{"id":5461,"date":"2026-01-29T08:55:38","date_gmt":"2026-01-29T07:55:38","guid":{"rendered":"https:\/\/de.elv.com\/elvjournal\/?p=5461"},"modified":"2026-01-29T08:55:39","modified_gmt":"2026-01-29T07:55:39","slug":"pad-pro-exsb-reed-kontakte-teil-4","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/de.elv.com\/elvjournal\/pad-pro-exsb-reed-kontakte-teil-4\/","title":{"rendered":"PAD-PRO-EXSB-Schaltungen erkl\u00e4rt (Teil 4): Reed-Kontakte: Ber\u00fchrungslos schalten"},"content":{"rendered":"\n

PAD-PRO-EXSB Schaltungen erkl\u00e4rt \u2013 Teil 4<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Reed-Kontakte: Ber\u00fchrungslos schalten<\/h1>\n\n\n\n

In diesem Teil der Serie f\u00fcr das PAD-PRO-Experimentierset besch\u00e4ftigen wir uns mit Reed-Kontakten. Wir zeigen anhand praxisorientierter Beispiele, wie man diese Schalter, die auf magnetische Felder reagieren, f\u00fcr interessante praktische Schaltungen und Experimente einsetzen kann.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Reed-Kontakt – Grundlagen<\/h2>\n\n\n\n

Aufbau und Funktion<\/h3>\n\n\n\n
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Ein Reed-Kontakt ist ein Schalter mit einer interessanten physikalischen Eigenschaft: Er reagiert auf Magnetfelder. Dies bedeutet, dass der Schaltkontakt z. B. durch einen Dauermagneten oder auch durch ein elektrisches, generiertes Magnetfeld aktiviert werden kann. Zudem befindet sich der Schaltkontakt in einem hermetisch geschlossenen Glasrohr, womit er vor Umwelteinfl\u00fcssen wie Staub und Feuchtigkeit gesch\u00fctzt ist. Der in unserem PAD-Pro-EXSB<\/span> verwendete Reed-Kontakt wurde bereits im ersten Teil dieser Serie<\/a> erkl\u00e4rt. Der eigentliche Reed-Kontakt ist auf einer kleinen Modulplatine verbaut (Bild 1)<\/mark>.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 01: PAD-Modulplatine Reed-Kontakt<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Anwendungsbereiche<\/h3>\n\n\n\n
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Anwendung finden Reed-Kontakte\/-Schalter in vielen Bereichen wie z. B. Sicherheitstechnik, Automatisierungstechnik, Automobilindustrie usw. In unserem Alltag begegnen uns Reed-Kontakte h\u00e4ufig in Form von Alarmkontakten zur Sicherung von Fenstern und T\u00fcren (Bild 2)<\/mark>. Hierbei wird der Magnet am beweglichen Fenster und der Schaltkontakt am Rahmen befestigt. Beim \u00d6ffnen des Fensters entfernt sich der Magnet vom Reed-Kontakt, wodurch der Schaltkontakt ge\u00f6ffnet wird. Diese Information kann von einer Alarmanlage ausgewertet werden. Dank der gekapselten Kontakte k\u00f6nnen Reed-Kontakte\/-Schalter auch in \u201erauer“ Umgebung eingesetzt werden.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 2: T\u00fcr-\/Fensterkontaktschalter mit Reed-Kontakt<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Grundschaltungen<\/h2>\n\n\n\n

Ein Reed-Kontakt besitzt nur relativ kleine Schaltkontakte, somit ist auch der maximale Schaltstrom nicht sehr hoch. Unser im Experimentierset verwendete Reed-Kontakt hat z. B. einen maximalen Schaltstrom von 0,7 A. Es ist ratsam, die empfindlichen Kontakte vorsichtig zu behandeln. Bereits durch eine kurze \u00dcberlastung k\u00f6nnen die Kontakte verkleben und sie l\u00f6sen sich nicht mehr. Eine kleine LED mit einem relativ kleinen Strom von wenigen Milliampere kann problemlos direkt geschaltet werden. Gr\u00f6\u00dfere Str\u00f6me lassen die Kontakte zudem schnell altern. Deshalb empfiehlt es sich, einen Transistor oder ein anderes aktives elektronisches Schaltelement nachzuschalten. So werden die Kontakte geschont, da f\u00fcr die Ansteuerung eines Transistors nur ein relativ kleiner Strom durch die Reed-Kontakte flie\u00dft.<\/p>\n\n\n\n

