BuchlaborElementar-SystemeAusbau-SystemeExperten-SystemeVersuchsbeispiele

Systeme & Versuche

Lectron

2

Lectron

Inhaltsverzeichnis

Was ist Lectron? 3

Systemübersicht 4

Übersicht Expertensysteme 5

Buchlabor 1001 6

Einsteiger-System 1002 7

Einsteiger Ausbau-System 1020 7

Start-System 1003 8

Ausbau-System 1004 9

Kraftfahrzeug-Elektronik 1009 10

Ausbau-System Kraftfahrzeug-Elektronik 1005 11

Optoelektronik und Solartechnik 1010 12

Ausbau-System Optoelektronik und Solartechnik 1006 13

Digitaltechnik 1011 14

Ausbau-System Digitaltechnik 1007 16

Ausbau-System Zähler und Schrittmotor 1008 18

Ausbau-System Operationsverstärker 1012 20

Ausbau-System Schwellwert- und Majoritätslogik 1013 22

Ausbau-System PLL-Technik 1015 24

Ausbau-Syst. Neurophysiologie, 2. erw. Auflage 1016 26

Genregulation 1017 28

Übungssystem 1102 30

Elektronik AG / Übungs-Ausbau-System 1103/4 31

Elektronik AG-Ausbau Solartechnik 1105 32

Elektronik AG-Ausbau Magnetismus 1106 33

Elektronik AG-Ausbau Digitaltechnik 1107 34

Radiotechnik 1110 36

Ausbau-System Radio-Röhrentechnik 1120 37

Ausbau-System Schwingungen und Resonanz 1014 38

Radios für Lautsprecherbetrieb 1111-13 39

Versuchsbeispiele 40

Lectron

Was ist Lectron?

Lectron ist ein elektronisches Experimentier- und Lernsystem, das auf dem Bausteinprinzip mit Magnetkontakten aufbaut. Jeder Lectron-Baustein enthält ein elektronisches Bauele-ment oder eine Verbindungsleitung. Durch sinnvolles Aneinanderreihen der Bausteine entste-hen funktionsfähige Schaltungen mit normgerechten Schaltbildern.

Mit Lectron kann man elektrische und elektronische Vorgänge verstehen lernen. Zu jedem Lectron-System gehört deshalb ein Lern- und Anleitungsbuch. Die technisch einfache Hand-habung macht es besonders geeignet auch für handwerkliche Laien.

Da der zeitraubende Versuchsaufbau bei herkömmlichen Experimentiersystemen mit Löten, Klemmen, Stecken und sonstigen handwerklichen Fertigkeiten beim Lectron-System ent-fällt, kann man sich mit Lectron ganz auf die schöpferische Arbeit konzentrieren.

Das seit Jahrzehnten bewährte Lectron-System wurde ständig überarbeitet und weiter ent-wickelt; die Bauteile und Experimente entsprechen dem aktuellen Stand der Technik. Die Baukastenreihe deckt nahezu alle Bereiche der modernen Elektronik ab und wird noch lau-fend erweitert.

3

4

LectronSystemübersicht

Optoelektronik& Solar-Technik1010

Optoelektronik& Solar-Technik1006

Digital-Technik

1011

Digital-Technik1007

Zähler &Schritt-motor1008

Schwellwert &Majoritäts-

Logik1013

Radio-Röhrentechnik

1120

Radio-Technik

1110

Schwingungen &Resonanz

1014

Operations-Verstärker

1012

Ausbau-Systeme

Übungs-System1102

Kraft-Fahrzeug-Elektronik

1009

Kraft-Fahrzeug-Elektronik

1005

Einsteiger-System1002

Ausbau-System1004

Start-System1003

Buch-Labor1001

PLL-Technik1015

+++ Elementar-Systeme

EinsteigerAusbau-System1020

ElektronikAG

1103

MittelwellenRadio1111

UKWRadio1112

MW & UKWRadio1113

Radios fürLautsprecherbetrieb

Ausbau-Systeme

Übungs-Ausbau-System1104

Magne-tismus1106

Digital-Technik

1107

+

=

=

=

+

=

=Neuro-physiologie

1109

Neuro-physiologie I

1108

Neuro-physiologie

1016

Solar-Technik

1105Genregulation

1017in Vorbereitung

5

Lectron

Alle Expertensysteme beinhalten das Übungs-, Start- und Ausbausystem 1004 und bieten

durch entsprechende Erweiterungen unterschiedliche Schwerpunkte:

Es gibt das Kfz-Labor, das Labor Opto-Solar und das Labor Digital.

Das Labor Spezial enthält alle Erweiterungen. Die Ausbausysteme Zähler und Schrittmotor,

Operationsverstärker, Schwellwert & Majoritätslogik, Neurophysiologie sowie PLL-Technik

können zusätzlich mit dem Labor Digital und dem Labor Spezial kombiniert werden.

Alle Lectron-Labore werden in einem stabilen Koffer geliefert.

Das Lectron-System ist nach dem Baukastenprinzip konstruiert und daher - ausgehend vom

Einsteiger- oder vom Start-System - stufenweise ausbaufähig.

Speziell für Ausbildungszwecke gibt es das Übungssystem, das durch preiswerte Ausbau-

systeme den Erfordernissen eines modernen Unterrichts stufenweise angepasst werden kann.

Experten-Systeme

LaborStandard

1201

Übungs-System1102

Start-System1003

Ausbau-System1004

=LaborKfz

1202

Übungs-System1102

Start-System1003

Ausbau-System1004

Kfz-Elektronik

1005

=

LaborOpto-Solar

1203

Übungs-System1102

Start-System1003

Ausbau-System1004

Opto & Solar-Technik1006

=

LaborDigital1204

Übungs-System1102

Start-System1003

Ausbau-System1004

Digital-Technik1007

=

LaborSpezial1210

ElektronikAG

1103

Start-System1003

Ausbau-System1004

Kfz-Elektronik

1005

Opto & Solar-Technik1006

Digital-Technik1007

=

Übungs-System1102

Start-System1003

Ausbau-System1004

Digital-Technik1007

Operations-verstärker

1012

=

LaborOpAmp1205

6

LectronBuchlabor Bestell-Nr.: 1001

Nr. Thema

01 Was ist ein Stromkreis?02 Der Massebaustein - mit Fußkontakt03 Ein Papierstück soll den Stromkreis unterbrechen04 Vom Münzschalter zum Schalterbaustein05 Stromkreis mit Knick der Winkelbaustein06 Das vielseitige T-Stück07 Da geht die Lampe aus: Trenn- u. Anschlussbaustein08 Der Widerstand als Hindernis im Stromkreis09 Was die farbigen Ringe bedeuten10 Widerstände mit viel und mit wenig Ohm11 Die Bausteinkette - 2 Widerstände in Reihenschaltung12 Jetzt machen wir Kurzschluss13 Zwei Stromwege nebeneinander: Parallelschaltung

von 2 Widerständen14 Eine Knacknuss: Der Gesamtwiderstand bei

Parallel- und Reihenschaltung von 2 Widerständen15 Der Ohrhörer als Knackanzeiger oder Knackometer16 Diesmal nicht gefährlich: Ein Mensch unter Strom17 Vorsicht - geladen Was ein Kondensator kann18 Eigenbau - Kondensator aus Schokoladenpapier19 Einmal kurz geblitzt20 Lampenblitz beim Aufladen21 Elektronenforschung für Knobler: Was machen die

Elektronen im Kondensator?22 Aufladen und Entladen über einen Vorwiderstand23 Die Diode - das elektrische Ventil24 Wenn die Diode sperrt25 Ein Problem: Der Innenwiderstand der Diode26 Durchgangsprüfung mit dem Großbaustein27 Der dreibeinige Transistor28 Die Basis der Steuerhebel des Transistors

Buchlabor

Eine Besonderheit unter den LECTRON Lehr-Baukästen ist das Buchlabor »Was ist Elektronik?« mit 52 experimentel-len Spielen vom einfachsten Stromkreis bis hin zu den An-fängen der Computertechnik. Das Anleitungsbuch ist mit Illustrationen des Zeichners Jules Strauber gestaltet. Die Darstellungen veranschaulichen optisch nachvollziehbar die Experimente.

Das Buchlabor erhielt zahlreiche Auszeichnungen unter anderem anlässlich der Buchmesse in Frankfurt von der Stiftung Buchkunst als das »Schönste deutsche Jugend-buch 1969«. Die Stiftung Warentest bewertete das Buch-labor 1971 mit der Testnote »sehr gut«.

Nr. Thema29 Der Transistor als elektronischer Schalter30 Steuerstrom aus dem geladenen Kondensator31 Eine Kleinstbatterie steuert die Lampenhelligkeit32 Wir steuern 2 Transistoren33 Ein Wassertropfen regelt die Lampenhelligkeit34 Vom Innenleben des Transistors

Widerstand + Kondensator Zeitschalter35 Wie arbeitet ein Zeitschalter?36 Kurzzeitschalter mit kurzen Schaltpausen37 Lange Einschaltzeit und lange Schaltpause38 Verzögertes Ausschalten39 Kondensatorladung auf »Stottern«

Versuche mit 2 Transistoren. Tongenerator fürMorsezeichen und Verstärkerschaltungen

40 Jetzt wird gemorst41 Verstärker mit Lichtsignal (Lichtsender und

Tonbandwiedergabe)42 Ein empfindlicher Verstärker43 Kohlemikrofon, Telefon, Lauschgerät und Radio

Computergeheimnisse: Multivibratoren undlogische Schaltungen

44 Elektronischer Blinkgeber45 Der astabile Multivibrator46 Logische Schaltungen. UND; ODER; NICHT; NAND; NOR47 FLIP-FLOP, der elektronische Speicher48 Der elektronische Quakfrosch49 Pfeifender Piepmatz50 Knattermaschine mit Pfiff und andere Töne51 Komische Morsezeichen und sonstige Töne52 Elektronisches Brüllen und Quietschen

Antworten auf die Fragen im Text

2330kW 100kW

0,2µF

1

2

3

45

6

7

8

10kW

Zubehör:2 Widerstände1 Kondensator1 Ohrhörer1 Ge - Diode

247pF

Ge

100kW

0,1µF 10µF10kW10kW

7

LectronEinsteiger-System

Einsteiger-System

Wer zunächst noch nicht sicher ist, ob ihn die Elektronik wirklich interessiert, für den ist das Einsteiger-System genau richtig. Es ist die kleine Schwester des Startsystems und dient auf preisgünstige Weise dazu, erst einmal in das Gebiet der Elektronik »hinein zu schnuppern«. Trotzdem werden mit dem Bausteinmaterial in 54 Versuchen Auf-bau und Funktion der wichtigsten Elektronikbauteile Wi-derstand, Kondensator, Diode und Transistor ausführlich vermittelt. Schaltungen wie Feuchtigkeitsmesser, Verstär-ker, Morsegenerator, Füllstandsmesser, Wechselsprechan-lage und zum Schluss ein kleiner Mittelwellenempfänger werden aufgebaut und man gelangt mühelos zu den ele-mentaren Erkenntnissen der Elektronik.

Das System wird in einem stabilen Kunststoffkoffer aus-geliefert.

Mit dem Einsteiger Ausbau-System 1020 ist eine Zusam-menstellung aller benötigten Bausteine für die Versuche des Start-Systems sowie das zugehörige Anleitungsbuch lieferbar.

