/td>1,5-3,6 V<\/td><\/tr>
Stromaufnahme:<\/strong><\/td>0,16 mA max.<\/td><\/tr>
Frequenzgang:<\/strong><\/td>100 Hz bis 80 kHz<\/td><\/tr>
Ausgangsimpedanz:<\/strong><\/td>400 \u03a9<\/td><\/tr>
Abm. Platine (B x T):<\/strong><\/td>18 x 15,3 mm<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
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Sound-Transducer<\/h2>\n\n\n\n

Der Sound-Transducer ist ein elektroakustisches Bauelement, das wie bei einem Lautsprecher akustische Signale wiedergeben kann. Dieses Bauteil sollte nicht mit einem Piezo verwechselt werden, denn im Gegensatz zum Piezo besitzt der Transducer eine Schwingspule aus Kupferdraht, hat also einen ohmschen Widerstand. Um die Ansteuerung zu vereinfachen, ist ein Transistor auf der Modulplatine untergebracht, wie man im Schaltbild (Bild 20)<\/mark> erkennt.<\/p>\n\n\n\n

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Bild 20: Schaltbild und Platine des Sound-Transducers<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Ab einer Spannung von 1,5 V schaltet der Transistor durch und steuert (schaltet) somit den eigentlichen Transducer. Die Ansteuerung geschieht mit einem Rechtecksignal mit einer minimalen Signalspannung von 1,5 Vpp. Wichtig ist, dass es sich um ein Rechtecksignal handeln muss. Zu erw\u00e4hnen sei noch die Resonanzfrequenz, die bei diesem Transducer bei ca. 2 kHz liegt. Die Resonanzfrequenz ist die Frequenz, bei der die h\u00f6chste Lautst\u00e4rke erreicht wird. Dies ist bei der Auswahl der Steuerfrequenz zu beachten. In Tabelle 9<\/mark> sind die wichtigsten technischen Daten aufgef\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n

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Tabelle 9: CM-AS-03<\/h6>\n\n\n\n
Typ:<\/strong><\/td>Sound-Transducer 2 kHz<\/td><\/tr>
Betriebsspannung:<\/strong><\/td>3\u201310 V<\/td><\/tr>
Eingangspegel:<\/strong><\/td>1,5\u201312 V<\/td><\/tr>
Resonanzfrequenz:<\/strong><\/td>ca. 2 kHz<\/td><\/tr>
Stromaufnahme:<\/strong><\/td>40 mA max. @ 10 V<\/td><\/tr>
Abm. Platine (B x T):<\/strong><\/td>18 x 15,3 mm<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
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Relais<\/h2>\n\n\n\n

Das Relaismodul (Bild 21) <\/mark>verf\u00fcgt \u00fcber ein Relais mit einer Betriebsspannung von 5 V. Die Ansteuerelektronik (Schaltransistor) befindet sich auf der Modulplatine. So kann bequem mit einer Schaltspannung am Eingang (IN) das Relais eingeschaltet werden (s. Schaltbild, Bild 21)<\/mark>. Am Anschluss \u201eVCC“ muss aber unbedingt eine Spannung von 5 V anliegen, da dies die Spulenspannung ist. <\/p>\n\n\n\n

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Bild 21: Foto und Anschlussschema des Relais<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Die Schaltkontakte sind mit COM, also dem Mittelanschluss des Schalters und NO\/NC bezeichnet. NO bedeutet \u201enormaly open“, also im Normalfall offen (Ruhekontakt), und NC \u201enormaly closed“, also im Ruhebetrieb geschlossen. Sobald eine Spannung von 1,5 bis 5 V an den Eingang \u201eIN“ gelegt wird, schaltet der Transistor und somit das Relais. Intern wird dieser Anschluss ohne Beschaltung (IN = offen) auf Massepotential gehalten und das Relais ist somit ausgeschaltet. In Tabelle 10<\/mark> sind die wichtigsten technischen Daten aufgef\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n