In unserem Schaltungsbeispiel zeigen wir die Kontaktauswertung mit nachgeschaltetem Transistor (Bild  3)<\/mark>. Es sind zwei Versionen dargestellt, je nachdem ob die LED (symbolisch f\u00fcr die Last) invertiert oder nicht invertiert schalten soll. Das linke Beispiel (a) zeigt einen Transistor, der im Normalfall durchgeschaltet ist, da \u00fcber den Widerstand R1 ein Basisstrom in den Transistor flie\u00dft. Der Reed-Kontakt ist an der Basis angeschlossen und legt im aktiven Fall (Ann\u00e4herung eines Magneten) die Basisspannung an Masse, wodurch der Transistor sperrt und die LED erlischt. Das rechte Beispiel (b, c) zeigt die wahrscheinlich gebr\u00e4uchlichste Version, bei der der Transistor schaltet, wenn auch der Reed-Kontakt schaltet. Hierbei ist zu beachten, dass unbedingt ein Widerstand (R1) zur Begrenzung des Basisstroms vorhanden sein muss. <\/p>\n\n\n\n

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Bild 3: Schaltungsbeispiele f\u00fcr die Auswertung eines Reed-Kontakts<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Bild 4 <\/mark>zeigt beide Schaltungsvarianten, aufgebaut auf einem \u201enormalen“ Steckboard. Diese Aufbauspiele sind allgemeing\u00fcltig und k\u00f6nnen leicht auf das EXSB-Mini<\/span> bzw. EXSB1<\/span> \u00fcbertragen werden.<\/p>\n\n\n\n

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Bild 4: Beispielschaltungen, aufgebaut auf einem Steckboard (links invertiert, rechts nicht invertiert) <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Beispielschaltung T-Flip-Flop<\/h2>\n\n\n\n

In unserem n\u00e4chsten Anwendungsbeispiel kommt neben der Anwendung eines Reed-Kontakts eine weitere neue Schaltung hinzu. Die Bezeichnung Flip-Flop entstammt der Digitaltechnik und ist dort einer der wichtigsten Bausteine. Wer sich n\u00e4her mit der Digitaltechnik besch\u00e4ftigen m\u00f6chte, kann sich z. B. auch die Anleitungen zum DEB100<\/span> oder PAD6<\/span> anschauen.<\/p>\n\n\n\n

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Wir wollen hier nicht zu weit ausschweifen, deshalb beschr\u00e4nken wir uns auf die Grundfunktion eines T-Flip-Flop. Ein T-Flip-Flop wechselt mit jedem Taktimpuls seinen Ausgangszustand. Wobei das T nicht f\u00fcr Takt, sondern f\u00fcr Toggeln steht. Ein Flip-Flop ist somit eine Kippstufe, die zwei unterschiedliche Ausgangszust\u00e4nde annehmen kann. \u00dcblicherweise stehen zwei Ausg\u00e4nge zur Verf\u00fcgung (Q und \/Q), die entgegengesetzte Logikpegel aufweisen. In Bild 5 <\/mark>ist das Schaltsymbol f\u00fcr ein digitales Flip-Flop dargestellt, das aus einem D-Flip-Flop realisiert ist.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 5: T-Flip-Flop mit einem D-Flip-Flop realisiert<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Dieses Verhalten l\u00e4sst sich auch mit einem analogen Baustein wie in unserem Fall mit einem Timerbaustein NE555 realisieren. In Teil 3 unserer Artikelserie<\/a> haben wir die drei Grundschaltungen Oszillator, Monoflop und PWM-Generator mit einem NE555 (ICM7555) vorgestellt. Nun kommt noch eine vierte Schaltung, n\u00e4mlich das T-Flip-Flop, hinzu. Schauen wir uns zun\u00e4chst die komplette Schaltung in Bild 6<\/mark> an. Der NE555 (ICM7555) ist als T-Flip-Flop beschaltet und steuert ein Relais bzw. eine LED an.<\/p>\n\n\n\n