Bestell-Nr.: 1002

Nr. Thema

32 Ein sehr empfindlicher Stromnachweis33 Leitfähigkeit des Körpers34 Verstärkung des Kondensatorladestroms35 Ein Feuchtigkeitsmesser36 Ohrhörer als Mikrophon37 Transistor als Mikrophonverstärker38 Der Koppelkondensator39 Verstärker mit npn Transistor40 Mikrophonübertragung41 Akustische Rückkopplung42 Induktive Rückkopplung43 Kapazitive Rückkopplung44 Ein Rückkopplungsgenerator45 Ein Morsegenerator46 Ein Morse - Blinker47 Morsen mit Gegenstation48 Füllstandsanzeige49 Prinzip der Tonbandwiedergabe50 Ein Lichtsender51 Wechselsprechanlage52 Spule im Gleichstromkreis

Schwingungen und Modulation53 Detektor54 Rundfunkempfänger

Nr. Thema

01 Stromkreis02 Unterbrochener Stromkreis03 Schalter04 Widerstand im Stromkreis05 Der Ohrhörer06 Hochohmwiderstand im Stromkreis07 Selbstgebaute Widerstände08 Leitfähigkeit des Wassers09 Leitfähigkeit von Salzwasser10 Kondensator im Gleichstromkreis11 Kondensator als Speicher12 Kondensator an Wechselspannung13 Eigenschaften des Kondensators14 Ein selbstgebauter Kondensator15 Halbleiter in Durchlassrichtung16 Halbleiter in Sperrrichtung17 Sperrstrom der Germaniumdiode18 Steuerung19 Aufbau des Transistors20 Der Transistor im Stromkreis21 npn und pnp Transistoren22 Steuerung des pnp Transistors23 Eine einfache Stromquelle24 Steuerbarkeit des Transistors25 Eine verbesserte Kleinstbatterie26 Transistorsteuerung durch Basisstrom27 Ansteuerung des npn Transistors28 Der menschliche Körper im Stromkreis29 Kondensator im Basiskreis30 Ladestrom des Kondensators31 Diode im Basisstromkreis

8

Lectron

Nr. Thema

01 Blinklicht-Schaltung mit Anzeige des Hellimpulses02 Elektrische Lichtmessung03 Elektrische Dunkelsteuerung04 Blinklicht-Schaltung mit Anzeige des Dunkelimpulses05 Elektrische Temperaturmessung06 Umkehrung der Temperaturmessung07 Blinklicht-Schaltung mit veränderter Blinkzeit08 Beeinflussung der Blinkzeit durch Licht09 Beeinflussung der Blinkzeit durch Temperatur10 Ein elektronischer Wärmewächter11 Elektronische Steuerung durch Licht12 Messung des Steuervorgangs bei Lichtänderung13 Messung des Steuervorgangs bei Temperaturänderung14 Ein empfindlicher Temperaturmesser15 Lichtschranke16 Dämmerungsschalter17 Nachweis der Leitfähigkeit des menschlichen Körpers18 Speicherung der elektrischen Energie19 Automatische Helligkeitssteuerung20 Automatische Dunkelsteuerung21 Wirkung d. elektrischen Stromes in einer Glühlampe22 Einfluss e. zusätzlichen Widerstandes im Stromkreis23 Einfluss eines größeren Widerstandes im Stromkreis24 Anzeige des elektrischen Stromes durch ein

Messinstrument25 Die Belastung der Batterie durch einen Widerstand26 Der Einfluss des Vorwiderstandes auf den

Ausschlag des Instrumentes27 Nachweis der Gleichmäßigkeit des Stromes im

gesamten Stromkreis28 Wirkung eines ParalleIwiderstandes zum Instrument

Nr. Thema

29 Ein Spannungsteiler aus Festwiderständen30 Ein stetig einstellbarer Spannungsteiler31 Das Verhalten eines Kondensators im Gleichstromkreis32 Nachweis der Energiespeicherung mit einem

Kondensator33 Der Aufladestrom bei einem Kondensator34 Der Entladestrom bei einem Kondensator35 Das Verhalten einer Spule im Gleichstromkreis36 Der Durchlassstrom einer Halbleiterdiode37 Die Sperrwirkung einer Halbleiterdiode38 Nachweis der Steuerbarkeit eines Transistors 39 Der Lautsprecher als elektroakustischer Wandler40 Ein einstufiger Plattenspieler-Verstärker41 Ein zweistufiger Plattenspieler-Verstärker mit

einstellbarer Lautstärke42 Ein einfacher Tongenerator43 Die Wirkung einer Wechselspannung beim

Anzeigeinstrument44 Gleichrichtung einer Wechselspannung mit der Diode45 Einfluss der Kapazität eines Kondensators im

Wechselstromkreis46 Frequenzabhängigkeit des Wechselstromwiderstandes

beim Kondensator47 Das Anzeigeinstrument als Aussteuerungsanzeiger

beim Plattenspieler-Verstärker48 Ein nicht abgestimmter Rundfunkempfänger

3

47W 120W

220W 220W

560W 1,5kW

2,2kW 3,9kW

4,7kW 5,6kW

10kW 100kW

100kW 100kW

47nF 0,1µF

0,1µF 0,1µF

10µF 10µF

100µF 100µF

Ge

3

10kW

10kW

0

01 10

Start-System Bestell-Nr.: 1003

9

Lectron

Nr. Thema

49 Ein abgestimmter Rundfunkempfänger50 Ein abgestimmter Rundfunkempfänger mit doppel-

ter Ausnutzung eines Transistors51 Spannungsverstärkung eines Transistors

in Emitterschaltung52 Stromverstärkung eines Transistors in

Emitterschaltung53 Spannungsverstärkung eines Transistors

in Kollektorschaltung54 Stromverstärkung eines Transistors in

Kollektorschaltung55 Grundschaltung eines Schmitt-Triggers56 Ein Schmitt-Trigger mit Verstärkerstufe57 Der Schmitt-Trigger als Zeitgeber58 Ein einfacher Belichtungszeitgeber59 Die Arbeitsweise eines Fotowiderstandes60 Die Arbeitsweise eines Heißleiters61 Der Photowiderstand als Steuerglied in einem

Schmitt-Trigger62 Ein einfacher Dämmerungsschalter63 Eine Regelschaltung für Temperaturen64 Nachweis der Leitfähigkeit von Wasser65 Der Schmitt-Trigger als Feuchtigkeitsanzeiger66 Ein astabiler Multivibrator als Blinkanlage67 Ein astabiler Multivibrator als elektronischer

Taktgeber 68 Ein astabiler Multivibrator als Tongenerator69 Der bistabile Multivibrator 70 Der monostabile Multivibrator71 Der monostabile Multivibrator mit umgekehrter

Arbeitsweise

Nr. Thema

72 Grundversuch zur Hochspannungserzeugung 73 Anzeige von Hochspannungsimpulsen mit der

Glimmlampe74 Ein elektronisches Weidezaungerät75 Ein Spannungswandler mit Transistor76 Anschluss des Messinstrumentes an den

Spannungswandler77 Messung einer gleichgerichteten Hochspannung78 Betrieb einer Glimmlampe mit hoher Wechsel-

spannung79 Betrieb einer Glimmlampe mit gleichgerichteter

Hochspannung80 Die Glimmlampe als Spannungskonstanthalter81 Grundschaltung eines Elektronenblitzgerätes82 Die Wirkungsweise der Zenerdiode83 Spannungskonstanthalter mit Zenerdiode und

Transistoren84 Regelung der Ausgangsspannung bei einem

transistorisierten Spannungskonstanthalter85 Nachweis der Belastungsunabhängigkeit eines

transistorisierten Spannungskonstanthalters86 Relaissteuerung mit Arbeitskontakt87 Relaissteuerung mit Ruhekontakt88 Relaissteuerung mit Selbsthaltung89 Relaissteuerung mit Unterbrecher90 Ein Schallpegelmesser91 Geräuschwarnanlage mit Lichtanzeige92 Prüfung der Bausteine

Anhang Messbereichserweiterung

Ausbau-System

Start- und Ausbausystem

Das Startsystem enthält alle Bausteine und Anleitungen für 48 Versuche vom einfachen Stromkreis bis zum Rund-funkempfänger. Es gibt nicht nur einen Einblick in das in-teressante Gebiet der Elektronik; die Wirkungsweise der einzelnen Bausteine, wie Widerstand, Heißleiter, Konden-sator, Diode, Transistor und Fotowiderstand wird genau er-klärt und die mit ihnen aufgebauten Schaltungen sind aus-führlich beschrieben.

Mit dem Ausbausystem können die Schaltungen der Rund-funkempfänger verbessert werden. Der Schwerpunkt liegt jedoch bei den weiteren 42 Versuchen aus dem Bereich der Mess- und Regeltechnik. Multivibratoren, Schmitt-Trigger, Hochspannungserzeuger und Stabilisierungs-schaltungen mit Z-Diode und Transistoren werden aufge-baut. Verschiedene Relaisschaltungen runden die Ver-suchsreihe ab.

Dem Ausbausystem liegt ein einstellbares stabilisiertes Netzgerät bei, welches kurzschluss- und überlastfest ist und das Batterien zu sparen hilft.

Bestell-Nr.: 1004

3

250kWC5V1

47pF

1,5kW 10kW 2,2MW 0,47µF

9V

1,25V8V~

8V~

1,25÷9V

1,25÷9V

10kW

10kW

250kW

100kW

51

22

1

3

5

4

34

BA

0

10 10

4

47W

270W

120W

560W

1,5kW 2,2kW

2,2kW 3,9kW

47kW 47kW

100kW 100kW

5,6kW 10kW

10kW 2,2MW

10µF 10µF

100µF 100µF

0,47µF

0,1µF 0,1µF

500µF

4

47nFC5V1

G

D

S

A1

A2

G

EB2

B1

10

LectronKraftfahrzeug-Elektronik Bestell-Nr.: 1009

Kraftfahrzeug-Elektronik

Der Schwerpunkt dieses weiterführenden Experimentier-kastens mit seinen 55 Versuchen liegt auf Schaltungen aus dem Bereich der Kfz - Elektronik wie Ein- und Aus-schaltverzögerung, Blinklicht, Dämmerungsschalter, Hochspannungskondensatorzündung; dabei werden spe-zielle Bauelemente wie Relais, Zener - Diode, Leuchtdiode, Unijunction, Thyristor, DIAC, TRIAC, Induktivität und Transformator in diesen Anwendungen vorgestellt. Der Spulenbaustein bringt nicht nur Erkenntnisse über das magnetische Feld, sondern erlaubt auch, verschiedene Mo-toren aufzubauen. Obwohl zunächst einige Versuche zu grundlegenden Dingen, wie zur Verstärkung eines Transis-tors, durchgeführt werden, sollte bereits ein Grundwissen über allgemeine elektronische Schaltungstechnik vorhan-den sein.

Der Baukasten ist als eigenständiges Elementarsystem (Best.-Nr. 1009) und auch als Ausbau zum Start - System (Best.-Nr.: 1005) lieferbar.

4

G

D

S

A1

A2

G

270W 2,2kW 47kW 47kW

EB2

B1

100kW

10kW

5 1

22

1

3

5

4

34

BA

500µF

11

LectronAusbau-System Kraftfahrzeug-ElektronikBestell-Nr.: 1005

Nr. Thema

01 Messen mit dem Digital-Multimeter02 Spannungsverstärkung eines Transistors in

Emitterschaltung03 Stromverstärkung eines Transistors in

Emitterschaltung04 Relaissteuerung mit Arbeitskontakt05 Relaissteuerung mit Ruhekontakt06 Relaissteuerung mit Selbsthaltung07 Das Pumpenrelais08 Die Leuchtdiode09 Schaltungscodierung mit Dioden10 Die Z - Diode11 Spannungsregelung mit einer Z - Diode12 Die Darlington - Schaltung13 Ein hochempfindliches Spannungsprüfgerät14 NTC - Widerstand - der Temperaturfühler im Auto15 Vorglüh-Automatik16 Bremsbelag Verschleißanzeige17 Dämmerungsschalter für PKW - Parklicht18 Lichtschranke mit Selbststeuerung19 Einschaltverzögerung20 Innenlicht - Ausschaltverzögerung21 Blinklichtschaltung (astabile Kippstufe)22 Helligkeitsregelung der Instrumentenbeleuchtung23 Eine einfache Blinkerschaltung24 Ein Metronom25 Drehzahlmesserschaltung26 Alarmanlagen im Auto27 Eine einfache Speicherzelle28 Eine Speicherzelle mit dynamischen Eingang29 Konstantstromquelle mit Stromspiegel

Nr. Thema

30 Konstantstromquelle mit Feldeffekttransistor31 Die Vierschichtdiode32 Sägezahngenerator mit Vierschichtdiode33 Der Unijunction - Transistor Ersatzschaltbild34 Sägezahngenerator mit Unijunction - Transistor35 Der Thyristor36 Messungen am Thyristor37 Einweg - Leistungsregler38 Hochspannungskondensatorzündung39 Der Triac als Leistungsschalter40 Der Diac41 Eine Dimmerschaltung42 Eine verbesserte Dimmerschaltung43 Das Magnetfeld einer Spule44 Die Pole eines Elektromagneten45 Polabhängigkeit von der Stromrichtung46 Addition von Magnetfeldern47 Spannungserzeugung mit einer Spule48 Das Induktionsgesetz49 Der Transformator50 Die Induktivität51 Die Induktivität an Wechselspannung52 Der Induktivgeber53 Ein Gleichstrommotor ohne Kollektor54 Gleichstrommotor ohne Kollektor

mit npn - Transistor55 Ein Synchronmotor

Anhang Messbereichserweiterung

4

560W 560W 2,2kW1,5kW 3,9kW 4,7kW 5,6kW

10kW 10kW 47kW 100kW 100kW 100kW 2,2MW

0,1µF0,1µF 0,47µF 10µF 100µF10µF

Ge

C2V7 C5V1

4 0,5W

1W47W

47W 120W 270W

220W 220W

2

100W 10kW 250kW

G

D

S

G

D

S

100kW

22F

0

01 01

12

LectronOptoelektronik und Solartechnik

Optoelektronik und Solartechnik

In rund 50 Versuchen wird man mit der Theorie und der An-wendung von Solarzellen vertraut gemacht. Hauptbe-standteil des Kastens sind die fünf auffällig blauen Solar-zellen, die in vielen Versuchen als Spannungsquelle die-nen. Doch zuvor lernt man, dass die Solarzelle eine Diode ist und erfährt in zahlreichen Experimenten alles Wis-senswerte über andere Dioden, wie Schottky-Diode, Ze-nerdiode, Fotodiode und Leuchtdiode. Die moderne Tech-nik der optischen Signalübertragung mit Leuchtdiode, Lichtwellenleiter und Fototransistor wird genauso exper-imentell vermittelt wie die Energiespeicherung und das Prinzip der Nachführsteuerung.