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Tabelle 10: RCM-PB-4101<\/h6>\n\n\n\n
Typ:<\/strong><\/td>Relais 1x um<\/td><\/tr>
Spulenspannung:<\/strong><\/td>5 V<\/td><\/tr>
Schaltleistung:<\/strong><\/td>30 VDC\/1 A max.<\/td><\/tr>
Schaltspannung Elektronik:<\/strong><\/td>1,5-5 V (On) 0 V (Off)<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
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Spule<\/h2>\n\n\n\n
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F\u00fcr Experimente mit Induktivit\u00e4ten ist ein 1-mH-Spule (1000 \u03bcH) vorhanden. Die Spule ist relativ gro\u00df und deshalb auf der Platinenoberseite platziert, wie in Bild 22<\/mark> zu sehen ist. Es handelt sich hierbei um eine geschirmte Spule, sodass die eigentliche Spulenwicklung nicht zu sehen ist. In Tabelle 11<\/mark> sind die wichtigsten technischen Daten aufgef\u00fchrt.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 22: 1-mH-Modul <\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Tabelle 11: CM-IF-105-A<\/h6>\n\n\n\n
Typ:<\/strong><\/td>SLF0745T-102M-N<\/td><\/tr>
Induktivit\u00e4t:<\/strong><\/td>1 mH<\/td><\/tr>
Strom:<\/strong><\/td>140 mA<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
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Widerst\u00e4nde und Kondensatoren<\/h2>\n\n\n\n

Das Set enth\u00e4lt eine Auswahl der gebr\u00e4uchlichsten Widerst\u00e4nde und Kondensatoren im bew\u00e4hrten PAD-Format. Bei den Widerst\u00e4nden sind zus\u00e4tzlich noch drei Potentiometer vorhanden, die mit einer Steckachse geliefert werden (siehe Bild 23)<\/mark>. Zu beachten ist, dass die Verlustleistung der Widerst\u00e4nde bei 0,1 W liegt.<\/p>\n\n\n\n

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Bild 23: Widerstand, Potentiometer, Kondensator und NTC-Widerstand<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Eine Sonderbauform stellt der temperaturabh\u00e4ngige Widerstand dar, der eine NTC-Charakteristik (Negative Temperature Coefficient Thermistor) aufweist. Ein NTC<\/a>, auch Hei\u00dfleiter genannt, \u00e4ndert seinen Widerstand in Abh\u00e4ngigkeit zur Temperatur, sodass bei steigender Temperatur der Widerstandswert f\u00e4llt (Bild\u00a024)<\/mark>. Die NTC-Modulplatine ist mit einem SMD-NTC best\u00fcckt, der bei einer Temperatur von 25\u00a0\u00b0C einen Widerstandswert von 10\u00a0k\u03a9 aufweist. Diese spezielle Bauform wird in der Regel zur Temperaturmessung eingesetzt.<\/p>\n\n\n\n

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Bild 24: Kennlinie des NTC-Widerstands<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Buchsen und Klemmen<\/h3>\n\n\n\n

Zum Anschluss externer Peripherie gibt es unterschiedliche Buchsen und Klemmleisten, wie in Bild 25<\/mark> dargestellt. Die Klemmleiste ist werkzeuglos zu bedienen und wird mittels Druckst\u00f6\u00dfel auf der Oberseite ge\u00f6ffnet. Dies kann durch Bet\u00e4tigen mit dem Finger geschehen. Anschl\u00fcsse der USB-Micro-Buchse sind auf der Platine beschriftet. Normalerweise wird die USB-Buchse zur Spannungsversorgung (5 V) in Experimentierschaltungen eingesetzt. Es k\u00f6nnen aber auch die Datenleitungen (D- und D+) abgegriffen werden. Die JST-PH-Buchse wird oft zum Anschluss von Batterien oder Akkus verwendet.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr Audioanwendungen steht eine 4-polige Klinkenbuchse f\u00fcr 3,5-mm-Stecker zur Verf\u00fcgung. Diese Klinkenbuchse verf\u00fcgt \u00fcber vier Kontakte, sodass z. B. auch Kopfh\u00f6rer mit eingebautem Mikrofon (Head-Set) angeschlossen werden k\u00f6nnen. Diese Buchse ist kompatibel mit \u201enormalen“ 3-poligen Klinkenbuchsen, wobei dann Kontakt 4 nicht beschaltet wird.<\/p>\n\n\n\n

