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Elektronik für Dummies


Elektronik für Dummies


Für Dummies 1. Aufl.

von: Gerd Weichhaus

17,99 €

Verlag: Wiley-VCH
Format: EPUB
Veröffentl.: 06.08.2018
ISBN/EAN: 9783527821907
Sprache: deutsch
Anzahl Seiten: 434

DRM-geschütztes eBook, Sie benötigen z.B. Adobe Digital Editions und eine Adobe ID zum Lesen.

Beschreibungen

Suchen Sie einen einfachen Einstieg in die Elektronik? Dann sind Sie hier richtig. In diesem Buch werden zunächst die wichtigsten Utensilien und Werkzeuge aufgeführt, die Sie zur Ausübung Ihres neuen Hobbys brauchen. Nebenher erfahren Sie gleich am Anfang, welche Funktionen die verschiedenen elektronischen Bauteile haben und wie Sie sie beim Basteln und Experimentieren einsetzen. Von der Theorie wird nur das Nötigste vermittelt. Schnell geht es an die Praxis: Schritt für Schritt bauen Sie einfache elektronische Schaltungen auf, deren Komplexität im Verlaufe des Buches zunimmt. Und am Schluss kommt die Kür: Bauen Sie eine Zeitschaltung, ein Lauflicht oder eine Sprechanlage! Lehnen Sie sich zufrieden zurück und betrachten Sie Ihr Werk! Und genießen Sie Ihren Wissenszuwachs!
Über den Autor 11 Einführung 25 Über dieses Buch 25 Konventionen in diesem Buch 25 Was Sie nicht lesen müssen 26 Törichte Annahmen über den Leser 26 Wie dieses Buch aufgebaut ist 26 Teil 1: Bauteile, Werkzeuge und sonstige benötigte Dinge 26 Teil 2: Schaltzeichen und etwas Theorie 26 Teil 3: Die ersten praktischen Erfahrungen 27 Teil 4: Schaltungen zum Nachbauen und Experimentieren 27 Teil 5: Weitere Bauteile und Komponenten zum Elektronikbasteln 27 Teil 6: Der Top-Ten-Teil 27 Symbole, die in diesem Buch verwendet werden 27 Teil I Bauteile, Werkzeuge Und Was Sonst Noch Benötigt Wird 29 Kapitel 1 Grundbegriffe und die wichtigsten Bauelemente: IC, Transistor & Co 31 Vorweg ein paar Grundbegriffe 31 Aktive und passive Bauteile 33 Die wichtigsten Bauteile einzeln vorgestellt 34 Widerstand leisten 34 Kondensator 36 Richtungsweisend: die Diode 36 Aktiv schalten und verstärken mit dem Transistor 38 Leistungsstark: der Thyristor 38 Diac und Konsorten 39 Es werde Licht: die Leuchtdiode 40 Alles in einem: die integrierte Schaltung (kurz IC) 41 Integrierte Spannungsregler 42 Als kleiner Vorgeschmack: Schaltzeichen einiger elektronischer Bauteile 44 Kapitel 2 Werkzeuge und wichtige Utensilien fürs Elektronikbasteln – frisch ans Werk 45 Vorweg ein paar Worte zu den Werkzeugen 45 Schraubendreher – damit es auch rund geht 46 Die wichtigsten Arten von Zangen 47 Löten und entlöten, eine heiße Sache 49 Mit Multimeter und Oszilloskop messen, prüfen und testen 52 Kompakt und vielseitig einsetzbar: das Multimeter 52 Das Oszilloskop sorgt für den richtigen Durchblick 55 Bauteiletester für Kondensatoren, Transistoren und mehr 56 Weitere praktische Handwerkzeuge 56 Die wichtigsten Werkzeuge und Utensilien für den Anfang 57 Die Werkzeuge einschließlich Lötwerkzeugen 57 Messwerkzeuge & Co 57 Steckplatinen, Lochrasterplatinen und Zubehör 58 Der Stromverlauf auf einer Steckplatine 59 Kapitel 3 Batterien, Netzteile und andere Stromquellen – denn ohne Saft läuft nichts 61 Die richtige Stromversorgung für Elektronikschaltungen 62 Akkus und Batterien mit begrenzter Lebensdauer 62 Netzgeräte als zuverlässige und sichere Stromquellen 63 Wann ist elektrischer Strom gefährlich? 