Der Baukasten ist als Komplettsystem (Best.-Nr. 1010) und als Ausbausystem (Best.-Nr. 1006) lieferbar.

*) Für die Versuche 10 und 11 ist ein Netzteil erforderlich, da Wechselspannung benötigt wird. Die Versuche ab Nr. 48 lassen sich nur in Verbindung mit den Kästen »Digital-technik« sowie »Zähler & Schrittmotor« und einem Differ-enzverstärker (in »Operationsverstärker« enthalten) durchführen.

Bestell-Nr.: 1010

4

100kW

C2V7

G

D

S

G

D

S

47W 270W

560W 47kW

2 22F100W

0,5W 1W

13

LectronAusbau-System Optoelektronik und SolartechnikBestell-Nr.: 1006

Nr. Thema

Sonne - die unendliche EnergieDie Solarzelle

01 Motor an Solarzelle02 Leuchtdiode an Solarzelle03 Glühbirne an Solarzelle

Der Aufbau der AtomeDie verschiedenen Zustände der AtomeDie Anregung von Atomen mit PhotonenDie Verteilung des Elektroniums in festen StoffenDie Energieleiter von Feststoffen

04 Feststoffe als LichtquellenElektrizitätsleitung in Feststoffen

05 Wie man Nichtmetalle leitfähig machen kann06 Lichtschranke mit Selbststeuerung07 Ein einfaches Temperaturmessgerät mit Heißleiter08 Ein Temperaturwächter09 Die Diode10* Ein Spannungsverdoppler11* Die Kaskadenschaltung12 Die Diodenkennlinie13 Die Zener-Diode14 Die Leuchtdiode15 Farbmischung16 Ein hochempfindlicher Spannungsnachweis17 Die LED als Spannungsquelle18 Die Photodiode19 Der Phototransistor 20 Ein astabiler Multivibrator21 Ein einfacher Blinker22 Rücklichtkontrolle mit Lichtwellenleiter23 Optische Thyristorzündung

Nr. Thema

24 Eine Reflexlichtschranke25 Die Fernbedienung26 Fernbedienungs - Tester27 Nachweis des Zeitmultiplexes28 Die Solarzelle als Diode29 Die Kennlinie einer Solarzelle30 Messen mit einem Instrument31 Die Kennlinie bei voller Sonne32 Die Parallelschaltung von Solarzellen33 Die Reihenschaltung von Solarzellen34 Die Bypassdiode35 Bypass mit Anzeige36 Der Arbeitspunkt einer Solarzelle37 Glühlampe als Last an Solarzelle38 Der Glockenankermotor und Leuchtdioden als

Lasten an der Solarzelle39 Der Glockenankermotor als Generator40 Ein Gleichspannungswandler41 »Hochspannungserzeugung« mit Solarzellen42 »Hochspannungserzeugung« mit Solarzellen und

npn-Transistor43 Nickel-Cadmium-Akku als Puffer44 Der Goldkondensator als Puffer45 Blinkdiode mit Goldkondensator46 Der Feldeffekttransistor47 Eine einfache Dimmerschaltung48 Der CMOS Inverter49* Der Schrittmotor50* Der Differenzverstärker51* Eine einfache Nachführsteuerung

3

++

12

8

3

47

10

6

2

9

1114

13

1/5

1

5

0

10 10

0

10 10

10kW

EA

AQ+ +

10kW

3

&

E1

E2

AE3

+

+

A

&

E1

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+

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&

E1

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A

>1

E1

E2

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+

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A

>1

E1

E2

AE3

+

+

A

14

LectronDigitaltechnik

Digitaltechnik

Ein modernes Wirtschaftsleben ohne die »digitale Tech-nik« ist heute kaum mehr vorstellbar. LECTRON trägt dem Rechnung mit dem großzügig ausgestatteten Experimen-tierkasten »Digitaltechnik«. In 60 Versuchen erfährt man alles über einfache Logikverknüpfungen, wie UND und ODER, die zunächst mit Schaltern und dann mit Halblei-tern aufgebaut werden, ehe mit LECTRON eigenen Schalt-gliedern auf Basis der robusten CMOS 4000 - Serie die ver-schiedensten logischen Verknüpfungen und Flipflop-Typen in ihren Anwendungen vorgestellt werden. Nach Durcharbeiten aller Experimente ist man mit der Arbeits-weise von Binärzählern vertraut und weiß genau, wie bei-spielsweise ein Schieberegister funktioniert.

»Digitaltechnik» ist als Elementar- (Best.-Nr. 1011) und auch als Ausbau-System (Best.-Nr. 1007) lieferbar. Zum besseren Verständnis der beschriebenen Schaltungen ist allerdings ein Grundwissen über allgemeine elektronische Schaltungstechnik sehr empfehlenswert. So werden zum Beispiel die Funktion einer Halbleiterdiode oder eines Tran-sistors als bekannt vorausgesetzt.

Bestell-Nr.: 1011

Nr. Thema

Grundlagen der digitalen ElektronikUnterschied zwischen der Analog- und DigitaltechnikAufbau und System des ExperimentierkastensLogische Verknüpfungen

01 Darstellung einer UND - Funktion mit zwei Tastenund Instrument

02 Darstellung einer UND - Funktion mit zwei Tastenund Glühlampe

03 Darstellung einer UND - Funktion mit einem Relais04 Darstellung der UND - Funktion mit Halbleitern05 Belastung der Halbleiter UND - Schaltung mit einer

Glühlampe06 Stromverstärkung e. Transistors in Kollektorschaltung07 Die Wirkung eines Widerstandes am Eingang der

Kollektorschaltung08 Zwei Transistoren in einer »Kaskaden-

Kollektorschaltung«09 Die Halbleiter - UND - Schaltung mit Impedanz-

wandler am Ausgang10 Die gegenseitige Beeinflussung der UND -

Schaltungseingänge11 Beeinflussung des anderen UND - Schaltungseingangs12 Darstellung einer ODER - Funktion mit Halbleiter13 Belastung der Halbleiter ODER - Schaltung mit

einer Glühlampe14 Die Halbleiter ODER - Schaltung mit Impedanz-

wandler am Ausgang15 Darstellung einer NICHT - Funktion mit dem Ruhe-

kontakt eines Relais und Anzeige durch dasInstrument

3

47W

220W

220W

1,5kW 4,7kW 10kW

1,5kW1,5kW

100µF

10µF10µF

100µF0,1µF 0,1µF

CLK

J

K

+

R

Q

Q

CLK

J

K

+

R

Q

Q

CLK

J

K

+

R

Q

Q

100kW

10kW

100kW

CLK

J

K

+

R

Q

Q

+E/A1

E/A2

E/A11

E/A20

E/A21

C

C=1

E/A10

4

15

Lectron

Nr. Thema

16 Darstellung einer NICHT - Funktion mit dem Ruhekon-takt eines Relais und Anzeige durch die Glühlampe

17 Darstellung einer NICHT - Funktion mit Halbleitern18 Belastung der Halbleiter NICHT - Schaltung mit

einer Glühlampe19 Die NICHT - Schaltung mit Glühlampenanzeige

über Impedanzwandler20 Darstellung einer NAND - Funktion mit Relais und

Glühlampe21 Darstellung einer NOR - Funktion mit Relais und

Glühlampe22 Darstellung einer EXOR - Funktion mit Glühlampe23 Erweiterung einer EXOR - Funktion mit Relais

Klassifizierung der FeldeffekttransistorenAufbau des MOSFETsSchutzmaßnahmen, Zusatzbeschaltung

24 Eingangskennlinie eines n - Kanal - MOSFETs25 Eingangskennlinie eines p - Kanal - MOSFETs

Ausgangskennlinie eines n - Kanal - MOSFETsCMOS - Inverter

26 Übertragungskennlinie eines CMOS - Inverters27 Übertragungskennl. hintereinander geschalteter Inverter28 Übertragungskennlinie parallel geschalteter Inverter29 Die NAND - Verknüpfung30 Die AND - Verknüpfung31 Übertragungskennlinien eines AND/NAND - Bausteins32 Die NOR - Verknüpfung33 Die OR - Verknüpfung34 Übertragungskennlinien eines OR/NOR - Bausteins

MOSFET - Analogschalter35 Transmission - Gate

Nr. Thema

Die EXOR - VerknüpfungDer AND/NAND - FunktionsbausteinDer OR/NOR - Funktionsbaustein

36 Umschaltkennlinien des AND/NAND - Funktionsbausteins37 Umschaltkennlinien des OR/NOR - Funktionsbausteins38 Eine einfache Speicherzelle39 Eine einfache Speicherzelle aus Funktionsbausteinen40 Eine Speicherzelle aus AND/NAND - Funktionsbausteinen41 Eine Speicherzelle aus OR/NOR - Funktionsbausteinen42 Der Funktionsbaustein »Entprellte Taste«43 Das getaktete RS - Flipflop44 Das D - Flipflop45 Das taktflankengesteuerte RS- Flipflop46 Das taktflankengesteuerte D- Flipflop47 Der Funktionsbaustein »Transmission Gate«48 Das »Master - Slave -Flipflop«49 Ein Frequenzteiler 50 Das JK - Master - Slave - Flipflop51 Ein Binärzähler aus JK - Master -Slave - Flipflops52 Ein synchroner Binärzähler aus

JK - Master -Slave - Flipflops53 Ein synchroner modulo-8-Zähler 54 Ein synchroner modulo-16-Zähler 55 Ein synchroner modulo-16-Rückwärtszähler 56 Ein synchroner Dekadenzähler57 Ein vierstufiges Schieberegister58 Eine monostabile Kippstufe aus

OR/NOR - Funktionsbausteinen59 Ein astabiler Multivibrator aus

OR/NOR - Funktionsbausteinen60 Ein astabiler Multivibrator mit modulo-16-Zähler

4

1,5kW

3

++

12

8

3

47

10

6

2

9

1114

13

1/5

1

5

0

10 10

10kW

EA

AQ+ +

7&

E1

E2

AE3

+

+

A

&

E1

E2

AE3

+

+

A

&

E1

E2

AE3

+

+

A

&

E1

E2

AE3

+

+

A

>1

E1

E2

AE3

+

+

A

>1

E1

E2

AE3

+

+

A

CLK

J

K

+

R

Q

Q

CLK

J

K

+

R

Q

Q

CLK

J

K

+

R

Q

Q

CLK

J

K

+

R

Q

Q

+E/A1

E/A2

E/A11

E/A20

E/A21

C

C=1

E/A10

16

LectronAusbau-System Digitaltechnik Bestell-Nr.: 1007

17

Lectron

4

18

LectronAusbau-System Zähler und Schrittmotor Bestell-Nr.: 1008

Ausbau-System Zähler und Schrittmotor

Dieses Ausbausystem baut auf »Digitaltechnik« auf. Wer gern wissen möchte, wie man zu einem konkreten Anwen-dungsfall z. B. einen passenden Zähler konstruiert, der fin-det hier die Antwort. In 43 Versuchen wird der systemati-sche Entwurf von Zählern vermittelt. Mit Hilfe von Kar-naugh - Tafeln und Zustandsdiagrammen entwickelt man die nötigen Verknüpfungen der einzelnen Stufen und baut anschließend daraus synchrone oder asynchrone Zähler oder einfache Teiler auf. Genauso wie man von Grund auf eine Ampelsteuerung entwickelt, findet man auch geeig-nete Schaltungen zur Ansteuerung eines Schrittmotors; das ist ein Motor, der in vielen modernen Geräten, wie Scanner, CD-Spieler, usw. vorkommt, und dessen Eigen-schaften kein Geheimnis bleiben.

Da bei »Zähler und Schrittmotor« grundlegende Kenntnis-se der Digitaltechnik vorausgesetzt werden, ist der Exper-imentierkasten nur als Ausbausystem zu »Digitaltechnik« erhältlich.