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Bild 25: Buchsen und Klemmen<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Steckbr\u00fccken und Steckkabel<\/h2>\n\n\n\n
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Zur Verkabelung bzw. Verdrahtung werden Verbindungsleitungen ben\u00f6tigt. Diese k\u00f6nnen aus flexiblen Steckkabeln (Bild 26) <\/mark>oder auch starren Steckbr\u00fccken (Bild 27)<\/mark> bestehen. Kurze Verbindungen sollten mit starren Steckbr\u00fccken hergestellt werden, w\u00e4hrend gr\u00f6\u00dfere Distanzen zweckm\u00e4\u00dfigerweise mit Steckkabeln hergestellt werden. <\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 26: Flexible Steckkabel<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 27: Die unterschiedlichen Steckbr\u00fccken <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Bild 27 <\/mark>zeigt, dass diese Steckbr\u00fccken f\u00fcr unterschiedliche Raster ausgelegt sind. Die Steckbr\u00fccken werden wie Bauteile direkt auf dem Steckboard kontaktiert und machen die Schaltung \u00fcbersichtlich. Zum besseren Handling liegt dem Set eine Pinzette bei, mit der die Steckbr\u00fccken einfach eingesetzt und wieder entfernt werden k\u00f6nnen, wie in Bild 28<\/mark> zu sehen ist.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 28: Mit einer Pinzette k\u00f6nnen die Steckbr\u00fccken einfach eingesetzt und entfernt werden.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Sonstige Bauteile<\/h2>\n\n\n\n
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F\u00fcr Schaltungen aus dem Audiobereich steht ein Stereo-Ohrh\u00f6rer zur Verf\u00fcgung (Bild 29)<\/mark>. Dieser ist mit einem 3,5-mm-Klinkenstecker ausgestattet und kann \u00fcber die Klinkenbuchse mit dem Steckboard kontaktiert werden. Durch eine Impedanz von 32 Ohm ben\u00f6tigt der Ohrh\u00f6rer keine Audio-Endstufe. Der in diesem Set enthaltene Operationsverst\u00e4rker TLV272 ist in der Lage, diesen Ohrh\u00f6rer anzusteuern.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 29: Stereo-Ohrh\u00f6rer mit Klinkenstecker <\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Ein Vorteil gegen\u00fcber der Alternative Lautsprecher ist, das sich hiermit problemlos aufgebaute Audioverst\u00e4rkerschaltungen testen lassen ohne Gefahr einer R\u00fcckkopplung. Als Eingabeelement dienen zwei kleine Taster (Bild 30)<\/mark>. Diese Taster werden vorwiegend in digitalen Schaltungen verwendet, bei denen z. B. digitale Eingangssignale generiert werden m\u00fcssen wie \u201eStart“ oder \u201eStopp“. Diese Miniaturtaster sind nur f\u00fcr kleine Str\u00f6me (max. 50 mA) ausgelegt.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 30: Miniaturtaster<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Eine n\u00fctzliche Zusatzplatine stellt die sogenannte Spannungsschiene dar (Bild 31)<\/mark>. In der Regel haben alle Steckboards spezielle Steckleistenreihen, die f\u00fcr die Spannungsversorgung der Schaltung genutzt werden k\u00f6nnen. Diese sind meist mit den Farben Rot f\u00fcr Plus (+) und Blau f\u00fcr Minus (-) gekennzeichnet. Diese Spannungsversorgungslinien befinden sich an jeder Seite des eigentlichen Steckboards. Mit der Platine \u201eSpannungsschiene“ werden diese beiden gegen\u00fcberliegenden Linien auf einfache Weise miteinander verbunden. So steht auf jeder Seite die positive und negative Spannungsversorgung zur Verf\u00fcgung. Man braucht die Spannungsversorgung somit nur auf einer Seite einzuspeisen.