68 Sauer macht (nicht nur) lustig: die Zitronenbatterie 68 Kapitel 4 Kaufen kann jeder – hier werden auch Bauteile aus alten Schätzchen verwendet 71 Elektronische Bauteile einzeln und in Sortimenten kaufen 72 Widerstände, Kondensatoren, Transistoren und mehr - vielfältig, aber nicht wahllos 73 Andere Quellen für Bauteile, denn kaufen kann ja schließlich jeder 78 Safety first: einige notwendige Warnhinweise 78 Bei welchen Geräten sich das Ausschlachten lohnt und wo eher nicht 80 Was für Bauteile Sie für Schaltungen aus diesem Buch benötigen 84 Teil II Schaltzeichen, Spannung Und Strom Sowie Etwas Theorie 85 Kapitel 5 Viel mehr als Hieroglyphen: Schaltzeichen in Schaltbildern 87 Schaltbilder – die Sprache der Elektroniker 87 Was sind eigentlich Schaltzeichen und wofür werden sie benötigt? 88 Die ersten Hieroglyphen: Schaltzeichen der wichtigsten Bauteile 88 Wie Schaltbilder aufgebaut sind 95 Schluss mit den Hieroglyphen: Schaltbilder lesen lernen für technische Laien 95 Hinweise und Hilfen zum Lesen von Schaltbildern 99 Beispielschaltbild eines Lauflichts – wenn Lichter laufen lernen 100 Übung macht den Meister: Schaltbilder selber anfertigen 102 Computergestützte Schaltbilderstellung mit Freeware oder kommerzieller Software 102 Kapitel 6 Der elektrische Stromkreis: Jetzt geht es rund 103 Was ist ein elektrischer Stromkreis? 103 Der offene und der geschlossene Stromkreis 104 Es werde Licht: Stromkreis mit Batterie, Schalter und Lampe oder LED 105 Ursache und Wirkung: Spannung, Strom und Widerstand im elektrischen Stromkreis 106 Alles zusammen: die Gesetzmäßigkeiten im Stromkreis 109 Immer schön der Reihe nach: die Stromrichtung im Stromkreis 111 Manchmal führen mehrere Wege zum Ziel: Parallelschaltungen in elektrischen Stromkreisen 114 Stromkreise mit Reihenschaltungen 114 Alles sicher: die Sicherung im Stromkreis 115 Wechselspannung und Wechselstrom im Stromkreis 117 Kapitel 7 Spannung, Strom und Widerstand 123 Auf oder ab: die elektrische Spannung und das Spannungsgefälle 124 Spannende Sache: Spannungsunterschiede und Spannungsgleichheiten bei mehreren pannungsquellen 125 Stromquellen und Ströme in Stromkreisen 127 Alles hängt zusammen: Strom, Spannung, Widerstand und Leistung 128 Widerstand regt sich überall: Leiter, Nichtleiter und Etwas-abernicht- ganz-so-gut-Leiter 128 Leistungsstark: Spannung, Strom und die elektrische Leistung 132 Von Knoten und Maschen: die kirchhoffschen Regeln 132 Spannungsquellen mit eingebautem Stromklau: der Innenwiderstand von Spannungsquellen 134 Stromfluss nach Maß: Strom und Spannung mit einem Widerstand gezielt beeinflussen 140 Kapitel 8 Einige Formeln und weitere wichtige Größen 143 Einheitlich und übersichtlich: die wichtigsten Einheiten und dazugehörigen Formelzeichen 144 Spannung, Strom, Widerstand und Leistung – die »Basics« 145 Ein Kapitel für sich: Widerstandsberechnungen in Reihen-, Parallel- und Mischschaltungen von Widerständen 147 Ladung, Kapazität, Induktivität und Leitfähigkeit – weitere wichtige Größen 153 Leiter oder nicht - Stoffe und ihre elektrische Leitfähigkeit 157 Leistungsstark: verschiedene Arten von Leistung 157 Leistungen in Stromkreisen berechnen 158 Teil III Jetzt Geht Es Endlich An Die Praxis –Planen, Aufbauen Und Messen 161 Kapitel 9 Erste einfache Stromkreise und Schaltungen aufbauen 163 Stromkreise im Schaltbild 164 Verdrahtungen in Geräten der Unterhaltungselektronik aus verschiedenen Epochen 166 Einige Grundschaltungen zum Ausprobieren und Experimentieren 168 Spannungsbegrenzer: die Z-Diode 178 Kapitel 10 Messen von Spannungen, Strömen und Widerständen in Schaltungen 183 Die wichtigsten elektrischen Größen durch Messungen feststellen mit analogen und digitalen Messgeräten 184 Mittel zum Zweck: analoge und digitale Messgeräte und ihre Eigenheiten 185 Sicherheitshalber: einige grundsätzliche Hinweise zu den Messungen 186 Grundlegend: erste Messungen an elektronischen Schaltungen 187 Mittendrin statt nur dabei: Ströme in elektronischen Schaltungen messen 193 Weitere Messungen und Prüfungen, die Sie mit dem Multimeter durchführen können 195 Das Multimeter als Durchgangsprüfer: Bahn frei für den elektrischen Strom 195 Dioden überprüfen mit dem Diodentester im Multimeter 196 Der Transistortest mit dem Multimeter 197 Multifunktional: weitere Messbereiche an modernen Multimetern 199 Dinge, die Messungen und Bauteileprüfungen erleichtern können 199 Nicht von der Stange: selbst angefertigte Messleitungen und Prüfadapter 200 Universell einsetzbar: Testgeräte für unterschiedliche Bauteile 202 Kapitel 11 Einfache Transistorschaltungen zum Nachbauen und Experimentieren 203 Zur Grundfunktion eines Transistors 205 Anwendungsbereiche und unterschiedliche Arten von Transistoren 206 Vielseitig: Schalten, regeln oder verstärken mit dem Transistor 207 Vielfältig: die wichtigsten Arten von Transistoren 207 Bauformen beziehungsweise Gehäuseformen von Transistoren 209 Vielfältig einsetzbar: Transistortypen und ihre Eigenschaften 209 Schalten und walten: Transistoren als elektronische Schalter 210 Dimmer selbstgemacht: stufenlos regeln statt schalten 212 Hochempfindlich: Sensortaster mit dem Transistor 213 Eile mit Weile: LED mit einem NPN-Transistor langsam hochund herunterregeln 214 Zwei NPN-Transistoren in der Darlingtonschaltung: Zwei sind besser als einer 216 Der Stromfluss bei PNP-Transistoren mit Beispielen 217 Kapitel 12 Blinken, schalten und tönen mit Transistoren 219 Auf der Kippe: monostabile, bistabile und astabile Kippschaltungen 219 Die bistabile Kippstufe: entweder – oder 220 Die monostabile Kippstufe: nur einseitig stabil 221 Die astabile Kippstufe: eine unstete Sache 223 Beispielschaltungen zur astabilen Kippstufe als Blink- und Blitzlicht 224 Schluss mit der Ruhe: astabile Kippstufen zur Tonerzeugung verwenden 227 Mit Licht und Transistoren schalten 228 Einfache Lichtschranke mit LDR 228 Dreifach-Lauflicht mit LEDs 231 Zur Beschaltung von PNP-Transistoren 232 Kapitel 13 Starke Sache: Signale und Ströme mit Transistoren verstärken 235 Vielseitig: verschiedene Anwendungsgebiete für Verstärkerschaltungen 236 Aufbau einer Verstärkerschaltung mit einem Transistor 237 Einfache Verstärkerschaltungen mit Transistoren 237 Aus leise wird laut: Audiosignale und Wechselspannungen verstärken 239 Ein konkretes Beispiel für eine Verstärkerschaltung 240 Gemeinsam sind sie stark: mehrere Verstärkerstufen in einer Verstärkerschaltung 241 Einfache Geräuschanzeige mit Mikrofon und LED 244 Darf es etwas mehr Leistung sein? Gegentaktverstärker mit Transistoren 245 Einfach praktisch: der Gegentaktverstärker für den Batteriebetrieb 247 Verstärkerschaltungen mit Feldeffekttransistoren (FETs) 249 Kapitel 14 Tausendfüßler und Tausendsassa: integrierte Schaltungen 251 Vor- und Nachteile integrierter Schaltungen 252 Analoge und digitale ICs 253 Wie sehen integrierte Schaltungen aus? 253 Richtig identifiziert: die Anschlüsse von integrierten Schaltungen 255 Deutlich gekennzeichnet: ICs in Schaltbildern 256 Einfach stark: Verstärkerschaltungen mit ICs 257 Zeitmaschine: das Timer-IC NE555 260 Zu den wichtigsten Anschlüssen des NE555 260 Monostabil, bistabil und astabil schalten mit dem NE555 262 Weitere Möglichkeiten, die der NE555 bietet 272 Die Tonerzeugung mit dem NE555 272 Kapitel 15 Digitaltechnik und Digitale ICs: an oder aus, entweder – oder 277 Und-, Oder-, Nicht-Schaltungen und deren buckelige