Nr. Thema

01 Das JK-Flipflop02 Schieberegister aus JK-Flipflops03 Das D-Flipflop04 Ringschieberegister mit D-Flipflops

Schaltungsoptimierung mit Karnaugh-Tafel05 Die 3-von-4-Funktion06 Erkennen von Pseudotetraden07 Der Gray-Code08 Die Karnaugh-Tafel einer Wechselschaltung09 Der synchrone modulo-16-Zähler10 Der synchrone modulo-10-Zähler

Formelsammlung11 Der synchrone modulo-13-Zähler12 Ein synchroner modulo-16-Vorwärts-Rückwärts

Zähler13 Übertragsbildung14 Eine einfache Ampelsteuerung15 Der asynchrone Dualzähler16 Der asynchrone Rückwärts-Dualzähler17 Der asynchrone Dezimalzähler18 Der asynchrone Rückwärts-Dezimalzähler19 Der Frequenzteiler 1:320 Der Frequenzteiler 1:521 Ein 1:5 Teiler ohne zusätzliche Verknüpfungsglieder22 Der Teiler 1:923 Der Teiler 1:1324 Der Teiler 1:5025* Ein Sekundenimpuls Generator26* Ein sehr empfindlicher Empfänger27 Der 1:15 Teiler28 Die Faktorenzerlegung

Nr. Thema

29 Ein anderer 1:15 Teiler30 Der 1:129 Teiler31 Der Schrittmotor32 Der Aufbau des Schrittmotors33 Der Halbschrittbetrieb mit Taster34 Der CMOS Inverter35 Der Schrittmotor im Vollschrittbetrieb36 Ansteuerung des Schrittmotors vom Binärteiler37 Der Polwender38 Richtungsumschaltung39 Ansteuerschaltung für Halbschrittbetrieb40 Zähleransteuerung für Halbschrittbetrieb41 Eine Nachführsteuerung42* Der Differenzverstärker43* Der »rund« laufende Schrittmotor

*) Für die Versuche Nr. 25 und 42 sind Bauteile aus »Optoelektronik und Solartechnik«, sowie ein Differenzverstärker-Baustein, der im Baukasten »Operationsverstärker« enthalten ist, erforderlich. Einige Versuche benötigen Wechselspannung, hierfür wird das Lectron Netzgerät empfohlen.

4E/A1 1

2E/A2

+

C

C=1

A2E2

+

A1E1

+

A2E2

+

A1E1

+ 1

34

2

3

CLK

D

S

+

R

Q

Q

S

CLK

D

S

+

R

Q

Q

S

CLK

D

S

+

R

Q

Q

S

CLK

D

S

+

R

Q

Q

S

19

Lectron

32

3 41

5

76

8

+

_

+

_2

3 41

5

76

8

+

_

+

_2

3 41

5

76

8

+

_

+

_2

3 41

5

76

8

+

_

+

_

0,2 200100

1

10

f1/Hz

x1 x100

f2/Hz

10100

1

0,2 200

sym

FSK

Lectron

If1

If2

0_ +

0,5

0,5

8 7

611

10 13 Sub

9 12

14

3

2 1 5

4

2

3 45

76

+

_

+

_

80,6W

8,2W

50m

A

5mA39W

3,9W100mA

10mA

39W

3,9W100mA

10mA

500W10kW 0,1µF

20

LectronAusbau-System Operationsverstärker Bestell-Nr.: 1012

Ausbau-System Operationsverstärker

Wenngleich man leicht den Eindruck gewinnen kann, in moderner Elektronik läuft alles digital ab, so gibt es doch ein Bauelement, das nach wie vor analog arbeitet: den Operationsverstärker. Wahrscheinlich ist er das am wei-testen verbreitete Bauelement der modernen Elektronik. Deswegen gibt es bei LECTRON ein eigenes Ergänzungs-system, das sich ausschließlich ihm widmet. Das System enthält alle Spezialbauteile, mit denen man in 83 Versu-chen nicht nur die Anwendungen dieses wichtigen Bau-teils, sondern auch seinen genauen inneren Aufbau ken-nen lernt. Neben fünf Operationsverstärkern enthält der Baukasten als »Highlight« einen vielseitig einsetzbaren Funktionsgenerator.

Dieses Ergänzungssystem ist thematisch eine Erweiterung des LECTRON »Start- und Ausbausystems«. Da jedoch für die Versuche bisweilen relativ viele Verbindungs- und Funktionsbausteine des Experimentierkastens »Digital-technik« benötigt werden, ist dieser ebenfalls unbedingt erforderlich.

Nr. Thema

01 Ein einfacher Differenzverstärker02 Der LECTRON Transistor - Array - Baustein03 Eine integrierte Zenerdiode04 Ein verbesserter Differenzverstärker05 Differenzverstärker mit zwei Ausgängen06 Die Verstärkung eines Differenzverstärkers07 Differenzverstärker an zwei Betriebsspannungen08 Die Eingangskennlinie eines FETs09 Konstantstromquelle mit FET10 Differenzverstärker mit FET - Konstantstromquelle11 Die Widlar - Stromquelle12 Ein einfacher Stromspiegel13 Vielfache Stromspiegelungen14 Differenzverstärker mit Stromspiegel15 Der Wilson Stromspiegel16 Die Kaskodeschaltung17 Kombinieren von Stromquellen18 Eine selbstregelnde Stromquelle19 Aufbau eines Operationsverstärkers20 Ein kompletter Operationsverstärker21 Offsetabgleich beim Funktionsbaustein22 Die Strobe - Funktion23 Überwachung einer Kondensatorladung24 Ein empfindlicher Fotoverstärker25 Differenzverstärker mit Fotowiderständen26 Der »gebändigte« Operationsverstärker27 Der Elektrometerverstärker28 Umkehrverstärker mit hohem Eingangswiderstand29 Umkehraddierer30 Subtrahier - Schaltung31 Subtrahier - Schaltung mit Elektrometer-Eingang

Nr. Thema

32 Subtrahierer mit zwei Elektrometer-Eingängen33 Bipolarer Koeffizient34 Spannungsquelle mit Umkehrverstärker35 Spannungsquelle mit höherer Stromaufnahme36 Spannungsquelle mit Elektrometerverstärker3738 Elektrometerverst. als Konstantstromquelle39 Konstantstromquelle mit geerdetem Verbraucher40 Schmitt - Trigger41 Rechteckgenerator42 Schmitt - Trigger mit nichtinvert. Verstärker43 Additions - Schmitt - Trigger44 Rechteckgenerator mit nichtinvertierendem

Operationsverstärker45 Umkehrintegrator46 Anfangsbedingungen aus erdfreier Spannungsquelle47 Anfangsbedingungen aus geerdeter Spannungsquelle48 Summationsintegrator49 Differenzintegrator50 Zweifach - Integrator51 Ein Oszillator52 Einstellbare Zeitkonstante53 Erzeugung negativer Widerstände (NIC)54 Spannungsquelle mit negativem Innenwiderstand55 Der Gyrator56 Modifizierter Gyrator57 Phasenschieberoszillator58 Wien - Robinson - Oszillator59 Tongenerator60 Oszillator für Dreiecksschwingungen61 Präzision - Schmitt - Trigger

Umkehrverstärker als Konstantstromquelle

2

C2V7

100W 180W100W 180W47W 120W

100µF 100µF

20kW 47kW 47kW 47kW 2,2MW 100µF 100µF

3,9kW 5,6kW 10kW 20kW270W 560W 2,2kW

G

D

S

Ge

21

Lectron

Nr. Thema

62 Multivibrator mit Präzisions - Schmitt - Trigger63 Erzeugung niedriger Frequenzen64 Einfacher Funktionsgenerator65 Spannungsgesteuerter Oszillator66 Sinus - Synthese67 Transkonduktanz - Verstärker (OTA)68 LECTRON - Funktionsgenerator69 Feineinstellung der Oszillatorfrequenz70 Frequenzmodulation71 Frequenzumschaltung72 Pulsgenerierung73 Sinus- und Dreieckssignalgenerierung74 Analog Multiplizierer75 Logarithmierer76 Temperaturkompensierter Logarithmierer77 Abtast - Halte - Glied78 Präzisions - Vollweg - Gleichrichter79 Präzisions - Vollweg - Gleichrichter mit Effektiv-

wertanzeige für Gleich- und Wechselspannungen80 Präzisions - Vollweg - Gleichrichter mit geerdetem

Ausgang81 Aktives Doppel - T - Filter82 Aktive Doppel - T -Bandsperre83 Bandpass mit Mehrfachgegenkopplung

22

LectronAusbau-System Schwellwert- und Majoritätslogik Bestell-Nr.: 1013

4

Nr. Thema

01 Schwellwertbaustein mit Umkehraddierer02 UND - Verknüpfung03 ODER - Verknüpfung04 Schwellwertbaustein mit doppelt gewichtetem Eingang05 UND - ODER - Funktion06 Mindestens - 3 - von - 4 - Funktion07 Mindestens - 2 - von - 4 - Funktion08 ODER - Funktion mit vier Variablen09 UND - Funktion mit vier Variablen10 3 - Eingangs - Majoritätsbaustein11 UND - Verknüpfung mit Majoritätsbaustein12 ODER - Verknüpfung mit Majoritätsbaustein13 Volladdierer14 Netzwerk für Codeprüfungen15 Erweitertes Netzwerk für Codeprüfungen16 Komparator17 5 - Eingangs - Majoritätsverknüpfung18 Optimierte 5 - Eingangs - Majoritätsverknüpfung19 5 - Eingangs - Majoritätsbaustein20 5 - Eingangs - Majoritätsbaustein als

3 - Eingangs - Majoritätsverknüpfung21 UND - Verknüpfung mit drei Variablen22 ODER - Verknüpfung mit drei Variablen23 UND - ODER - Verknüpfung24 ODER - UND - Verknüpfung25 UND - ODER - Verknüpfung für vier Variable26 Mindestens - 3 - von - 4 - Verknüpfung27 Mindestens - 2 - von - 4 - Verknüpfung28 Volladdierer aus zwei Majoritätsbausteinen29 Codeprüfungsnetzwerk aus

5 - Eingangs - Majoritätsbausteinen

Nr. Thema

30 7 - Eingangs - Majoritätsverknüpfung mitminimaler Bausteinanzahl

31 Optimierte Prüfschaltung für 2 aus 5 - Code32 Korrelation von 60%, 80%, 100%33 Korrelation von 75% oder 100%34 Korrelation von 100%35 Majoritäts - Funktion als Tiefpass36 Majoritätsfunktion als Hochpass37 Koinzidenz - Flipflop mit 3 - Eingangs -

Majoritätsbaustein38 Koinzidenz - Flipflop mit 5 - Eingangs -

Majoritätsbaustein39 Taktgesteuerte Störimpulsausblendung40 Störimpulsunterdrückung41 Dreierzähler mit drei Majoritätsbausteinen42 Fünferzähler mit fünf Majoritätsbausteinen43 Zweierzähler mit zwei Majoritätsbausteinen44 Viererzähler45 Stabil arbeitender Zweierzähler46 Stabil arbeitender Viererzähler47 Dezimalzähler48 Zähler aus 5 - Eingangs - Majoritätsbausteinen49 Taktgesteuertes Koinzidenzflipflop50 Taktgesteuertes Koinzidenzflipflop mit drei Eingängen51 Koinzidenzflipflop mit D - Flipflop52 LECTRON Koinzidenzflipflop - Baustein53 Binärteiler54 Teilerstufe55 Synchroner modulo - 8 - Zähler

56 Modulo - 8 - RückwärtszählerEntwurf des modulo - 8 - Zählers

Ausbau-System Schwellwert- und Majoritätslogik

Allgemein werden logische Verknüpfungen von Signalen in der Digitaltechnik mit NAND- und NOR- Bausteinen durchgeführt. Das Ergebnis ist dann gewöhnlich davon be-stimmt, welches 1 - Signal an welchem Eingang liegt. Al-lerdings gibt es auch Aufgabenstellungen, bei denen das Ausgangssignal davon abhängig sein soll, wie viele 1 - Sig-nale an den Eingängen gleichzeitig auftreten. Die Zuord-nung eines Signals zu einem bestimmten Eingang ist dabei unwichtig, wichtig ist für das Ausgangssignal nur ihre Anzahl. Aufgaben dieser Art kommen vor allem bei Mustererkennungen in der statistischen Informationsver-arbeitung vor und können mit den Elementen der Schwellwertlogik eleganter gelöst werden als mit kon-ventioneller Schaltalgebra.