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Bild 6: Beispielschaltung mit einem T-Flip-Flop<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Mit dem Reed-Kontakt wird das T-Flip-Flop gesetzt bzw. zur\u00fcckgesetzt. In der Praxis sieht das folgenderma\u00dfen aus: N\u00e4hert man sich mit einem Magneten dem Reed-Kontakt, wird ein Verbraucher (in unserem Beispiel eine LED) eingeschaltet. Bei der n\u00e4chsten Ann\u00e4herung wird der Verbraucher wieder ausgeschaltet. Jede Bet\u00e4tigung des Reed-Kontakts bewirkt eine Zustands\u00e4nderung.<\/p>\n\n\n\n

Die Grundfunktion des NE555 kennen wir ja bereits und wissen, dass dieser Baustein im Wesentlichen auch aus einem Flip-Flop besteht. Gesteuert wird das interne Flip-Flop \u00fcber die Eing\u00e4nge THD (Pin 6) und Trigger (Pin 2). In unserer Schaltung sind diese beiden Eing\u00e4nge miteinander verbunden. Im Diagramm (Bild 7) <\/mark>ist der zeitliche Verlauf der in der Schaltung gekennzeichneten Messpunkte MP1 bis MP3 dargestellt.<\/p>\n\n\n\n

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Bild 7: Zeitlicher Signalverlauf der Messpunkte MP1 bis MP3<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Durch den Spannungsteiler R3\/R4 liegt an MP1, der sich am Knotenpunkt der beiden zusammengeschlossen Steuereing\u00e4nge befindet, die halbe Betriebsspannung (1\/2 UB) an. Dies bedeutet, dass keiner der beiden internen Komparatoren A und B schaltet, da die Schaltschwellen bei 1\/3 UB und 2\/3 UB liegen.<\/p>\n\n\n\n

Schauen wir uns nun den Kondensator C1 an, der f\u00fcr die Funktion eine entscheidende Rolle spielt. C1 ist \u00fcber den Widerstand R5 mit dem Ausgang des Timers Pin 3 verbunden. Somit liegt der Spannungswert vom Ausgang des NE555 auch an C1 an. Bedingt durch die Zeitkonstante von R5 und C1 geschieht der Pegelwechsel zeitlich verz\u00f6gert. Liegt am Ausgang (Pin 3) ein H-Pegel an, l\u00e4dt sich C1 auf diesen Spannungswert auf, w\u00e4hrend bei einem Low-Pegel am Ausgang sich der Kondensator C1 entl\u00e4dt.<\/p>\n\n\n\n

Wie wir im Schaltbild erkennen, ist der Reed-Kontakt zwischen C1 und dem Spannungsteiler R3\/R4 geschaltet. Nun kommt der entscheidende Punkt: Wenn der Reed-Kontakt geschlossen wird, erzeugt dies einen Spannungssprung am Knotenpunkt R3\/R4. Je nach Spannung an C1 wird eine Spannung am Spannungsteiler addiert bzw. subtrahiert. Nehmen wir an, der Ausgang vom Timer (Pin 3) f\u00fchrt Low-Pegel, dann betr\u00e4gt die Spannung an C1 auch 0 V. Wird nun der Reed-Kontakt geschlossen, sinkt die Spannung am Knotenpunkt MP1 kurz ab, erkennbar an der Spannungsspitze an MP1 (Bild 7)<\/mark>. Dies bewirkt, dass der interne Komparator B schaltet und das Flip-Flop gesetzt wird. Dies hat zur Folge, dass der Ausgang Pin 3 auf High-Pegel wechselt. Nun l\u00e4dt sich die Spannung an C1 auf High-Pegel auf. Dies ist in Bild 7<\/mark> (MP3) gut zu erkennen.<\/p>\n\n\n\n

Der Widerstand R5 ist im Verh\u00e4ltnis zu den Widerst\u00e4nden des Spannungsteilers R3\/R4 um ein Vielfaches gr\u00f6\u00dfer, weshalb eine dauerhafte Spannungs\u00e4nderung am Knotenpunkt MP1 nur sehr gering ausf\u00e4llt. Entscheidend ist die Ladung an C1, die f\u00fcr einen kurzen Spannungsimpuls sorgt.<\/p>\n\n\n\n