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 31: Die Spannungsschiene verbindet die internen Spannungslinien auf dem Steckboard.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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\u00dcbersicht aller im PAD-PRO-EXSB enthaltenen Bauteile<\/h2>\n\n\n\n
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Menge<\/th>Bezeichnung<\/th><\/tr><\/thead>
1<\/td>Kabelset<\/td><\/tr>
1<\/td>Steckbr\u00fccken-Set, 5,1 mm, 35 St\u00fcck<\/td><\/tr>
1<\/td>Steckbr\u00fccken-Set, 7,7 mm, 35 St\u00fcck<\/td><\/tr>
1<\/td>Steckbr\u00fccken-Set, 10,3 mm, 35 St\u00fcck<\/td><\/tr>
1<\/td>Steckbr\u00fccken-Set, 12,7 mm, 25 St\u00fcck<\/td><\/tr>
1<\/td>Steckbr\u00fccken-Set, 22,8 mm, 15 St\u00fcck<\/td><\/tr>
1<\/td>Pinzette<\/td><\/tr>
1<\/td>Kopfh\u00f6rer<\/td><\/tr>
1<\/td>CM-BB-01<\/td><\/tr>
2<\/td>CM-IC-TLV272-B<\/td><\/tr>
2<\/td>CM-IC-ICM7555<\/td><\/tr>
1<\/td>CM-IC-LMV431-A<\/td><\/tr>
4<\/td>CM-DG-151-A<\/td><\/tr>
2<\/td>CM-DL-RGB01, RGB-LED<\/td><\/tr>
1<\/td>CM-DL-R02, LED, 3 mm, rot<\/td><\/tr>
1<\/td>CM-DL-G02, LED, 3 mm, gr\u00fcn<\/td><\/tr>
1<\/td>CM-DL-002, LED, 3 mm, orange<\/td><\/tr>
1<\/td>CM-DL-W01, 3x wei\u00df<\/td><\/tr>
1<\/td>CM-FC-PJ35-B, Klinkenbuchse<\/td><\/tr>
1<\/td>CM-FC-USB1, USB-Buchse<\/td><\/tr>
1<\/td>CM-FC-W02, Klemmleiste, 2-pol.<\/td><\/tr>
1<\/td>CM-MC-JST102, JST-Buchse<\/td><\/tr>
3<\/td>CM-RF-101-A, 100R<\/td><\/tr>
3<\/td>CM-RF-102-A, 1k<\/td><\/tr>
4<\/td>CM-RF-103-A, 10 k<\/td><\/tr>
2<\/td>CM-RF-223-A, 22 k<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
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Menge<\/th>Bezeichnung<\/th><\/tr><\/thead>
2<\/td>CM-RF-473-A, 47 k<\/td><\/tr>
3<\/td>CM-RF-104-A, 100 k<\/td><\/tr>
2<\/td>CM-RF-224-A, 220 k<\/td><\/tr>
2<\/td>CM-RF-105-A, 1M<\/td><\/tr>
1<\/td>CM-RA-103-A, Trimmer, 10 k<\/td><\/tr>
1<\/td>CM-RA-104-A, Trimmer, 100 k<\/td><\/tr>
1<\/td>CM-RA-105-A, Trimmer, 1 M<\/td><\/tr>
2<\/td>CM-CF-102-A, 1nF<\/td><\/tr>
2<\/td>CM-CF-103-A, 10 nF<\/td><\/tr>
4<\/td>CM-CF-104-A, 100 nF<\/td><\/tr>
2<\/td>CM-CF-105-A, 1 \u03bcF<\/td><\/tr>
2<\/td>CM-CF-106-A, 10 \u03bcF<\/td><\/tr>
1<\/td>CM-CF-107-A, 100 \u03bcF<\/td><\/tr>
3<\/td>CM-TB-BC847C-A<\/td><\/tr>
2<\/td>CM-TB-BC857C-A<\/td><\/tr>
2<\/td>CM-TF-IRLML2502PbF-A<\/td><\/tr>
1<\/td>CM-SB-01, BPW34<\/td><\/tr>
1<\/td>CM-SV-01, Vibrationssensor<\/td><\/tr>
1<\/td>CM-IF-105-A, Spule, 1 mH<\/td><\/tr>
1<\/td>CM-SM-01, Reed-Kontakt<\/td><\/tr>
1<\/td>CM-RN-N01, NTC-Widerstand<\/td><\/tr>
1<\/td>CM-PB-4101, Relais<\/td><\/tr>
1<\/td>CM-AS-03, Sound-Transducer<\/td><\/tr>
1<\/td>CM-AM-04, MEMS-Mikrofon<\/td><\/tr>
2<\/td>CM-PB-1101, Taster<\/td><\/tr>
<\/td><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Anwendungsbeispiel Treppenlichtautomat<\/h2>\n\n\n\n