Dieses von der Theorie her anspruchsvolle Ergänzungssys-tem baut thematisch auf dem »Start- und Ausbausystem« sowie auf »Digitaltechnik« auf. Wünschenswert sind Kenntnisse über den Operationsverstärker, jedoch nicht unbedingt erforderlich. Praktisch wird man Schritt für Schritt in 60 Versuchen mit Spezialbausteinen in die Ei-genheiten dieser Logik eingeführt und erhält tiefere Ein-sichten über das Wesen logischer Verknüpfungen und der Mustererkennung. Ein Syntheseverfahren rundet den Lehr-gang ab.

23

Lectron

4AE

+

+AE

+

+

AE

+

+AE

+

+

2,2kW 10kW

270W270W

20kW 20kW

E/A1 1

2E/A2

+

C

C=1

CLK

DS

+

R

QQ

S

2

3 41

5

76

8

+

_

+

_2

3 41

5

76

8

+

_

+

_

7

m

E1

E2

AE3

+

+

A

m

E1

E2

AE3

+

+

A

m

E1

E2

AE3

+

+

A

m

E1

E2

AE3

+

+

A

m

E1

E2

AE3

+

+

A

m

E1

E2

AE3

+

+

A

m

E1 E4

E2

E3 E5

+

+

A m

E1 E4

E2

E3 E5

+

+

A m

E1 E4

E2

E3 E5

+

+

A

CLK

E 1

E2

+

R

Q

Q

CLK

E 1

E2

+

R

Q

Q

CLK

E 1

E2

+

R

Q

Q

m

E1 E4

E2

E3 E5

+

+

A>1

E1

E2

AE3

+

+

A

>1

E1

E2

AE3

+

+

A

Nr. Thema

57 Modulo - 8 Vorwärts/Rückwärtszähler58 Voreinstellbarer modulo - 4 - Vorwärts/Rückwärtszähler59 Universelles Schieberegister60 Zähler mit dynamischen Referenzsignalen

AnhangSyntheseverfahren nach Akers und Negrin

LectronAusbau-System PLL - Technik Bestell-Nr.: 1015

24

7

+Q3

Q2

Q1Q0

EN

CLK

R

R

&

+Q3

Q2

Q1Q0

EN

CLK

R

R

&

+

10nF

Out InVCO

R

1

2

Komp

+R

Q

³1

2,2MW RC

C

Ast/Mono

T

RT

100pF

2k+1

E1

E2

AE3

+

+

A

2k+1

E1

E2

AE3

+

+

A

G

D

S

100kW

G

D

S

G

D

S

47kW

470kW

100W470kW

47nF4,7nF 0,47µF

2

3 41

5

76

8

+

_

+

_ 2

3 41

5

76

8

+

_

+

_

CLK

D

S

+

R

Q

Q

S

CLK

D

S

+

R

Q

Q

S

20kW

Ausbau-System PLL - Technik

Dieser Experimentierbaukasten zeigt in 48 Versuchen, wozu und wie man die Technik der »Phasenregelschleife«, auch »Nachlaufsynchronisation« genannt, einsetzen kann. Aufgabe dieser Schaltungstechnik ist es, die Fre-quenz eines Oszillators so genau zu regeln, dass sie stets in Frequenz und Phase mit der eines Bezugsoszillators exakt übereinstimmt. Welche wichtigen Anwendungen nicht nur in der Nachrichtentechnik sondern auch in Elektronik-geräten unseres Alltags daraus resultieren, ohne dass es uns bewusst ist, wird ausführlich dargestellt.Neben dem PLL - Baustein enthält der Kasten auch eine Reihe neuer Bausteine, die sehr gut in der Digitaltechnik einzusetzen sind: eine EXOR/EXNOR Verknüpfung, einen 4-Bit-Binärzähler, einen astabilen / monostabilen Multi-vibrator und einen Optokoppler.Dieses von der Theorie her anspruchsvolle Ergänzungssys-tem baut auf dem »Start- und Ausbausystem« sowie auf »Digitaltechnik« auf. Kenntnisse über die Funktion des Ope-rationsverstärkers sind wünschenswert, jedoch nicht un-bedingt erforderlich, da alles ausreichend erläutert wird.Ein Berechnungsbeispiel für das Schleifenfilter rundet den Lehrgang ab.

Nr. Thema

Zu diesem Kasten1 Komparator2 EXOR/EXNOR Funktionsbaustein3 Blinkschaltung4 Astabiler Multivibrator5 Optokoppler6 Lectron Baustein Astabiler/Monostabiler

Multivibrator7 Abstellbarer Oszillator8 Oszillator mit veränderlicher Frequenz9 Helligkeitsgesteuerter Oszillator10 Spannungsgesteuerter Oszillator11 Pseudo-Zufallsgenerator12 Pseudo-Zufallsgenerator (Version 2)13 Pseudo-Zufallsgenerator mit 7 Zellen14 Pseudo-Zufallsgenerator mit 8 Zellen15 Monostabile Kippstufe16 Retriggerbare monostabile Kippstufe17 Retriggerbare monostabile Kippstufe

mit Differenzierglied18 Spannungs - Frequenz - Umsetzer19 PLL - Baustein20 Eigenschaften des Komparators21 Der VCO22 Frequenzmodulation23 Schwebung

Nr. Thema

24 Regelkreis25 Anzeige der VCO - Steuerspannung26 Das FSK-Verfahren27 Temperatur-Messwertfernübertragung28 Einrasten auf Harmonischen29 FM Modulation30 FM Demodulation31 Ansteuerungsvariante32 Modulation mit Kapazitätsdiode33 Flankensensitiver Komparator34 Vergleich der Komparatoren35 Flankengetriggertes RS-Flipflop (Variante)36 Phasenkomparator 237 Phasenkomparator 2 (Fortsetzung)38 Frequenzsynthese39 Frequenzverdopplung40 Binärzähler Baustein41 Zählen mit fallender Flanke42 Synchrone Zählererweiterung43 Asynchrone Zählererweiterung44 Frequenzverdopplung (Variante)45 Frequenzvervierfachung46 Rationale Teilerfrequenzen47 Rationale Teilerfrequenzen (Variante)48 Netzfrequenzvervielfachung

Anhang: Berechnung des SchleifenfiltersLiteraturverzeichnis

Lectron

25

Versuch

30

68

10kW

47W

+R

Q

³1

2,2MW RC

C

Ast/Mono

T

RT

100pF

0,1µF 100kW

10kW

47W

47W

120W

0,1µF560W

5,6kW

47kW

270W

2,2kW

100kW

4,7nF

1,5kW

G

D

S

100µF

+

10nF

Out InVCO

R

1

2

Komp

220W

270W

Versuch 102

46

100kW

+

10nF

Out InVCO

R

1

2

Komp

2,2kW

270W100kW

47nF

+R

Q

³1

2,2MW RC

C

Ast/Mono

T

RT

100pF

4,7nF

47kW

10kW

CLK

J

K

+

R

Q

Q

CLK

J

K

+

R

Q

Q

CLK

J

K

+

R

Q

Q

0,47µF

100kW

0,47µF

100kW

0

01 10

FM Modulation und Demodulation

Frequenzvervielfachung

LectronAusbau-System Neurophysiologie 2. erweiterte Auflage Bestell-Nr.: 1016

26

Nr. ThemaZu diesem KastenZu dieser AnleitungSimulation neurophysiologischer VorgängeWie liest man eine Schaltung?

1 Ein einfacher elektrischer Stromkreis2 Die Beladungshöhe oder das Potenzial

Das Lectron Messinstrument3 Messung der elektrischen Stromstärke4 Schaltungsanalyse Schaltung 15 Schaltungsanalyse Schaltung 2

Analyse komplizierterer Schaltungen 1Analyse komplizierterer Schaltungen 2HistorischesAufbau einer Nervenzelle Nervenzelle im RuhezustandSchema einer NervenzelleUntersuchung d. elekt. Vorgänge an ZellenSimulation neurophysiologischer ZuständeBestimmung der BauteilewerteDie Potenzialzellen und ihre Ladung

6 Neuronmembran mit RuhepotenzialBerechnung des Ruhepotenzials

7 Messung des Ruhepotenzials mit demLectron MessinstrumentDer Operationsverstärkerbaustein

8 Messung des Ruhepotenzials (Variante)Der Spannungsreglerbaustein

9 Messung der Ströme beim RuhepotenzialDer NanoamperemeterverstärkerPhysik der IonenkanäleUnterschiedliche Ionenkanäle

10 Geregelte Ionenkanäle

Nr. Thema11 Ligandengesteuerte Ionenkanäle 1

Der Fotowiderstandsbaustein12 Ligandengesteuerte Ionenkanäle 2

Der Optokoppler BausteinAktionspotenziale (Hodgkin-Huxley-Modell)

13 Simulation von Aktionspotenzialen14 Aktionspotenzial, Messung der Ströme15 Verbesserte Simulation d. Aktionspotenzials

Elektrophysiologische MessmethodenDifferenzverstärker

16 Intra- und extrazelluläre Spannungsmessung17 Messung von Membranspannungen 118 Messung von Membranspannungen 219 Der Feldeffekttransistor20 Der Differenzverstärker21 Der LED-Anzeige Baustein22 Kompensationsschaltungen23 Die »Wheatstone« -Messbrücke24 Die Spannungsklammer25 Die Spannungsklammer (erweiterte Schaltung)26 Simulation von Nervenzellenabschnitten27 Simulation eines Dendritenabschnitts28 Weiterleitung von Potenzialänderungen

Messbereichserweiterung beim Instrument29 Vereinfachte Messung30 Berücksichtigung der Kapazität

Nervensystem und Computer31 Digitaler (Halb-) Addierer32 Der analoge Umkehraddierer

SynapsenFunktion von (chemischen) SynapsenSimulation von Synapsen

10kW

7

2 200

250150

500

10 1000

100

f/Hz

t / T0,1 0,9

0,5

Amplitude

Start

t/ms

t

Lectron

0 - 7V

- 8V Ausg.

+

++

5.4

70

2

3 41

5

76

8

+

_

+

_

100kW 100kW

UIN

+

UIN

UINmode

scale

2

4

6

8

10

UIN

+

UIN

UINmode

scale

2

4

6

8

10

Na 55mV

1,2kW 56W

K 75mV

1,2kW 75W

Cl 69mV

1,2kW 68W

Na K

-8V Ausg.

+ +

Na K

-8V Ausg.

+ +

+Q3

Q2

Q1Q0

EN

CLK

R

R

&+

+

100nA

10kW

+

+

S

fU

f

0,3V 9V

Schwelle

+

+

-+

+

+

S

fU

f

0,3V 9V

Schwelle

+

+

-+

+

+

S

fU

f

0,3V 9V

Schwelle

+

+

-+

+

+

S

fU

f

0,3V 9V

Schwelle

+

+

-+

560W 2,2kW 2,2kW 4,7kW 4,7kW 0,47µF47nF

20kW 20kW

20kW 20kW

20kW 20kW

20kW 20kW

470kW 330pF 47kW 47kW 47kW 47kW

20A A COM V/W

-69,8

10kW

10µF

10kW

10µF

10kW

10µF

10kW

10µF

LectronAusbau-System Neurophysiologie 2. erweiterte AuflageBestell-Nr.: 1016

27

Nr. Thema

33 Simul. der exzitatorischen Synapsenmembran 134 Simul. der exzitatorischen Synapsenmembran 235 Simul. der exzitatorischen Synapsenmembran 336 Simul. der inhibitorischen Synapsenmembran37 Simulation der exzitatorischen Synapse38 Funktionen einer Synapse39 Simulation der Axonmembran u. von erregbaren Zellen40 Simulation d. Axonmembran (Variante)41 Optisch reizbare Nervenzelle42 Modell einer Muskelzelle43 Der FHN Baustein44 Herzmuskelzelle45 Erregungsfortleitung auf dem Axon46 Elektrotonische Synapsen47 Simulation der exzitatorischen Synapse48 Exzitatorische Synapse mit Optokoppler49 Simulation der inhibitorischen Synapse50 Inhibitorische Synapse mit Optokoppler

Elektronische NervenzellmodelleMehrfach - Subtrahierer

51 Der Neuron / Axonhügel Baustein52 Der Binärzähler Baustein53 Summation / Integration54 Inhibition durch Integration55 Der Stimulator Baustein56 Amplitude vs. Tastverhältnis57 Übertragungsfunktion des Neurons58 Zeitliche Integration59 Räumliche Integration60 Räumlich / zeitliche Integration61 Räumliche Integration mit Inhibition

Ausbausystem Neurophysiologie

Was passiert eigentlich in unserem Körper, wenn sich ein Muskel zusammenzieht, das Herz schlägt, eine Drüse ein Sekret abgibt oder unser Gehirn arbeitet? Antwort auf alle diese Fragen gibt die Zusammenstellung von Experimen-ten dieses Lectron Ausbausystems.Bei allen lebenswichtigen Aktivitäten entstehen im Kör-per elektrische Spannungen nämlich dadurch, dass sich ar-beitende Organe gegenüber dem sie umgebenden Gewebe elektrisch negativ verhalten. Es entstehen sogenannte für die einzelne Aktion charakteristische »Aktionspotenziale«, die im ganzen Körper vorhanden sind und mit geeigneten Mitteln z. B. an der Haut gemessen werden können.Dieses Ausbausystem beschäftigt sich mit dem faszinie-renden Thema der Funktion unseres Nervensystems. Ner-venzellen funktionieren »mit Strom«, genau so wie die Ele-mente der elektronischen Schaltungen. Deswegen liegt es nahe, Vorgänge des Nervensystems mit elektronischen Bauelementen nachzubilden. Mit diesem Simulationsver-fahren beschäftigt sich dieser Kasten.Für wen sind hier beschriebenen Experimente bestimmt? Zunächst kann sich jeder Interessierte mit diesen Versu-chen Kenntnisse über das Nervensystem erarbeiten - durch praktische Versuche, ohne dass er Tiere untersuchen oder das komplizierte Versuchsdesign biologischer Ver-suchsaufbauten beherrschen muss.

