Details

Elektronik-Basteln für Dummies

Für Dummies 1. Aufl.

von: Gerd Weichhaus
22,99 €
Verlag:	Wiley-VCH
Format:	EPUB
Veröffentl.:	26.08.2020
ISBN/EAN:	9783527824991
Sprache:	deutsch
Anzahl Seiten:	438

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Beschreibungen

Titelbeschreibung

So richtig Spaß hat man mit Elektronik, wenn man schraubt, lötet und am Ende funktioniert, was man gebaut hat. Gerd Weichhaus führt Sie ein in das korrekte und kreative Basteln mit Elektronik. Sie erfahren, wie Schaltungen und Schaltbilder aufgebaut sind, wie Sie Geräte ausschlachten und Ihr Werk mit Energie versorgen über Akkus, Netzteile, Spannungswandler oder Solartechnik. Außerdem erhalten Sie eine Einführung in Messtechnik und Fehlersuche, Niederfrequenz- und Hochfrequenztechnik, Analog- und Digitaltechnik und vieles mehr. Zum Abschluss stellt Ihnen der Autor noch einige Projekte vor, an denen Sie das frisch Erlernte ausprobieren können.

Inhaltsverzeichnis

Einführung 23 Über dieses Buch 23 Konventionen in diesem Buch 23 Was Sie nicht lesen müssen 24 Törichte Annahmen über den Leser 24 Wie dieses Buch aufgebaut ist 24 Teil I: Bauteile, Werkzeuge und sonstige benötigte Dinge 24 Teil II: Schaltzeichen und etwas Theorie 25 Teil III: Die ersten praktischen Erfahrungen 25 Teil IV: Schaltungen zum Nachbauen und Experimentieren 25 Teil V: Weitere Bauteile und Komponenten zum Elektronikbasteln 25 Teil VI: Der Top-Ten-Teil 25 Symbole, die in diesem Buch verwendet werden 26 Teil I: Elektronikbasteln und dessen Sinn im Zeitalter des Internets 27 Kapitel 1 Warum elektronische Schaltungen selber aufbauen 29 Das Basteln mit »echten« Bauteilen 30 Das erste Beispiel zum Aufbau einer Schaltung 30 Die Widerstände 30 Elektrolytkondensatoren 32 Die Transistoren vom Typ BC548 33 Leuchtdioden (LEDs) 34 Die übrigen Bauteile 35 Die (erste) Schaltung für den Selbstaufbau 35 Der Aufbau der Schaltung nach dem Schaltbild 36 Der Aufbau der Schaltung auf dem Steckboard 37 Der LED-Wechselblinker aus der Beispielschaltung 40 Mögliche Veränderungen der Schaltung zum Experimentieren 41 Eine Schaltungsvariante aufbauen 41 Der Wechselblinker mit einstellbarer Blinkfrequenz 42 Der Anfang ist getan 44 Kapitel 2 Basteln mit Widerstand, Transistor und Co 45 Die Stromversorgung für zukünftige Schaltungen und Experimente 46 Einfache Schaltungen mit Widerständen und Kondensatoren 47 Widerstände an Spannungsquellen 47 Reihenschaltungen mit unterschiedlichen Widerständen 49 Spannung, Strom, Widerstand und Wärme 51 Variabel: das Potenziometer als veränderbarer Widerstand 52 Das Potenziometer im Experiment kennenlernen 54 Die Reihenschaltung aus LED und (Vor-)Widerstand 55 Widerstände und Kondensatoren im Stromkreis 56 Kondensator und Elektrolytkondensator (Elko) 56 Die ersten Experimente mit Kondensator und Elko 57 Was passiert, wenn ein Elektrolytkondensator falsch angeschlossen wird? 59 Kondensatoren und Widerstände im Zusammenspiel 59 Eile mit Weile: Kondensatoren zeitverzögert auf- und entladen 60 Schalten und warten mit dem Transistor 61 Weitere Schaltungen in den folgenden