Verwandtschaft 277 Von UND-, ODER- und NICHT-Verknüpfungen – die einfachsten Digitalgatter 278 Bits und Bytes: 1 und 0, an oder aus 282 IC-Logikgatter: logische Funktionen in einem Gehäuse 285 Starke Familien: TTL- und CMOS-ICs 285 Logik-ICs in der Praxis einsetzen 287 Logikgatter in Schaltbildern 288 Teil IV Einige Projekte Zum Nachbauen Und Experimentieren 293 Kapitel 16 Ein paar Schaltungen mit dem Timer-IC NE555 295 Bezeichnungen und Gehäuseformen des NE555 296 Der NE555 hört auf viele Namen und Bezeichnungen 296 Andere Ausführungen des NE555 297 Damit alles reibungslos funktioniert: wichtige Hinweise zum Einsatz der Timerbausteine 298 Schaltungen mit dem NE555 bauen 299 Effektvoll: Blink- und Lauflichter mit dem NE555 299 Empfindlich: Sensortaster mit dem NE555 300 Immer in Bewegung: Lauflicht mit NE555 und CMOS-IC 4017 302 Effektvolles Fünffach-Lauflicht 304 Zweckentfremdet: NE555 als Verstärker 306 Schmitt-Trigger mit dem NE555: an und aus statt viel und wenig 307 Lautstark: Beispiele für Tongeneratoren mit dem NE555 309 NE555 mit Nachbrenner: hohe Lasten und Lautsprecher mit dem IC ansteuern 314 Kapitel 17 Strom und Magnetismus: Elektromagneten und die elektromagnetische Induktion 321 Anziehend und abstoßend: der Elektromagnetismus 322 Ein einfacher selbst gebauter Elektromagnet 322 Praktische Sache: Elektromagneten in der Praxis 323 Die elektromagnetische Induktion: Strom aus Magneten 325 Allgegenwärtig: elektrischer Strom und Magnetismus 326 Tonempfindlich: das Mikrofon 326 Wandlungsfähig: Transformatoren als Spannungswandler 327 Kraftwerk für die Hosentasche: Elektromotor als Stromgenerator 329 Aus weniger wird mehr: Spulen als Energiespeicher 330 Die Induktivität von Spulen 332 Was es mit dem induktiven Widerstand auf sich hat 334 Spannungsvervielfachung durch Selbstinduktion 334 Der elektrische Schwingkreis 337 Gute Schwingungen: der Schwingkreis im Oszillator 339 Oszillatorschwingungen einfach erzeugt mit dem Differenzverstärker- Oszillator 339 Drahtlose Energieübertragung 341 Kapitel 18 Einige interessante Schaltungen zum Nachbauen und Experimentieren 343 Lichtblick: Audiosignale mithilfe von Licht übertragen 344 Ohne Sender kein Empfang: der optische Sender 344 Allzeit guten Empfang: die Empfängerschaltung 346 Die Reichweite dieser Schaltung und weitere Versuche 346 Unsichtbar: Infrarot-LEDs statt superheller LEDs verwenden 347 Experimentieren Sie ruhig mit dieser Schaltung 348 Warum so umständlich? Warum Modulationsverfahren angewandt werden 348 Kommunikationsfreudig: Sprechanlage für mehrere Teilnehmer 349 Zur Sternverteilung und Busverteilung 350 Die Sprechanlage bietet flexible Anschlussmöglichkeiten 351 Kommunikation ist alles: senden und empfangen mit der Sprechanlage 352 Wenn die Schaltung mit weiteren Sprechstellen versehen wird 354 Musikalische Bastelei: Tonfolgegenerator mit NE555 und Zählerbaustein 4017 355 Mögliche Modifikationen dieser Schaltung 357 Die Tonhöhe für jeden Ton stufenlos einstellen 358 Teil V Weitere Interessante Bauteile Und Komponenten 363 Kapitel 19 Widerstände für spezielle Einsatzgebiete 365 Unscheinbar und unverzichtbar: »Normale« Widerstände 366 Verschiedene Materialien bedeuten unterschiedliche Eigenschaften 367 Ganz speziell: Widerstände mit besonderen Eigenschaften 368 Heiß und kalt: temperaturabhängige Widerstände 368 Licht und Widerstand: Fotowiderstände oder auch lichtempfindliche Widerstände 370 Spannung und Widerstand: spannungsabhängige Widerstände 371 Künstliche Last für Energiequellen: Lastwiderstände 372 Hochpräzise Bauteile: Messwiderstände 373 