Besonders geeignet sind die Versuche aber auch für Schü-ler und Studierende, die sich so in dieses Gebiet einarbei-ten und die oft schwer verständlichen Erläuterungen aus Lehrbüchern, Unterrichtsstunden und Vorlesungen »mit ihren Händen« erarbeiten können.Physikalische Vorgänge sind in der Regel weniger komplex als biologische Systeme, die Grundprinzipien sind aber übertragbar. Deshalb kann die Reduktion der Komplexität beim Verständnis der Biologie helfen, indem man zu-nächst das physikalische System versteht und es dann auf das biologische System überträgt.Die 2. Auflage von »Neurophysiologie« ist gegenüber der ersten überarbeitet und gleichzeitig von 66 auf 86 Exper-imente stark erweitert worden. Hinzu gekommen sind ins-besondere Kapitel zur Einführung in die Elektronik für alle diejenigen, denen vielleicht die nötigen Grundlagen nicht mehr ganz präsent sind. Außerdem wurde der bisher nur knapp gehaltene Teil mit Versuchen zum Herzen durch wei-tere Experimente, die bis zur Aufnahme eines EKGs rei-chen, erweitert.Damit der Kostenrahmen für den Experimentierkasten ge-wahrt bleibt, sind ihm einige neu entwickelte Spezialbau-steine für diese Versuche (ab Nr. 78) nicht beigegeben. Sie müssen bei Bedarf von Lectron zugekauft werden. Eine Liste mit den entsprechenden Bestellnummern befindet sich im Anleitungsbuch.

Nr. Thema

Sinneszellen Logarithmischer Verstärker Differentiator62 Sinneszelle mit linearer Kennlinie63 Sinneszelle mit logarithmischer Kennlinie64 On-Off-Sinneszelle65 Simulation einer Lichtsinnzelle

Grundschaltungen f. d. Verbindungen v. Nervenzellen66 Die Reflex-Prinzipschaltung67 Verbesserte Reflex-Prinzipschaltung68 Die 1:1 Verschaltung69 Vorzeichenumkehr70 Renshaw-Zellen71 Laterale Inhibition72 Die Konvergenzschaltung73 Die Divergenzschaltung74 Reziproke Vernetzung75 Ein einfacher Taktgeber76 Rekurrente Vernetzung

Herz und Elektrokardiogramm77 Erregungsleitung im Herzen78 Der EKG-Simulator79 EKG-Simulator mit Optokoppler

Der Instrumentationsverstärker Elektronische FilterElektroden für medizinische Messungen

80 Der EKG-Verstärker Baustein81 Der EKG-Verstärker mit LWL-Isolierung82 Aufnahme eines EKGs83 Stromfluss durch einen Modellmenschen84 Schrittspannung bei Blitzeinschlag

Der Konstantstromquellen Baustein85 Der Defibrillator86 Der Defibrillator (Alternative)

LectronGenregulation Grundkasten Bestell-Nr.: 1017

28

Nr. ThemaBauteileübersicht GrundkastenZu diesem KastenWas ist Leben?Blockschaltbild des Gen-Bausteins

1 Aktivieren des Gen-Bausteins2 Oszillator mit Gen-Baustein3 Speicherzelle mit Gen-Baustein4 Speicherzelle m. Gen-Baustein (Bistabile Alternative)

Mechanische Selbsthaltung & -unterbrechung5 Dominante Setz- und Rücksetzfunktion6 Koinzidenzspeicher7 Realisierbare Schwellwertfunktionen8 Zeitkonstante und Hysterese9 Zwei gekoppelte Gen-Bausteine (++)10 Zwei gekoppelte Gen-Bausteine (--)11 Zwei gekoppelte Gen-Bausteine (+-)12 Zwei Master-Slave-gekoppelte Gen-Bausteine13 Zwei einfach gekoppelte Oszillatoren14 Zwei gegenseitig gekoppelte Oszillatoren15 Wechselschalter16 Kopplung von drei Bausteinen (---)17 Repressilator18 Kopplung von drei Bausteinen (++-)19 Kopplungen dreier Bausteine (+--) & (+++)20 Doppelkopplungen dreier Bausteine (±±±)21 Kopplung von drei Oszillatoren22 Ringschaltungen mit 4 Gen-Bausteinen23 Ringschaltung mit 4 Gen-Bausteinen und doppelter

Kopplung (±±±±)24 Ringschaltung mit 8 Gen-Bausteinen und doppelter

Kopplung

Nr. Thema25 Zähler mit 5-Eingangs Majoritätsbausteinen26 Zähler mit 4 Gen Bausteinen27 Zähler mit 4 Gen-Bausteinen (Alternative)28 Zähler mit 6 Gen Bausteinen

Der MOSFET29 Teilerstufe30 Erweiterung der Teilerstufe31 Teilerstufe (Alternativer Aufbau)32 Modellnetz für die Genregulierung der

Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana)33 Modellnetz für die Genregulierung

der Teilungshefe (Saccharomyces pombe)34 Modellnetz für die Genregulierung der

Bäckerhefe (Saccharomyces cerevisiae)35 Lichtabhängige Teilung bei der Bäckerhefe36 Lichtabhängige Teilung (Alternativer Aufbau)37 Lichtabhängige Kopplung

Bausteinübersicht V1 - V33Zusätzliche Bauteile (Erweiterung)

2AC

RC/s

Hysterese

CSchwelle

max

3,5

+

0

E1

E2

E3

E4 E5

+A

-A

0-2

-10

+1+2+3

+4+5

0,5

13

1,52,5

9

0,1

0 0,8

0,7

0,4 6,5

0,6

-2 +5+4

+3+2

+1

-1bistabil00

55

99

44

88 3377

22

66

11

A

AC

RC/s

Hysterese

CSchwelle

max

3,5

+

0

E1

E2

E3

E4 E5

+A

-A

0-2

-10

+1+2+3

+4+5

0,5

13

1,52,5

9

0,1

0 0,8

0,7

0,4 6,5

0,6

-2 +5+4

+3+2

+1

-1bistabil00

55

99

44

88 3377

22

66

11

A

2AC

RC/s

Hysterese

CSchwelle

max

3,5

+

0

E1

E2

E3

E4 E5

+A

-A

0-2

-10

+1+2+3

+4+5

0,5

13

1,52,5

9

0,1

0 0,8

0,7

0,4 6,5

0,6

-2 +5+4

+3+2

+1

-1bistabil00

55

99

44

88 3377

2266

11

A

AC

RC/s

Hysterese

CSchwelle

max

3,5

+

0

E1

E2

E3

E4 E5

+A

-A

0-2

-10

+1+2+3

+4+5

0,5

13

1,52,5

9

0,1

0 0,8

0,7

0,4 6,5

0,6

-2 +5+4

+3+2

+1

-1bistabil00

55

99

44

88 3377

22

66

11

A

12V

1,25V

12V~

12V~

1,25V÷12V

1,25V÷12V

10kW

47kW

G

D

S G

D

S

LectronGenregulation ErweiterungBestell-Nr.:

29

Genregulation

Dieser Baukasten über das hochaktuelle Thema ist für den Un-terricht in der Sekundarstufe II sowie für Studierende biowis-senschaftlicher Studiengänge gedacht. Er ist außerdem zur Demonstration systembiologischer Fragestellungen in For-schung und Lehre bestens geeignet.Zur Durchführung der über 30 Versuche sind zunächst keine Kenntnisse in Elektronik nötig; die erforderlichen wenigen Grundkenntnisse werden bei der Durchführung der Versuche wieder aufgefrischt.Zentraler Baustein ist der Gen-Baustein, der als Schalter funk-tioniert. Durch Verbinden mehrerer Bausteine werden gene-tische Netzwerke modelliert, an denen man studieren kann, wie Wechselwirkungen in dem Netz entstehen. Diese sorgen z. B. dafür, dass eine Zelle bei ihrer Teilung die dazu benötig-ten Proteine, deren Baupläne im DNA-Strang gespeichert sind, zur richtigen Zeit in richtiger Konzentration herstellt, damit die einzelnen Schritte in der passenden Folge ablaufen.In der Grundausstattung sind vier Gen-Bausteine enthalten, mit denen nahezu 30 Versuche durchgeführt werden können. Lediglich für die sehr großen Modelle benötigt man bis zu zwölf Gen- und weitere Verbindungsbausteine, die als Erwei-terung zugekauft werden müssen. Mit dieser Ausstattung werden dann Hefezellen-Modelle auf einer DIN A2 Platte auf-gebaut, an denen man die einzelnen Schritte bei der Zelltei-lung sehr gut demonstrieren und variieren kann.

2AC

RC/s

Hysterese

CSchwelle

max

3,5

+

0

E1

E2

E3

E4 E5

+A

-A

0-2

-10

+1+2+3

+4+5

0,5

13

1,52,5

9

0,1

0 0,8

0,7

0,4 6,5

0,6

-2 +5+4

+3+2

+1

-1bistabil00

55

99

44

88 3377

22

66

11

A

AC

RC/s

Hysterese

CSchwelle

max

3,5

+

0

E1

E2

E3

E4 E5

+A

-A

0-2

-10

+1+2+3

+4+5

0,5

13

1,52,5

9

0,1

0 0,8

0,7

0,4 6,5

0,6

-2 +5+4

+3+2

+1

-1bistabil00

55

99

44

88 3377

22

66

11

A

AC

RC/s

Hysterese

CSchwelle

max

3,5

+

0

E1

E2

E3

E4 E5

+A

-A

0-2

-10

+1+2+3

+4+5

0,5

13

1,52,5

9

0,1

0 0,8

0,7

0,4 6,5

0,6

-2 +5+4

+3+2

+1

-1bistabil00

55

99

44

88 3377

22

66

11

A

2AC

RC/s

Hysterese

CSchwelle

max

3,5

+

0

E1

E2

E3

E4 E5

+A

-A

0-2

-10

+1+2+3

+4+5

0,5

13

1,52,5

9

0,1

0 0,8

0,7

0,4 6,5

0,6

-2 +5+4

+3+2

+1

-1bistabil00

55

99

44

88 3377

22

66

11

A

AC

RC/s

Hysterese

CSchwelle

max

3,5

+

0

E1

E2

E3

E4 E5

+A

-A

0-2

-10

+1+2+3

+4+5

0,5

13

1,52,5

9

0,1

0 0,8

0,7

0,4 6,5

0,6

-2 +5+4

+3+2

+1

-1bistabil00

55

99

44

88 3377

22

66

11

A

AC

RC/s

Hysterese

CSchwelle

max

3,5

+

0

E1

E2

E3

E4 E5

+A

-A

0-2

-10

+1+2+3

+4+5

0,5

13

1,52,5

9

0,1

0 0,8

0,7

0,4 6,5

0,6

-2 +5+4

+3+2

+1

-1bistabil00

55

99

44

88 3377

22

66

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A

2AC

RC/s

Hysterese

CSchwelle

max

3,5

+

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E1

E2

E3

E4 E5

+A

-A

0-2

-10

+1+2+3

+4+5

0,5

13

1,52,5

9

0,1

0 0,8

0,7

0,4 6,5

0,6

-2 +5+4

+3+2

+1

-1bistabil00

55

99

44

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22

66

11

A

AC

RC/s

Hysterese

CSchwelle

max

3,5

+

0

E1

E2

E3

E4 E5

+A

-A

0-2

-10

+1+2+3

+4+5

0,5

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1,52,5

9

0,1

0 0,8

0,7

0,4 6,5

0,6

-2 +5+4

+3+2

+1

-1bistabil00

55

99

44

88 3377

22

66

11

A

30

Lectron

Nr. Thema

01 Der Stromkreis02 Stromkreis mit Massebaustein03 Der unterbrochene Stromkreis04 Ein Schalter im Stromkreis05 Stromkreis mit Abzweigung06 Ein Widerstand im Stromkreis07 Reihenschaltung von Widerständen08 ParalleIschaltung von Widerständen09 Glühlampenhelligkeit und Messgerätausschlag10 Leitfähigkeit verschiedener Stoffe11 Das Messgerät als Voltmeter12 Spannungsteilerschaltung13 Das Messgerät als Amperemeter14 Das ohmsche Gesetz15 Der verzweigte Stromkreis16 Der Ohrhörer als elektro - akustischer Wandler17 Der Kondensator18 Auf- und Entladen eines Kondensators19 Parallel- und Reihenschaltung von Kondensatoren20 Sperr- und Durchlassrichtung der Diode21 Der Transistor - aus Diodenstrecken zusammengesetzt22 Erzeugung von Wechselstrom23 Ein Kondensator im Gleich- und Wechselstromkreis24 Gleichrichten von Wechselstrom25 Gleichrichtung mit vier Diodenstrecken26 Der Transistor steuert die Helligkeit einer Glüh-

lampe27 Der Transistor als Schalter28 Der Transistor als Verstärker29 Verstärkung mit zwei Transistoren30 Verstärker mit Glühlampe als Stromanzeiger