Kapiteln 65 Kapitel 3 Elektronische Schaltungen nach Schaltbildern aufbauen und in Betrieb nehmen 67 Die wichtigsten Schaltzeichen 68 Schaltzeichen leicht interpretiert: einige Erläuterungen 68 Gute Verbindung: die Leitungen und Verbindungen in Schaltbildern 70 Einfache Schaltbilder mit Stromkreisen und ein paar Bauteilen 70 Von der Theorie zur Praxis: Schaltbild und Aufbau der Schaltung 71 Energiequelle: die Stromversorgung und ihre Kennzeichnung im Schaltbild 72 Bauelemente in Schaltbildern erkennen 73 Einfache Transistorschaltungen zum Aufbauen und Messen 75 Strommessung an Basis und Emitter 77 Emitter- und Kollektorschaltung 80 Transistor und Relais im Vergleich 81 Schaltbilder selber zeichnen oder erstellen 84 Kapitel 4 Bauteile aus alten Geräten ausbauen und verwenden 85 Zuerst ein paar wichtige Sicherheitshinweise 86 Suche nach verborgenen Schätzen: Bei welchen Geräten lohnt sich das Zerlegen überhaupt? 87 Ein paar Beispiele für zerlegte Geräte und deren Komponenten 89 Weitere Geräte und Bauteile, die daraus ausgebaut werden können 90 Ein paar Beispiele für Geräte mit geeigneten Bauteilen 90 Worauf Sie beim Ausbau der Bauteile achten sollten 93 Halbleiter und integrierte Schaltungen verwenden 95 Welche Art Bauteile Sie wahrscheinlich weniger benötigen 95 Ein Beispiel, wie aus Bauteilen etwas gebaut werden kann 95 Weitere interessante Bauteile zum Auslöten und Aufheben 99 Kapitel 5 Akkutechnologien, Netzteile, Spannungswandler und Solartechnik 101 Batterien und Akkus zur Stromversorgung nutzen 102 Auch Akkus und Batterien können gefährlich werden 103 Batterien für eigene Schaltungen verwenden 103 Konstante Kraft: Netzteile zur Energieversorgung Ihrer elektronischen Schaltungen 105 Trafonetzteile und Schaltnetzteile verwenden 107 Spannungswandler und ihre Wirkungsweise 107 Zur Praxis: der Testaufbau für das Experiment 109 Automatische Ansteuerung der Spule 110 Die Solartechnik und praktische Anwendungen 112 Kapitel 6 Löt- und Entlöttechnik 115 Heiße Sache: der Lötkolben 116 Feine Sache: ein Feinlötkolben mit geringer Leistung 116 Lötstation oder Lötkolben? 117 Übung macht den Meister: zum Lötvorgang 117 Schaltungen auf der Lochrasterplatine aufbauen 118 Löten rückwärts: Entlöten mit Entlötpumpe und Entlötlitze 119 Bauteile nur mit dem Lötkolben auslöten 120 Bauteile mit mehr als zwei oder drei Anschlüssen auslöten 121 Werkzeuge, die Sie sonst noch gebrauchen können 122 Kabel und Adapter herstellen 123 Teil II: Messtechnik und Fehlersuche 125 Kapitel 7 Messungen mit dem Oszilloskop durchführen 127 Was ist ein Oszilloskop und wie funktioniert es? 128 Zur Funktion eines Oszilloskops 128 Analoge und digitale Oszilloskope 129 Die grafische Darstellung von Spannungsverläufen 130 Die wichtigsten Bedienelemente eines Oszilloskops 132 Einfache Messungen mit dem Oszilloskop 135 Die Auswertung des Signals 137 Sinuswellen mit dem Phasenschieber erzeugen 138 Kapitel 8 Fehlersuche in elektronischen Schaltungen und Geräten 141 Zur Fehlersuche in elektronischen Schaltungen oder Geräten 142 Die Sicherheit sollte stets an erster Stelle