Hat sich in unserem Beispiel der Kondensator C1 nun auf High-Pegel aufgeladen und der Reed-Kontakt wird erneuert geschlossen, generiert dies einen kurzen positiven Spannungsimpuls. Nun schaltet der Komparator A, da ja die Spannung an MP1 die Schaltschwelle von 2\/3 UB \u00fcberschreitet. Dies bewirkt, dass das Flip-Flop zur\u00fcckgesetzt wird. Der Ausgang (MP2) wechselt von High- auf Low-Pegel und die Spannung an C1 sinkt durch die Entladung auf 0 V ab. Ein erneutes Aktivieren des Reed-Kontakts f\u00fchrt wieder zu einem Pegelwechsel am Ausgang (MP2) des Timers. Durch die Zeitkonstante von C1 und R5 wird ein zu schnelles Ein- und wieder Ausschalten verhindert, was zudem f\u00fcr eine \u201eEntprellung\u201c<\/a> sorgt. Wie man erkennt, tritt nur dann eine Ausgangs\u00e4nderung auf, wenn der Reed-Kontakt geschlossen wird. Bleibt der Reed-Kontakt geschlossen, muss dieser Kontakt zuerst wieder gel\u00f6st werden, um eine Zustands\u00e4nderung zu erreichen.<\/p>\n\n\n\n

Der Ausgang des Timers kann individuell beschaltet werden, da dieser sowohl nach Masse als auch nach +UB schalten kann. Laut Datenblatt kann der Ausgang vom ICM7555 einen Strom von 100 mA liefern. Der einfachste Fall w\u00e4re eine LED (mit Vorwiderstand) am Ausgang (Bild 6)<\/mark>. M\u00f6chte man Lasten mit h\u00f6herem Stromverbrauch schalten, muss ein Relais<\/a> eingesetzt werden. Bei einem Relais wird an die Erregerspule eine Spannung angelegt, wodurch der lastseitige Schaltkontakt bet\u00e4tigt wird. Die Erregerspule ist relativ hochohmig und ben\u00f6tigt nur einen geringen Strom im zweistelligen Milliamperebereich. In unserem Experimentierset befindet sich ein Relais-Modul, das mit einem zus\u00e4tzlichen Schalttransistor ausgestattet ist (Bild 8)<\/mark>. Dies ist sehr komfortabel, da dieses Modul einfach mit einer Spannung am Eingang IN aktiviert werden kann. Der Ausgangsstrom des ICM7555 reicht prinzipiell aus, um das Relais direkt anzusteuern.<\/p>\n\n\n\n

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Bild 8: Foto und Anschlussschema des Relais<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

In unserem Beispiel m\u00f6chten wir auch zeigen, wie man das Relais-Modul (mit integriertem Transistor) einsetzt. In unserer Schaltung ist noch ein zus\u00e4tzlicher Widerstand R6 in die Steuerleitung zum Relais eingef\u00fcgt, um die Strombelastung des Timerausgangs m\u00f6glichst gering zu halten. Als Last haben wir zur Demonstration eine LED an die Schaltkontakte des Relais angeschlossen. Dieser Schaltkontakt vom Relais ist als Umschalter ausgelegt, so kann man entscheiden, ob man den Ruhekontakt (NC) oder den Arbeitskontakt (NO) verwenden m\u00f6chte.<\/p>\n\n\n\n

Aufbau der Beispielschaltung<\/h2>\n\n\n\n

F\u00fcr unsere Beispielschaltung gibt es einen Aufbauvorschlag unter Zuhilfenahme des Experimentiersets PAD-PRO-EXSB<\/span>. Zum Set, das alle notwendigen Bauteile enth\u00e4lt, wird zus\u00e4tzlich noch eine Aufbauplattform ben\u00f6tigt. Dies k\u00f6nnen die Experimentierplattformen EXSB1<\/span> und EXSB-Mini<\/span> sowie ein \u201enormales“ Steckboard<\/span> sein.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr jede dieser Aufbauplattformen ist ein Nachbaufoto (Bild 9 bis Bild 11) <\/mark>dargestellt. Zus\u00e4tzlich gibt es einen generellen Verdrahtungsplan (Bild 12)<\/mark> mit den entsprechenden Prototypenadapter-Modulen.<\/p>\n\n\n\n