Unser erstes Anwendungsbeispiel besch\u00e4ftigt sich mit dem Timerbaustein ICM7555. Wir haben uns f\u00fcr dieses erste \u201eErfolgserlebnis“ mit unserem Set f\u00fcr eine Schaltung \u201eTreppenlichtautomat\u201d entschieden. Die Schaltung l\u00e4sst sich ohne gro\u00dfen Aufwand mit dem Timer ICM7555 realisieren. Die grobe Funktion eines Treppenlichtautomaten ist vergleichbar mit einem Monoflop, also einem Flipflop, das nur f\u00fcr eine bestimmte Zeit seinen Zustand \u00e4ndert. Durch ein Ereignis (Tastenbet\u00e4tigung) wird ein zeitlich begrenztes Signal erzeugt, das in unserem Fall die Beleuchtung einschaltet. Schauen wir uns zun\u00e4chst das Schaltbild an (Bild 32)<\/mark>.<\/p>\n\n\n\n

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Bild 32: Schaltbild des Treppenlichtautomaten<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Der ICM7555 (NE555) besteht aus zwei Komparatoren (A und B) sowie einem RS-Flipflop. Das Flipflop wird jeweils \u00fcber einen der beiden Komparatoren gesetzt (Set) bzw. zur\u00fcckgesetzt (Reset). Der untere Komparator \u201eB\u201c ist f\u00fcr das Setzen zust\u00e4ndig. \u00dcber ein negatives Signal am Anschluss Trigger (Pin 2) wird der Komparator dazu veranlasst, dass interne Flipflop zu setzen. Dies geschieht durch Bet\u00e4tigen des Tasters S1 (Set).<\/p>\n\n\n\n

Der Ausgang (Pin 3) wechselt nun auf High-Pegel, wodurch die angeschlossene LED leuchtet. \u00dcber die Widerst\u00e4nde R1 und P1 wird der Kondensator C1 anschlie\u00dfend aufgeladen. Die Kondensatorspannung von C1 ist mit dem Eingang \u201eThreshold“ des Komparators \u201eA“ verbunden. Erreicht die Spannung am Kondensator 2\/3 der Betriebsspannung UB, schaltet der Ausgang des Komparators A auf High-Pegel und setzt das Flipflop zur\u00fcck.<\/p>\n\n\n\n

Wir erkennen, dass die Zeitspanne, in der das Licht (in unserem Fall die LED) eingeschaltet wird, von den Bauteilen R1, P1 und C1 abh\u00e4ngig ist. P1 ist ein ver\u00e4nderbarer Widerstand (Potentiometer), mit dem die Zeitspanne eingestellt werden kann. In unserem Fall sind dies 3 bis 30 Sekunden. In der Praxis, also bei einem echten Treppenlichtautomaten, w\u00fcrde man die Bauteilwerte vergr\u00f6\u00dfern, um auf l\u00e4ngere Einschaltzeiten zu kommen.<\/p>\n\n\n\n

Beim erneuten Bet\u00e4tigen des Tasters S1 wird \u00fcber den Widerstand R3 und die Diode D1 der Kondensator C1 entladen. Dies ist notwendig, da der Kondensator C1 sich beim Zeitintervall komplett aufgeladen hat. Da wir hier einen relativ gro\u00dfen Kondensator verwenden (100 \u00b5F), k\u00f6nnen beim Entladen (Kurzschlie\u00dfen) kurzfristig hohe Entladestr\u00f6me flie\u00dfen, die den Schaltkontakt vom Taster auf Dauer besch\u00e4digen k\u00f6nnen. Deshalb schalten wir einen Widerstand von 100 Ohm (R3) zwischen, um den Entladestrom zu begrenzen.<\/p>\n\n\n\n

Nach dieser Erkl\u00e4rung der Funktion schauen wir uns nun an, wie man die Schaltung auf ein Steckboard bringt. Dazu gibt es mehrere Aufbauvarianten.<\/p>\n\n\n\n

Bei den Experimentierplattformen EXSB1 und beim EXSB-Mini hat man den Vorteil, dass das Potentiometer auf dem Board bereits vorhanden ist und somit kein zus\u00e4tzliches Bauteil verwendet werden muss. Zur besseren Veranschaulichung, wie die Bauteile zu verbinden sind, gibt es in Bild 33<\/mark> ein spezielles Schaltbild mit eingezeichneten PAD-Modulen. Hier kommt auch die beschriebene Spannungsschiene zum Einsatz. Wie das Ganze in der Praxis aufgebaut auf einem EXSB-Mini aussieht, zeigt das Bild 34<\/mark>. Man erkennt deutlich den Einsatz von sowohl starren Steckbr\u00fccken als auch flexiblen Steckkabeln.<\/p>\n\n\n\n

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Bild 33: Verdrahtungsplan f\u00fcr das Treppenlicht<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
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