stehen 142 Andere Gefahren bei der Reparatur von elektronischen Geräten 144 Bevor Sie an die Fehlersuche gehen 145 Sicherungen ebenfalls überprüfen 146 Mit Akkus oder Batterien betriebene Geräte 148 Die Sicht- und Riechprobe am Anfang der Fehlersuche 148 Beschädigte Platinen und schlechte Lötstellen 150 Kalte Lötstellen und schlechte Lötverbindungen 152 Kurzschlüsse finden und beseitigen 152 Was ein Kurzschluss ist und wie er sich bemerkbar macht 153 Wenn Bedienelemente die Fehlerquellen sind 155 Wichtige Hilfsmittel für die Fehlersuche 156 In eigenen Schaltungen Fehler vermeiden 156 Kapitel 9 Die Signalverfolgung in elektronischen Schaltungen und Geräten 159 Die Fehlersuche mit System 160 Was genau ist die Signalverfolgung? 160 Auf Spurensuche: die Signalverfolgung in dieser Verstärkerschaltung 163 Ein Signal in die Verstärkerschaltung einspeisen 167 Einen Prüfverstärker als zusätzliches Hilfsmittel aufbauen und einsetzen 167 Die Signalverfolgung in heutigen, modernen Geräten und Schaltungen 168 Die Folgen der Miniaturisierung für die Fehlersuche sowie die Signalverfolgung in der SMD-Technik 170 Kapitel 10 Kontaktschwierigkeiten: kalte Lötstellen, defekte Steckverbindungen und andere häufige Fehler 173 Die Fehlersuche mit dem Durchgangsprüfer 174 Häufige Fehler in gedruckten Schaltungen und elektronischen Geräten 174 Kalte Lötstellen aufspüren und reparieren 174 Mechanische Beanspruchungen durch Bedienelemente 175 Fehlerhaft durchgeführte Lötvorgänge und deren Auswirkungen 176 Die Reparatur von kalten oder schlechten Lötstellen 178 Fehlerhafte Kabelverbindungen und Steckverbindungen aufspüren und reparieren 180 Einige häufige Fehlerbilder an Kabeln und Kabelverbindungen 180 Der Fehler im Detail: Steckverbindungen immer genau ansehen 184 Auf Spurensuche: Unterbrechungen und Wackelkontakte aufspüren und beseitigen 185 Durchgangsprüfer für die Fehlersuche einsetzen 186 Verdächtige Kabel- und Leiterplattenverbindungen probeweise überbrücken 188 Teil III: Weitere interessante Bereiche der Elektronik 191 Kapitel 11 Niederfrequenz- und Hochfrequenztechnik 193 Zu den Begriffen Niederfrequenztechnik und Hochfrequenztechnik 194 Die Niederfrequenztechnik beziehungsweise Niederfrequenz 194 Die Hochfrequenztechnik und ihre Besonderheiten 195 Elektromagnetische Wellen 195 Elektromagnetische Wellen hörbar machen 195 Selber NF- und HF-Signale erzeugen 197 Hochfrequenzsignale und deren Erzeugung 201 Die beiden wesentlichen Bereiche der Schaltung 202 Der eigentliche Oszillator für die Hochfrequenz 202 Ein Testaufbau dieser Schaltung 203 Schwingungen erzeugen mit einem Schwingkreis 204 Damit das Ganze am Schwingen bleibt 205 Hochfrequente Wellen zur Signalübertragung nutzen 206 Besserer Klang: die Frequenzmodulation 206 Die Lautstärke verändert die Amplitude: die Amplitudenmodulation 206 AM und FM im Vergleich 207 Kapitel 12 Mikrocontroller-Grundlagen 209 Was sind Mikrocontroller eigentlich? 209 Futter für den Mikrocontroller: Ohne Software geht nichts 210 Vorteile von Mikrocontrollern gegenüber anderen Schaltungen 210 Mikrocontroller verschiedener Arten 211 Der Arduino als Entwicklungsumgebung 212 Wie kommt der Code auf den Mikrocontroller? 