Anregungen zur Elektronik im Gewerblich-techn. zur Elektronik im Gewerblich-techn. Bereich Anregungen zur Elektronik im Gewerblich-techn. Bereich Dieses Manuskript erhebt weder anspruch

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  • Anregungen zur Elektronikim Gewerblich-techn. BereichAnregungen zur Elektronikim Gewerblich-techn. Bereich

    Dieses Manuskript erhebt weder anspruch auf Vollstndigkeit nochauf fehlerfreiheit. Ein Nachbau, auch im Unterricht geschieht immerauf eigene Verantwortung.

    Ebermannstadt, Juli 2004

    Volker Schn

  • VOLKER SCHN /200 Forchheim07 4

    SCHALTZEICHEN

    Anmerkung: z.Z. gelten viele verschiedene Symbole. Eine internationale Norm ist noch nicht abgeschlossen

    Glhlampe

    M Motor

    Reed-Kontakt

    Ein-Kontakt

    Um-Kontakt

    Stellschalter

    Umschalter

    Aus-Taster

    Elektromagnet

    Thermo-Bimetall

    Diode

    Relais

    Leuchtdiode LED

    + Batterie (1,5 V) Widerstand

    Drehwiderstand

    Darlington-TransistorB

    K

    E

    NPN-TransistorB

    C

    E

    PNP-TransistorB

    C

    E

    Fotowiderstand

    Gleichrichter+

    -

    ~

    ~

    IC1

    4 5

    8

    Kondensator

    Elko+

    Klingel

    1

  • GRUNDSCHALTUNGEN

    UND-SCHALTUNG

    ODER-SCHALTUNG

    MOTOR-UMPOLUNG MIT ZWEI TASTERN (UM-TASTERN)MOTOR-UMPOLUNG MIT ZWEI TASTERN (UM-TASTERN)

    ++

    Mehrere Verbraucher werden gleichzeitig ein- unda u s g e s c h a l t e t . V e r w e n d u n g b e iBeleuchtungsproblemen, bei Anzeigetafeln,

    Mehrere Verbraucher werden in einer Reihegeschaltet; ergibt niedrigere Helligkeit bei Lampenoder ermglicht die Verwendung von hherer

    Zwei oder mehr Schalter in Reihe verlangen eineZweihand-Auslsung; geeignet frSicherheitsschaltungen, z.B. bei Alarmanlagen,Maschinenschaltern, Codeschlssern etc.

    Zwei oder mehr Schalter parallel geschaltetermglichen die Auslsung elektrischer Vorgngevon verschiedenen Stellen oder durch

    Mit zwei Tastern (Wechslern) kann ein Motorumgepolt werden. Zum Anlaufen gengt derDruck auf einen Taster, zur Richtungs-nderung wird der andere Taster gedrckt.Werden beide Taster gedrckt, steht derMotor wieder.

    ++

    +M

    -

    +

    -

    +

    2

    PARALLELSCHALTUNG

    REIHENSCHALTUNG

    VOLKER SCHN /200 Forchheim07 4

  • BESONDERE AUSLSER (SCHALTER)BESONDERE AUSLSER (SCHALTER)

    THERMO-BIMETALL-SCHALTER

    FOTOWIDERSTANDS-SCHALTUNG

    An einem elastischen Federbronzeblechstreifenhngt ein schwimmfhiger Krper ( Korken,Tischtennisbal, kleine Dose etc.). Je nachdem, wieder Wasserstand sich ndert, wird durch Berhrendes oberen oder unteren Kontaktblechs dieentsprechende Funktion ausgelst (Pumpe,Magnetventil, Warnlampe, Motor etc.).

    Der Thermo-Bimetallsteifen biegt sich bei Wrmemehr durch und lst damit einen Kontakt aus. BeiKlte wird der Streifen in die andere Richtungverformt. Das Berhren der entsprechendenKontakte lst den gewnschten Vorgang aus:Khlgeblse, Heizung, Warnlampen, Blinklampen,Motor etc.

    Ein Fotowiderstand in Reihe mit einem geeignetenRelais geschaltet, ermglicht das Auslsen vonVorgngen durch Licht oder Dunkelheit. BeiBeleuchtung zieht das Relais an, bei Abdunkeln flltes wieder ab.

    Die Schaltung ist ohne Relais nicht sinnvoll, daFotowiderstnde keine hohen Strme schaltenknnen. Zudem arbeiten sie analog zum Licht. Erstdas Relais kann bei bestimmter Helligkeit sicherschalten.