Nr. Thema

31 Schwingkreis mit induktiver Rückkopplung32 Rundfunkempfänger33 Kondensatoren werden ge- und entladen34 ParalleIschaltung von Kondensatoren35 Reihenschaltung von Kondensatoren36 Ladestrom und Ladezeit eines Kondensators37 Die Zeitkonstante38 Spannungsverdopplung und -vervielfachung39 Ein Kondensator in einem Wechselstromkreis

von variabler Frequenz40 Ladekondensator; Glätten von welligem Gleichstrom41 Brückenschaltung; Messbrücke für ohmsche Widerst.42 Tonfrequenz - Messbrücke für Kondensatoren43 Kennlinien v. ohmschen Widerständen und Glühlampe44 Kennlinie einer Halbleiterdiode45 Der Heißleiter, ein temperaturabhängiger Widerstand46 NTC - Thermometer; Elektronik -Thermostat;

Feuermelder mit Blinksignal und Alarmton47 Der Photowiderstand (LDR)48 Flammenwächter; Dämmerungsschalter; Pulsschlag-

zähler; Lichtschranke mit Tonsignal; Blinklicht49 Der bistabile Multivibrator; (Flip - Flop); Binärzähler50 Der astabile Multivibrator51 Der monostabile Multivibrator (Mono - Flop)52 Der Schmitt - Trigger als Schwellwertschalter

und Impulsformer53 Zeitglied (RC - Glied) und Zeitschalter54 CR / RC - Phasenschieber - Generator und Wienbrücke55 Analoge und digitale Signale und Systeme56 Digitale Grundschaltungen: UND; ODER; NICHT57 Digitale Grundschaltungen: NAND; NOR

Übungs-System Bestell-Nr.: 1102

2

270W220W47W 120W 3,9kW 5,6kW4,7kW270W

0,1µF10kW 100kW 0,1µF 0,1µF 100µF10µF

100µF

Ge

Ge

47pF 10kW

100kW 330kW

0

10 10

Übungssystem

Das Übungssystem für den Einsatz an Schulen in den Klas-sen 7 bis 10 ist aus dem LECTRON Trainer 1102 hervorge-gangen und hat gegenüber seinem Vorgänger folgende Verbesserungen:Ein weiterer Taster gestattet, einige Schaltungen elegan-ter aufzubauen als bisher.Der jetzt zweipolige Batteriekasten ermöglicht es, den Plus- oder den Minuspol der 9 V Batteriespannung an die Grundplatte zu legen; durch die hauptsächliche Verwen-dung der beiden zusätzlichen Silizium - npn - Transistoren ist letzteres bei den meisten Versuchen geschehen. Einige Versuche benötigen den bausteininternen Basis - Kollek-tor - Widerstand; hier werden die bewährten pnp - Ger-manium - Transistoren eingesetzt und der Pluspol an die Platte gelegt. Es hätte den Umfang des Kastens gesprengt, den Widerstand extern in die jeweilige Schaltung einzu-fügen. Besitzer des 1102 Trainers können durch Zukauf der vier zusätzlichen Teile alle hier beschriebenen Versuche durchführen.Das System wird in einem stabilen Kunststoffkoffer aus-geliefert. Das Anleitungsbuch enthält außer den mehr als 230 Versuchsbeschreibungen über 300 Aufgaben; die Lö-sungen stehen neben zahlreichen weiteren Versuchen zur Vertiefung des Stoffes in dem Lehrerheft.Das Übungs-Ausbau-System 1104 (Teile siehe nächste Sei-te) bildet zusammen mit dem Anleitungsbuch den Über-gang zum Elektronik AG Kasten.

31

LectronElektronik AGBestell-Nr.: 1103

2

270W220W47W 120W 3,9kW 5,6kW4,7kW270W

0,1µF10kW 100kW 0,1µF 0,1µF 100µF10µF

100µF

Ge

Ge

47pF 10kW

100kW 330kW

0

10 10

2

47W 100kW

0

10 01

100mA

39W

3,9W100mA

10mA39W

3,9W100mA

10mA

100kW

G

D

S G

D

S

G

D

S G

D

S

Elektronik AG

Die Experimente wurden speziell für den Physikunterricht der 5. Klasse zusammengestellt und sind in der Praxis er-folgreich erprobt. Lerninhalte sind einfache und verzweigte Stromkreise mit verschiedenen Schaltern, logische UND, ODER - Verknüpfungsschaltungen, Leiter und Isolatoren, Kurzschluss und Überlast im Stromkreis sowie Schmelzsi-cherungen auf der Basis des »Karlsruher Physikkurses«. Alle Experimente bis Nr. 18 lassen sich dafür allein mit den Bau-steinen des Übungssystems ausführen.Mit den zusätzlichen Bausteinen, ebenfalls im Kunststoff-koffer, können aufbauend für interessierte Schülerinnen und Schüler anschließend in einer Elektronik AG alle wei-teren Versuche bis hin zu modernen Computer - Grund-schaltungen in CMOS - Technik durchgeführt werden. Grö-ßere Experimente lassen sich jeweils mit Teilen zweier Käs-ten aufbauen. Ein Foliensatz zu allen Experimenten ist bei LECTRON erhältlich.

Nr. Thema01 Ein einfacher Stromkreis02 Das Wassermodell03 Messung der elektrischen Spannung04 Messung des elektrischen Stroms05 Der unterbrochene Stromkreis06 Die Parallelschaltung07 Die Parallelschaltung im Modell08 Die Reihenschaltung im Modell09 Reihenschaltung mit 3 Glühlampen10 Widerstand im Stromkreis11 Leitfähigkeit verschiedener Materialien12 Ein empfindlicher Nachweis13 Umschalter und UND - Schaltung14 UND - Schaltung / UND - ODER - Schaltung15 Wechselschaltung / Kreuzschalter16 Schmelzsicherung17 Schutzleiter18 Relais / Summer

Nr. Thema19 Logik - Verknüpfungen mit Relais20 Diode21 Leuchtdiode22 Kondensator23 Kondensator laden und entladen24 Kondensator an »Wechselspannung«25 Kondensator an Wechselspannung26 Ohrhörer27 Ohrhörer an Wechselspannung28 Spannungsteiler29 Potentiometer30 Aufbau des Transistors31 Transistor im Stromkreis32 Strom - Messungen an Emitterschaltung33 Spannungs - Messungen an Emitterschaltung34 Messungen an Kollektorschaltung35 Transistor als Verstärker36 Arbeitspunkteinstellung37 Abschaltverzögerung38 Anschaltverzögerung39 Blinkschaltung40 Helligkeitseinstellung41 Weidezaungerät42 Fotowiderstand43 Dämmerungsschalter44 Lichtschranke45 Blinkschaltung46 Steuerung des pnp Transistors47 Zweistufiger Mikrofonverstärker48 Rückkopplungsarten beim Verstärker49 Rückkopplungsgenerator50 Anwendungen des Rückkopplungsgenerators51 Magnetstreifenleser52 Schwingungen und Modulation53 Detektor54 Rundfunkempfänger55 Monostabile Kippstufe56 Bistabile Kippstufe (Flipflop)57 Zähl - Flipflop58 Binärzähler59 MOSFETs60 Dimmerschaltung61 p - Kanal MOSFET62 CMOS - Inverter63 CMOS - NAND64 CMOS - NOR

1104 1102

32

LectronElektronik AG Ausbau Solartechnik Bestell-Nr.: 1105

Nr. Thema

Die Sonne-eine fast unendliche EnergiequelleDie Solarzelle

01 Motor an Solarzelle02 Die Leuchtdiode LED03 Die Leuchtdiode an einer Solarzelle04 Die Leuchtdiode an zwei Solarzellen

Aufbau der MaterieAnregung von AtomenVerteilung des Elektroniums in FeststoffenElektrizitätsleitung in FeststoffenFunktonsweise einer Leuchtdiode

05 Die Siliziumdiode06 Die Schottkydiode07 Die Germaniumdiode08 Der Sperrstrom der Germaniumdiode09 Bauteilkennlinien10 Die Kennlinie eines Widerstands11 Die Glühlampenkennlinie12 Die Kennlinie einer Siliziumdiode13 Die Kennlinie einer Schottkydiode14 Die Kennlinie einer Germaniumdiode

Diodenkennlinien

Nr. Thema

15 Messung mit Digitalinstrumenten16 Messung mit einem Digitalmultimeter17 Die Kennlinie einer Leuchtdiode18 Leuchtdiode mit Vorwiderstand19 Ein hochempfindlicher Spannungsnachweis20 Die LED als Spannungsquelle21 Die Solarzelle als Diode22 Die Kennlinie einer Solarzelle23 Messprobleme24 Messen mit einem Instrument25 Die Kennlinie bei voller Sonne26 Parallelschaltung von Solarzellen27 Serienschaltung von Solarzellen28 Die Bypassdiode29 Eigenschaften der Lectron Solarzelle

Arbeitspunkt der Solarzelle30 Glockenankermotor als Last an Solarzelle31 Glockenankermotor als Generator32 LED als Last an Solarzelle33 »Hochspannungserzeugung« mit Solarzelle34 Nickel Metallhydrid Akku als Puffer

Solartechnik

In 34 anschaulichen Experimenten und zusätzlichen aus-führlichen Erklärungen behandelt dieser Ausbau-Kasten alles Wissenswerte über die Gewinnung und Verwendung einer Energie, der die Zukunft gehört. Energie von der Sonne ist praktisch unerschöpflich und ihre Gewinnung emissionsfrei. Von ihrem Vormarsch zeugt eine ständig wachsende Zahl an Hausdächern mit den charakteristi-schen blauen Fotovoltaikzellen. Zwei dieser Zellen sind in dem Kasten enthalten; an ihnen werden die Eigenschaf-ten, aber auch die Probleme gezeigt, die beachtet bzw. ge-löst werden müssen, um die Sonne effektiv »anzapfen« zu können.Für die Experimente werden zusätzlich zum Elektronik AG Kasten nur wenige Bausteine, die bereits in anderen Lec-tron Experimentierkästen vorkommen, benötigt: die bei-den Solarzellen, ein spezieller Motor, verschiedene Dioden, Messwiderstände, ein Akku zur Speicherung und ein uni-versell verwendbares Digitalmultimeter zur Aufnahme von Kennlinien; sie sind nicht nur in der Elektrotechnik und Elektronik ein bewährtes Mittel, wesentliche Eigenschaf-ten von Bauteilen und ihr Zusammenspiel in Schaltungen knapp und exakt darzustellen. Das Ganze geschieht mit Modellen und auf der Basis des Karlsruher Physikkurses, der von der Abteilung für Didaktik der Physik an der Universität Karlsruhe entwickelt wurde.

0,5W1W

20A A COM V/W

0,00

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Magnetismus

In 34 Experimenten und zusätzlichen Erklärungen behandelt diese Zusammenstellung alle Erscheinungen, die mit mag-netischen Feldern zu tun haben, vom Dauermagneten über den Elektromagneten mit seinen vielfältigen Anwendungen als Summer oder Motor bis hin zum Transformator. Für die Experimente auf der Basis des Karlsruher Physikkurses wer-den nur wenige spezielle Bausteine benötigt: der Spulen-baustein mit 2 Rotoren, die Feldplatte, um magnetische Felder sichtbar zu machen, verschiedene Dauermagnete, das Netzgerät für Wechselspannung, sowie einige andere Bau-steine; alle sind auch in anderen Versuchen universell weiter einsetzbar. Zusätzlich werden für einige Versuche einige Standardbausteine benötigt, die entweder dem Elektronik AG Experimentierkasten entnommen oder einzeln von Lec-tron bezogen werden können.