212 Die notwendige Software für den Computer 213 Beispiel für eine Anwendung eines Mikrocontrollers 214 Was benötigen Sie für die ersten Schritte? 214 Erste Schritte mit einem Mikrocontroller 215 Welcher Arduino soll es sein? 215 Die Software herunterladen, installieren und einrichten 216 Futter für den Arduino: der Programmcode 218 Den Code verändern - trauen Sie sich ruhig 219 Mehr Input: Anschlüsse als Eingänge schalten und auslesen 220 Töne mit dem Arduino erzeugen 222 Die Klangerzeugung durch den Arduino 223 Auch hier gilt: Probieren geht über Studieren 223 Musikalischer Arduino: Eine Melodie abspielen 225 Andere Arduinos oder Mikrocontroller verwenden 226 Kapitel 13 Audiotechnik – Verstärker, Lautsprecher und einfache Effekttechnik 227 Die Verstärkertechnik und die Grundlagen 228 Aus klein mach groß: elektrische Signale verstärken 228 Eine einfache Verstärkerschaltung als Mikrofonverstärker 229 Mehr Leistung: Verstärker mit TDA2003 230 Ohne Lautsprecher kein Klang 232 Ein Lautsprecher etwas genauer untersucht 233 Kleines Experiment: Funktioniert der Lautsprecher auch ohne Membran? 234 Vielfältig und klangstark: Lautsprecher unterschiedlicher Art 235 Lautsprecher mal anders genutzt als Mikrofon 237 Lautsprecher (noch) mal anders: der Piezoschallwandler 238 Geteilte Arbeit: Lautsprecher für verschiedene Frequenzbereiche 240 Arbeitsteilung: Hoch-, Tief- und Mitteltöner für verschiedene Frequenzbereiche 240 Klangverteiler: Frequenzweichen in Lautsprecherboxen 241 Auf andere Art den Klang beeinflussen: Klangeffekte 244 Kapitel 14 Analog- und Digitaltechnik und Signale umwandeln 249 Analog und digital im Alltag 250 Analoge und digitale Signale und die Unterschiede 250 Analog ist stufenlos 250 Die Helligkeit stufenweise einstellen 251 Schalter = digital, Poti = analog? 254 Analog in digital umwandeln und umgekehrt 256 Analog zu digital: die Auswertung analoger Spannungswerte 257 Die LED-Zeile für die Spannungsanzeige 257 Zahlen sprechen lassen: Ziffern statt LEDs 259 Analog zu digital umwandeln und der Zeitfaktor 265 Kapitel 15 Einige Grundlagen zur Röhrentechnik 267 Der Aufbau von Elektronenröhren 268 Der Aufbau und die Funktion von Elektronenröhren 268 Die erste Inbetriebnahme einer Elektronenröhre 270 Den Elektronenstrom steuern mit dem Gitter 271 Röhrenarten und Röhren identifizieren 274 Kein Geheimcode: die Typenbezeichnungen von Elektronenröhren 274 Die einfache Identifizierung anhand von Beispielen 274 Diode, Triode, Pentode und andere Röhrenarten 277 Einige Röhrenexperimente und Schaltungen zum Ausprobieren 278 Astabile Kippstufen mit Röhren 278 Einfache Verstärker mit Röhren aufbauen 280 Etwas stärker: Mikrofonverstärker mit BC548 und EL95 282 Weitere Infos zu Elektronenröhren 284 Kaputte Röhren identifizieren 284 Magische Augen und andere Anzeigeröhren 285 Kapitel 16 Wie funktioniert eigentlich … 287 Analoge Audiosignale digitalisieren und speichern 288 Probieren Sie es doch selbst mal aus 289 Die Tonaufzeichnung auf