    +(6 - 9 V)

    SCHWIMMERSCHALTER

    ++

    3

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  • Einfacher Druckschalter - LED-Schlsselleuchte 9. Jgst.Einfacher Druckschalter - LED-Schlsselleuchte 9. Jgst.

    +

    Superhelle rote oder orange LED zwei Knopfzellen1,5 V

    Stromkreis

    Aufbau

    Acrylglas-Gehuse

    Schaumstoff

    Acrylglas-Gehuse teilweise geklebt mit UHU allplast, teilweise geschraubt. Nach Fertig-stellung der Form geschliffen mit 600er-Papier und poliert an der Filzscheibe. DanachEinbau der Elektroteile. In einigen Fllen sind Schaltknpfe aus Acrylglas angebracht (sieheDetail rechts).

    4

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  • LED-Schlsselleuchte mit LithiumzellenLED-Schlsselleuchte mit Lithiumzellen

    Stromkreis

    100 - 220 *

    Superhelle LEDLithium-batterien3 V oder2 x 3 V*

    Bei einer 3V-Lithium-Batterie (z.B.: CR 2470) knnen alle LED-Typen verwendet werden.Bei einer roten LED wre evtl. ein Vorwiderstand von 68 sinnvoll.Achtung*:Bei 2 Lithium-Batterien (z. B.: Cr2032), also bei 6V, ist je nach Lichtfarbe der ultrahellenLEDs ein Widerstand notwendig, um die zulssige Stromstrke von 20 mA nicht zuberschreiten: (in Klammern die Durchlassspannung)wei (3,2 - 4,0 V) 150 gelb (2,4 - 3,2 V) 180rot (1,6 - 2,0 V) 220 orange (2,2 - 3,0 V) 180blau (3,0 - 5,0 V) 150 grn (2,7 - 3,2 V) 180

    R = U UI

    R = gesuchter VorwiderstandU = BatteriespannungU = Durchlassspannung der LEDI = Durchlassstrom max. 20 mA oder weniger

    Die Formel zur Berechnung des Widerstand:

    VB - LED

    F

    V

    B

    LED

    F

    5

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  • 1) Funktionsprinzip: elektromagnetischer Schalter,

    Steuerstrom

    Arbeitsstrom

    Kammrelais

    Reedrelais

    Stromstorelais

    2) Aufbaubeispiele:

    Ein Relais ist ein bei dem durch eine mit

    Gleich- oder Wechselstrom betriebene Magnetspule eine Reihe von Schaltern geffnet

    und/oder geschlossen werden. Solange der durch die Spule fliet, solange

    bleiben auch die Kontakte im kreis geschlossen, bzw. geffnet. Je nach

    Konstruktionsart unterscheidet man Kartenrelais, Rundrelais, (1) oder

    (2), bei denen sich die Schaltkontakte, eingebettet in eine Glasrhre, in der Mitte

    der Magnetspule befinden.

    Ausfhrungen fr hohe Strme werden als Schtz bezeichnet.

    Eine besondere Konstruktionsart sind die ), bei denen jeweils ein kurzer

    Impuls gengt, um den Schalter einzuschalten. Der nchste Stromsto schaltet aus. Eine

    Variante davon sind die bipolaren Relais, die mit zwei Spulen arbeiten.

    1) Funktionsprinzip: elektromagnetischer Schalter,

    Steuerstrom

    Arbeitsstrom

    Kammrelais

    Reedrelais

    Stromstorelais

    2) Aufbaubeispiele:

    3) Kontaktbelegungen, Anwendungsbeispiele:Schaltzeichen,

    Das RelaisDas Relais

    Magnet

    Magnet

    Kammrelais Reedrelais Bipolares Relais

    Steuer-

    stromkreis

    Arbeits-

    stromkreis(e) Motorumpolung

    M

    +

    _

    6

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  • RELAIS

    FUNKTIONSPRINZIP UND BAUFORMENFUNKTIONSPRINZIP UND BAUFORMEN

    RELAIS ALS ZWEIPOLIGER UMSCHALTERFR ZWEI VERSCHIEDENE STROMKREISE FR DIE MOTORUMPOLUNGRELAIS ALS ZWEIPOLIGER UMSCHALTERFR ZWEI VERSCHIEDENE STROMKREISE FR DIE MOTORUMPOLUNG

    RELAIS ALS SIGNALGEBER (SUMMER)RELAIS ALS SIGNALGEBER (SUMMER)

    RELAIS ALS EINSCHALTER, AUSSCHALTER UND UMSCHALTERRELAIS ALS EINSCHALTER, AUSSCHALTER UND UMSCHALTER

    Kammrelais oderKlappanker-Relais

    Symbol mit 2 UmschalternReed-Relais

    Arbeitsstromkreis(e)Steuerstromkreis

    12 V ~

    3 V =

    M

    -

    +

    ~

    ~Relais anWechselstrom:Anker summt.