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Bild 9: Aufbau auf einem Steckboard mit unterschiedlichen Varianten der Spannungsversorgung: Mittels Powermodul PM-SB1, per 5-V-USB-Steckernetzteil oder einer Klemmleiste zum Anschluss an ein Labornetzteil oder eine Batterie.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Bild 10: Aufbau auf einem EXSB-Mini<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Bild 11: Aufbau auf einem EXB1<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Bild 12: Verdrahtungsplan<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Die Kontakte der Steckboards sind in der Regel nummeriert: die Spalten von links nach rechts mit 1 bis 63 und die Reihen mit den Buchstaben A bis F. Dies kann sich aber je nach Hersteller geringf\u00fcgig unterscheiden. Anhand der Nummerierung kann man die Position der Bauteile und Br\u00fccken in den Bildern (Bild 9 bis Bild 11) <\/mark>abz\u00e4hlen und auf die eigene Schaltung \u00fcbertragen. Wichtig ist hierbei, das Steckboard so zu platzieren, dass sich Pin 1 auf der linken Seite befindet. Dreht man das Steckboard andersherum, stimmen die Positionen nicht mehr mit den Bildern \u00fcberein.<\/p>\n\n\n\n

Die elektrischen Verbindungen werden mit starren und flexiblen Steckbr\u00fccken hergestellt, die im Experimentierset vorhanden sind.<\/p>\n\n\n\n

Spannungsversorgung<\/h2>\n\n\n\n

Die Spanungsversorgung f\u00fcr diese Schaltung sollte 5 V betragen. Der NE555 bzw. der ICM7555 sind f\u00fcr Betriebsspannungen von bis zu 16 V ausgelegt, aber das verwendete Relais ben\u00f6tig eine Spannung von 5 V. Ein Betrieb mit einer 9-V-Batterie ist dennoch m\u00f6glich, f\u00fchrt aber zu einer h\u00f6heren Stromaufnahme. Bauteile werden durch die h\u00f6here Betriebsspannung nicht gesch\u00e4digt.<\/p>\n\n\n\n

Die beiden Experimentierboards EXSB1 und EXSB-Mini verf\u00fcgen \u00fcber eigene Spannungsversorgungseinheiten, auf die wir hier nicht weiter eingehen wollen, da dies in der jeweiligen Bauanleitung beschrieben ist. F\u00fcr das universelle Steckboard kann man auf unterschiedliche Spannungsversorgungsm\u00f6glichkeiten zur\u00fcckgreifen, wie man in Bild 9<\/mark> sieht. \u00dcber eine USB-Buchse kann ein normales Steckernetzteil oder Ladeger\u00e4t mit Micro-USB-Stecker als Spannungsquelle genutzt werden. Die Variante mit einer Klemmleiste dient zum Anschluss einer externen Spannungsversorgung wie z. B. Netzteil oder Batterie. Hierbei muss unbedingt auf die korrekte Polung geachtet werden. Eine sehr komfortable L\u00f6sung bietet auch das ELV-Powermodul PM-SB1<\/span>, das mit zwei Batterien ausgestattet ist und somit autark arbeitet.<\/p>\n\n\n\n

St\u00fcckliste Reed-Kontakt mit T-Flip-Flop<\/h6>\n\n\n\n
Menge<\/strong><\/td>Bezeichnung<\/strong><\/td>Modul<\/strong><\/td><\/tr>
1<\/td>NE555 (ICM7555)<\/td>CM-IC-ICM7555-A<\/td><\/tr>
1<\/td>Reed-Kontakt<\/td>CM-SM-01<\/td><\/tr>
1<\/td>LED-Modul (rot, orange oder gr\u00fcn)<\/td>CM-DL-X01<\/td><\/tr>
1<\/td>Relais-Modul<\/td>CM-PB-4101<\/td><\/tr>
1<\/td>Widerstand 1 k\u03a9<\/td>CM-RF-102-A<\/td><\/tr>
1<\/td>Widerstand 10 k\u03a9<\/td>CM-RF-103-A<\/td><\/tr>
1<\/td>Widerstand 220 k\u03a9<\/td>CM-RF-224-A<\/td><\/tr>
1<\/td>Kondensator 1\u00b5F<\/td>CM-CF-105<\/td><\/tr>
1<\/td>Spannungsschiene<\/td>CM-BB-01<\/td><\/tr>
1<\/td>USB-Buchse Micro (bei Bedarf)<\/td>CM-FC-USB<\/td><\/tr>
<\/td>Steckbr\u00fccken\/Steckkabel<\/td><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
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