Speicherchips und die Vorteile 290 Speichermodule zur Audioaufzeichnung verwenden 290 Einige Bauteile und deren Funktionen sowie Besonderheiten 293 Lichtempfindlich: die Fotodiode und wie sie eingesetzt wird 293 Empfindlich in Sachen Magnetfelder: der Reedkontakt 295 Temperaturempfindlich: der NTC (Heißleiter) 297 Leuchtendes Beispiel: die Glimmlampe 299 LED-Anzeigen ansteuern mit Mikrocontrollern 302 Die Problemstellung: um was es eigentlich geht 302 Die Lösung: Anschlüsse und Leitungen sparen dank Multiplexing 302 Mehr als Zahlen: Zeitmultiplexing bei Matrixanzeigen 304 Teil IV: Einige Projekte zum Nachbauen und Experimentieren 307 Kapitel 17 Verschiedene Oszillatorschaltungen aufbauen und mit ihnen experimentieren 309 Verschiedene Arten von Oszillatorschaltungen 310 Zu den einzelnen Oszillatorschaltungen 310 Die Hartley-Oszillatorschaltung mit selbst hergestelltem Ausgangstrafo 310 Die Herstellung der Spule 311 Das zweite Beispiel: die Colpitts-Oszillatorschaltung 313 Die dritte Schaltung ohne Spule 315 Der Meißner-Oszillator mit Schwingkreis 317 Impulsgebend: Schaltungen für Impulsgeneratoren 319 Unmodulierte und modulierte Oszillatorschaltungen 321 Kapitel 18 Sinussignale erzeugen mit dem Phasenschieber-Oszillator 323 Was bedeutet der Begriff Phasenschieber? 323 Wie die zeitliche Verschiebung erreicht wird 324 Zum zeitlichen Versatz des Spannungsverlaufs 326 Rückgekoppelte Verstärker erzeugen Sinussignale 326 Der Phasenschieber-Oszillator 327 Das Ausgangssignal der Schaltung weiterverwenden 328 Eine Variante der Schaltung mit zwei Transistoren 328 Die Ansteuerung einer LED mit dem Phasenschieber 330 Kapitel 19 Schaltungen mit LED-Levelanzeigen 333 Einfache LED-Zeilen und deren Aufbau 334 Die LED-Zeile als Füllstandanzeige 334 Ein Lauflicht mit der LED-Zeile 337 Eine LED-Levelanzeige mit dem LM3914 340 Minimal- und Maximalwert einstellen 341 Anzeige eines festgelegten Spannungsbereichs 342 Kapitel 20 Empfindliches Verstärkermikrofon und andere Verstärkerschaltungen 345 Hörhilfe: ein sehr empfindlicher Mikrofonverstärker mit konstanter Wiedergabelautstärke 346 Zum Aufbau der Schaltung 346 Eine Variante dieses Mikrofonverstärkers zum Anschluss an den Computer oder an einen Verstärker 349 Ein Verstärker für elektrodynamische Mikrofone 351 Eine Verstärkerschaltung zum Experimentieren 353 Kapitel 21 Elektronische Signalgeber für Türklingeln oder als Alarm-/Signalgeber 357 Einen klingelähnlichen Signalton erzeugen 358 Experimentieren erwünscht: verschiedene Möglichkeiten 358 Die Länge eines Signaltons bestimmen 359 Eigene Klänge als Klingeltöne verwenden 360 Eine Alarmsirene mit zwei Transistoren 362 Der Aufbau der Schaltung für experimentierfreudige Bastler 363 Kapitel 22 Transformatoren verschiedener Art und die drahtlose Energieübertragung durch Induktivität 365 Die kontaktlose Energieübertragung in einem Transformator 366 Drei Komponenten, ein Trafo 367 Der charakteristische Aufbau eines gängigen Transformators 368 Schaltzeichen eines Transformators 369 Die Windungszahl und die Drahtstärke 369 Vom Trafo zur drahtlosen