    Relais an Gleistrom:Stromkreis berRuhekontakt legen,Anker summt.

    7

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  • RELAISSCHALTUNGEN

    SELBSTHALTUNG

    RELAIS MIT MEHREREN EINSCHALTSTELLEN (ODER-SCHALTUNG)RELAIS MIT MEHREREN EINSCHALTSTELLEN (ODER-SCHALTUNG)

    TRESOR MIT ZAHLENSCHLOSSTRESOR MIT ZAHLENSCHLOSS

    8

    T Aus

    Das Relais kann von verschiedenen Stellenaus bettigt werden. Die Schaltung wirdoft in langen Fluren verwendet, um vonallen Tren aus das Licht einschalten zuknnen.

    Punktiert ist eine mgliche Selbsthaltungeingezeichnet. Gleichgltig, welcherTaster bettigt wird, das Relais bleibtdanach eingeschaltet, bis die Aus-Taste

    Aus

    M

    -

    +A

    C

    B

    Motor oderElektromagnetzum Trffnen

    Wird diese Leitung mitSteckern montiert, kannder Code gendert werden.

    Beim Bettigen von Taster T schaltetdas Relais ein und bleibt ber denersten Arbeitskontkat des Relaiseingeschaltet, auch wenn der TasterT wieder offen ist.Zum Ausschalten mu der Aus-Tastergedrckt werden.

    Erst jeweils richtigen Schalter ausder Reihe A und B drcken - dasRelais zieht an und hlt sichselbst. Jetzt aus der Reihe Cden/die richtigen (Motor)Schalter- der Motor luft.Bei falschem Schalter aus derReihe C wird die Selbsthaltungunterbrochen

    VOLKER SCHN /200 Forchheim07 4

  • Relais mit Selbsthaltung - RINGSPIel 8. JGST.Relais mit Selbsthaltung - RINGSPIel 8. JGST. 9

    Ein einfaches Geschicklichkeitsspiel, bei dem mit der Lanze durch die Ringsenhindurch die Zielplatte zu erreichen ist. Berhrt man die Ringsen, dann zeigt einerote LED den Fehler an und durch die Selbsthaltung des Relais bleibt das rote Licht.Schafft man es, die Zielplatte zu berhren, dann leuchtet eine grne LED fr denSieger.Bentigt wird ein Relais mit zwei Ein-Kontakten, hier z. B. als Reed-Relais. ZumSpielen wre noch ein Aus-Taster sinnvoll, damit man nicht immer die Batterie vomClip nehmen muss fr das Reset-Schalten.

    VOLKER SCHN /200 Forchheim07 4

  • SPEICHERSCHALTUNGEN

    ELEKTRONISCHE SPEICHERSCHALTUNGELEKTRONISCHE SPEICHERSCHALTUNG

    FLIP-FLOP (SPEICHERSCHALTUNG)FLIP-FLOP (SPEICHERSCHALTUNG)

    10

    T

    Ausgangss te l lung: d ieLampe leuchtet.

    Drckt man die Taste T, ziehtRelais A an. Lt man T los,schaltet Relais B. Dadurcherlischt die Lampe.Drckt man T erneut, wirdRelais A kurzgeschlossenund fllt ab. Lt man dieTaste los, fllt auch Relais Bab.Die Lampe leuchtetwieder (Ausgangsstellung).

    Soll als Ausgangsstellung dieLampe nicht leuchten,bentigt man fr Relais Aebenfalls einen zweitenUmschaltkontakt, ber dendann der Lampenanschlugelegt wird .

    +

    1 kW

    T

    Aus

    B St A3026

    Das elektronische Bauteil B St A3026 ist einThyristor mit den drei Anschlssen G(ate),A(node) und K(athode).

    Wird der Taster T geschlossen, leuchtet die