Widerstand mit Sicherheit: Sicherheitswiderstände 375 Widerstandsnetzwerke - mehrere auf einmal 375 Anwendungsbeispiele für Spezialwiderstände 376 Temperaturabhängig schalten mit einem NTC 376 Spannungsabhängige Widerstände als Schutzelemente 379 Kapitel 20 Unterschiedliche Arten von Dioden und Transistoren und deren Einsatz 383 Zur Funktion der Diode als Gleichrichterbauteil 384 Die Ventilwirkung der Diode bei Wechselstrom 384 Spannungsimpulse glätten mit einem Ladekondensator 385 Viel effektiver: die Zweiweggleichrichtung mit der Graetzbrücke 386 Eine weitere Möglichkeit: der Mittelpunktgleichrichter 388 Stabile Sache: die Spannungsstabilisierung mithilfe einer Z-Diode 389 Spannungsbegrenzung und Spannungsstabilisierung mit der Z-Diode 389 Nur gemeinsam stark: Z-Dioden und Vorwiderstand 390 Wichtige Kenndaten einer Z-Diode 391 Die Berechnung des Vorwiderstandes 391 Die Verlustleistung am Vorwiderstand 392 Schnelle Dioden: Schottky-Dioden und ihre speziellen Eigenschaften 393 Der Unterschied zu herkömmlichen Dioden 393 Was beim Einsatz von Dioden zu beachten ist 393 Bauformen von Transistoren 394 Wichtige Arten von Transistoren für spezielle Einsatzgebiete 394 Leistungsstark: Transistoren für hohe Leistungen 396 Immer cool bleiben: Leistungstransistoren mit Kühlkörpern 396 Wichtig für die Wärmeableitung: Wärmeleitpaste 398 Leistungstransistoren ansteuern 398 Kapitel 21 Diac, Triac und Co.: weitere wichtige Bauteile 401 Der Diac: unscheinbar und oft nicht beachtet 402 Der Durchbruch: die Durchbruchspannung bzw Zündspannung von einem Diac 404 Der Haltestrom: was es damit auf sich hat 404 Der Triac: anschlussfreudiger als ein Diac 404 Einsatzbereit: der Triac und seine Funktion in einer Schaltung 405 Einen Triac in Betrieb nehmen 406 Der Triac und der Gleichstrom 407 Die Schaltung funktioniert nicht? 408 Schalten mit Licht: der Optotriac oder auch Fototriac 409 Der Thyristor als elektronischer Schalter 410 Das Abschalten des Thyristors 410 Einsatzgebiete von Thyristoren 411 Ersatzweise: die Thyristor-Ersatzschaltung mit Transistoren 411 Eine kleine Versuchsschaltung mit Transistoren 412 Teil VI Der Top-Ten-Teil 415 Kapitel 22 Zehn Dinge und weitere Informationen für (Hobby-) Elektroniker 417 Entdeckungsreise: das Internet als Informations- und Ideenquelle nutzen 418 (Bewegte) Bilder sagen mehr als 1000 Worte: Elektronikvideos 418 Simulant: Elektroniksimulationen helfen beim Verstehen 419 Die Elektroniksimulation online 419 Die Klassiker: mit Elektronikbaukästen Theorie und Praxis lernen 420 Ohne Handbuch geht es (vorerst) nicht 421 Schnellstart für Ungeduldige: Bausätze und Elektronikkits nutzen 421 Genügend Spielraum zum Experimentieren 422 Ausschlachten und (nicht nur) elektronische Bauteile gewinnen 423 Bei welchen Geräten lohnt es sich? 423 Klein, kleiner, SMD 424 Sichere Erkenntnis: Messungen helfen beim Verstehen von elektronischen Schaltungen 424 Auch Widerstandsmessungen und Strommessungen sind wichtig 424 Bilder sagen mehr als 1000 Worte: Oszillogramme lesen (und) lernen 425 Wann Oszillogramme für Sie besonders interessant sein können 425 Für alle Fälle gewappnet: die Fehlersuche mit Signalgebern 426 Signale mit dem NE555 erzeugen 426 Spezielle ICs als Signalgeneratoren nutzen 426 Den Computer als Signalgenerator verwenden 426 Mikrocontroller verwenden 427 Mikrocontroller als kleine und unsichtbare Helfer 427 Vorteile von Mikrocontrollern 427 Zu guter Letzt: testen, testen, testen 428 Ein bisschen Schwund gibt‘s immer 429 Stichwortverzeichnis 431

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