Übertragung von elektrischem Strom 370 Wireless Power Transfer = drahtlose Übertragung elektrischer Energie 370 Die Energieübertragung mithilfe von Kopplungsspulen 371 Die Herstellung der benötigten Spulen zur Energieübertragung 371 Der Aufbau der ersten Schaltung 372 Eine andere Schaltung zur Stromübertragung 374 Spannende Sache: die Energieübertragung durch hochfrequente Wechselspannungsfelder 376 Noch einige Hinweise zum Aufbau und zur Inbetriebnahme der Schaltung 379 Kapitel 23 Spannungsverdoppler und andere Schaltungen für Spannungswandler 381 Wofür Gleichspannungswandler benötigt werden 382 Einfache Schaltungen für Spannungswandler 383 Ein einfacher Spannungsverdoppler mit dem NE555 383 Der Spannungswandler mit etwas höherer Leistung 385 Die Polarität einer Eingangsspannung verändern 386 Ein Spannungswandler mit einem NF-Verstärker 387 Aus 12 Volt wesentlich höhere Spannungen erzeugen 389 Wie die Schaltung funktioniert 390 Aus 1,5 Volt mach‘ mehr: Spannungswandler für eine einzige Batteriezelle 392 Kapitel 24 Einige Miniprojekte zum Nachbauen und Experimentieren 395 Einfache Schaltungen mit Transistoren 396 Eine einfache Zeitschaltung mit Transistoren 396 Einen Verbraucher mit Tastendruck ein- und ausschalten 398 Die zweckentfremdete LED: Leuchtdiode als Lichtsensor 401 Einige einfache Schaltungen mit dem NE555 und anderen integrierten Schaltungen 402 Verbraucher mit einer Taste ein- und ausschalten 402 Einfacher Transistortester mit dem NE555 404 Impulsdetektor mit dem NE555 405 Mögliche Schaltungsvarianten 406 Weicher Blinker mit dem NE555 407 Radiorekorder mit CD als Teilespender 408 Das Zerlegen des Geräts 409 Das Kassettenlaufwerk in Betrieb nehmen 411 Teil V: Der Top-Ten-Teil 415 Kapitel 25 Zehn Dinge und einige weitere wichtige Informationen für den Elektronikbastler 417 Einige interessante Seiten mit Schaltungen beziehungsweise Schaltbildern 418 Seiten mit Informationen zur Elektronik und mit Schaltbildern 418 Zehn Dinge, die Sie beim Aufbau elektronischer Schaltungen beachten sollten 419 Noch ein Hinweis zur Verwendung von Steckboards und Steckbrücken 420 Zehn häufige Fehler beim Aufbau elektronischer Schaltungen 421 Oft sind es nur Flüchtigkeitsfehler 421 Einfache, aber wichtige Grundschaltungen, die Sie kennen sollten 422 Astabile Kippstufe 422 Wichtige Gleichrichterschaltungen 423 Der Elektrolytkondensator nach dem Gleichrichter 424 Die Spannungsstabilisierung mithilfe einer Z-Diode 424 Die Spannungsstabilisierung mit Z-Diode und Transistor 425 Eine Verstärkerschaltung mit Transistor 426 Der Spannungswandler mit einem Transistor 427 Die drei Grundschaltungen eines Transistors 427 Einfache Spannungsregelung mit dem LM317 428 Die Wechselschaltung mit zwei Schaltern 429 Stichwortverzeichnis 433

Autorenportrait

Gerd Weichhaus ist freiberuflicher Autor. Er zerlegt und repariert seit Jahrzehnten alle nur greifbaren Geräte der Unterhaltungselektronik und baut schon ebenso lange auch elektronische Schaltungen auf. Er betreibt seine eigene Website "Basteln mit Elektronik". Er ist auch Autor von "Elektronik für Dummies".