Nr. Thema

HistorischesEigenschaften von Magneten

01 Magnetpole02 Magnetische Ladungen

Magnetisierungslinien03 Magnetisieren und entmagnetisieren

Herstellung von Dauermagneten04 Das Magnetfeld05 Feldlinien06 Beispiele von Feldlinienbildern

Feldlinien und Magnetisierungslinien07 Magnetfeld und Materie08 Die Energie des Magnetfeldes

Das Magnetfeld eines Elektrizitätsstromes

51

22

1

3

5

4

34

BA

12V

1,25V

12V~

12V~

1,25V÷12V

1,25V÷12V

0,47µF 100µF

Feldplatte

kleinerRotor

Eisenkern

großerRotor

Nr. Thema

09 Oerstedts VersuchDas Magnetfeld einer Leiterschleife

10 Der Elektromagnet11 Das Relais12 Selbsthaltung beim Relais13 Der Wagnersche Hammer

Die Klingel14 Der Lectron Spulenbaustein15 Das Magnetfeld des Spulenbausteins

Spielzeugmotore von TRIXLectron Drehspulinstrument

16 Lectron-Messinstrm. an Gleich- und Wechselstrom 17 Lectron - Messinstrument an Wechselstrom

Weicheiseninstrument18 Ohrhörer19 Die Pole eines Elektromagneten»20 Polabhängigkeit von der Stromrichtung21 Addition von Magnetfeldern22 Spannungserzeugung mit einer Spule23 Das Induktionsgesetz24 Der Transformator25 Wechselspngsmess. mit Lectron Instrumenten26 Der Hochspannungstransformator27 Glimmlampe an Hochspannung28 Die Induktivität29 Die Induktivität an Wechselspannung30 Der Induktivgeber31 Gleichstrommotor ohne Kollektor32 Gleichstrommotor ohne Kollektor mit npn Transistor33 Ein Synchronmotor4934 Wirbelströme

LectronElektronik AG Ausbau MagnetismusBestell-Nr.: 1106

33

Kupfer/Messingrohr

2 LectronRundmagnete

LectronBodenmagnet

2 Ferrit Rundmagnete

2 NeodymRingmagnete

NeodymRundmagnetAlnico

FlachstabmagnetKompass

2 NeodymZylindermagnete

2 AlnicoHufeisenmagnete

NeodymKugelmagnet

LectronElektronik AG Ausbau Digitaltechnik Bestell-Nr.: 1107

34

3

&

E1

E2

AE3

+

+

A

&

E1

E2

AE3

+

+

A+

E/A1

E/A2

E/A11

E/A20

E/A21

C

C=1

E/A10 >1

E1

E2

AE3

+

+

A CLK

J

K

+

R

Q

Q

>1

E1

E2

AE3

+

+

A

10µF

3

CLK

D

S

+

R

Q

Q

S

CLK

J

K

+

R

Q

Q

10kW 10kW 10kW

AE

+

+AE

+

+

Nr. Thema

Zu diesem KastenSchalterlogik

1 Die UND - Funktion2 Die ODER -Funktion3 Die UND - ODER -Funktion4 Die ODER - UND -Funktion5 Die NICHT -Funktion6 Die NAND Funktion7 Die NOR -Funktion8 Die EXOR -Funktion9 Die Erweiterung der EXOR -Funktion

CMOS Logik10 Elektronische Schalter: Der MOSFET11 Dimmerschaltung12 Der n - Kanal MOSFET13 Der CMOS - Inverter14 CMOS - NAND - Verknüpfung15 CMOS - NOR - Verknüpfung16 Der LECTRON CMOS - AND/NAND Baustein17 Der LECTRON CMOS - OR/NOR Baustein18 Speicherzelle aus zwei Bausteinen19 Speicherzelle mit dominantem R-Eingang20 Entprellschaltung mit OR/NOR Bausteinen21 Entprellschaltung mit AND/NAND Bst. / Invertern22 Taktflankengesteuertes RS - Flipflop23 Versuch einer Teilerstufe24 Wechseltaster25 Wechseltaster (alternativerAufbau)26 Master - Slave - RS Flipflop

Nr. Thema

27 D - Flipflop28 T - Flipflop29 MOSFET - Analogschalter30 Der LECTRON Tranmission - Gate Baustein31 D - Flipflop mit Transmission Gates32 Der LECTRON D - Flipflop Baustein33 Das JK - Master - Slave -Flipflop34 Asynchroner modulo-8- Zähler /Teiler35 Synchroner modulo-8-Zähler36 Synchroner modulo-5-Zähler37 Synchroner modulo-5-Teiler38 Asynchroner modulo-5-Teiler39 Asynchroner modulo-5-Zähler40 Schieberegister37 Synchroner modulo-5-Teiler38 Asynchroner modulo-5-Teiler39 Asynchroner modulo-5-Zähler40 Schieberegister41 Pseudo - Zufallsgenerator42 Pseudo - Zufallsgenerator (Alternative)43 Einfach aufgebaute Speicherzellen44 Monostabile Kippstufe45 Monostabile Kippstufe mit D - Flipflop46 Nachtriggerbare monostabile Kippstufe47 Astabiler Multivibrator aus OR/NOR Bausteinen48 Oszillator mit zwei Invertern49 Oszillator mit einstellbarem Tastverhältnis50 Schmitttrigger mit zwei Invertern55 Der LECTRON Schwellwertbaustein

LectronElektronik AG Ausbau DigitaltechnikBestell-Nr.: 1107

35

Nr. Thema

Majoritätslogik51 Die Majoritätsfunktion52 Oszillator mit Majoritätsbaustein53 Speicherzelle mit Majoritätsbaustein54 Majoritätsbaustein mit 5 Eingängen56 Oszillator mit Schwellwertbaustein

Operationsverstärker57 Der LECTRON Operationsverstärker Baustein58 Der invertierende Operationsverstärker59 Der Summationsverstärker60 Der Elektrometerverstärker61 Präzisionsschmitttrigger62 Multivibrator m. Präzisionsschmitttrigger63 Multivibrator mit Operationsverstärker

Schwellwertlogik64 Speicherzelle mit Schwellwertbaustein65 Dominante Setz- oder Rücksetzfunktion66 Koinzidenzspeicher67 Realisierbare Schwellwertfunktionen & EXOR68 Bausteininterne Selbsthaltung

Mechanische Selbsthaltung & Unterbrechung69 Zeitkonstante und Hysterese70 Zwei gekoppelte Schwellwertbausteine (++)71 Zwei gekoppelte Schwellwertbausteine (--)72 Zwei gekoppelte Schwellwertbausteine (+-)73 Master-Slave-gekoppelte Schwellwertbausteine74 Zwei einfach gekoppelte Oszillatoren75 Zwei gegenseitig gekoppelte Oszillatoren76 Wechselschalter77 Kopplung von drei Schwellwertbausteinen (---)78 Kopplung von drei Schwellwertbausteinen (++-)

Nr. Thema

80 Doppelkopplungen dreier Bausteine81 Drei gekoppelte Oszillatoren82 Ringschaltungen mit vier Schwellwertbausteinen83 Ring mit 4 Schwellwertbaustn. & doppelter Kopplung84 Ring mit 8 Schwellwertbstn. & doppelter Kopplung85 Zähler mit 5-Eingangs Majoritätsbausteinen86 Zähler mit sechs Schwellwertbausteinen87 Zähler mit vier Schwellwertbausteinen88 Teilerstufe89 Erweiterung der Teilerstufe90 Teilerstufe (Alternative Aufbauten)91 Modellnetz für die Genregulation der Bäckerhefe

Bausteine zur sinnvollen ErgänzungBausteinübersicht V1 - V50Bausteinübersicht V51 - V91

79 Kopplung. von drei Schwellwertbst. (+--) & (+++)

Digitaltechnik

Ausbau »Digitaltechnik« behandelt in 50 Experimenten alles Wissenswerte über Logikschaltungen, angefangen von ganz einfachen UND und ODER Verknüpfungen, die zu-nächst mit mechanischen Schaltern sehr anschaulich auf-gebaut und ausprobiert werden.Nach der Vorstellung weiterer Grundfunktionen in »Schal-terlogik« folgt eine kurze Einführung in die CMOS - Tech-nik; eine verlustleistungsarme Technik, durch die es über-haupt erst möglich wurde, auf winzigen Siliziumchips logi-sche Verknüpfungen und Speicher herzustellen.Aus den logischen Grundfunktionen werden die verschie-denen Flipfloptypen entwickelt und weiter gezeigt, wie mit deren speziellen Eigenschaften Teiler, Zähler und Schieberegister und andere Schaltungen der Digitaltech-nik realisiert werden können.Für die 50 Experimente enthält das Ausbausystem alle not-wendigen Logikbausteine sowie zusätzliche Verbindungs-bausteine, so dass zusammen mit den Bausteinen aus »Elektronik AG« auch aufwendigere Schaltungen aufge-baut werden können.Im zweiten Teil des Anleitungsbuchs findet man 31 weitere Versuche, die eine zu Unrecht ein bisschen in Vergessen-heit geratene Technik vorstellen, nämlich Majoritäts- und Schwellwertfunktionen sowie ihre Anwendungen.Schwellwertbausteine können deswegen wieder aktuell

werden, weil bei der Modellierung von Genen und der Gen-regulation Funktionen mit Schwellen eine große Rolle spie-len. Sie lassen sich deswegen auch mit entsprechenden Bausteinen einfach nachbilden.LECTRON hat eigens dafür einen Schwellwert- oder Gen-baustein entwickelt, der Kernstück des demnächst er-scheinenden Experimentierkastens »Genregulation« sein wird. Dieser Baustein eignet sich auch hervorragend zur Realisierung digitaler Schaltungen und er wird in den wei-teren Versuchen verwendet. Dadurch, dass er die erwähn-ten Grundfunktionen beinhaltet, bekommt man bei sei-nem Einsatz einen übergeordneten Blick auf die zu lösen-den logischen Probleme und gewinnt ein besseres Ver-ständnis für die Zusammenhänge.Der Baustein enthält viele Funktionen, die mit Operations-verstärkern ausgeführt sind. Deswegen gibt es zusätzliche Versuche, die zumindest die elementaren Grundschaltun-gen dieses wichtigen Bauteils der modernen Elektronik zei-gen.Damit der Kostenrahmen für den »Digitaltechnik« Ausbau-kasten nicht gesprengt wird, sind die speziellen Bausteine (Genbaustein, Operationsverstärker u.a.) für den zweiten Teil dem Kasten nicht beigegeben; sie können bei Bedarf durch Zukauf einzeln von LECTRON in der nötigen Stückzahl (Liste im Anleitungsbuch) beschafft werden. Zur Batterieer-sparnis ist für die Versuche mit Schwellwertbausteinen der Einsatz des Netzgeräts empfehlenswert.

36

LectronRadiotechnik Bestell-Nr.: 1110

Nr. Thema

01 Schallwandler

02 Transistorverstärker

03 Transistorverstärker mit npn - Transistor

04 Zweistufiger Verstärker mit komplementären

Transistoren

Schwingungen und Modulation

05 Detektor

06 Abstimmkreis und Resonanz

07 Kurzwellendetektor

08 Antennenankopplung

09 Einstufiger Transistorempfänger

10 Einstufiger KW-Transistorempfänger

11 Zweistufiger Transistorempfänger mit

Rückkopplung

12 Zweistufiger Transistorempfänger mit

Rückkopplung und Lautsprecher

13 Dreistufiger Transistorempfänger mit Lautsprecher

14 Abstimmbarer dreistufiger Transistor-

empfänger mit Lautsprecher

15 Dreistufiger Transistorempfänger mit Ferritantenne

16 Transistorempfänger mit doppelter Ausnutzung

eines Transistors

17 Transistorempfänger mit FET

18 MW - Empfänger mit integriertem Schaltkreis

19* MW - Empfänger mit Solarzelle

*) Im Versuch 19 werden zwei Solarzellen aus dem LECTRON Experimen-

tierkasten »Optoelektronik und Solartechnik« eingesetzt, die es auch ein-

zeln unter der Bestellnummer 2610 bei LECTRON als Zukaufteil gibt.

Radiotechnik

Mit diesem Experimentierkasten werden ausgehend von der akustisch - elektrischen Wandlung und ihrer Rüc-kwandlung zunächst verschiedene Verstärker mit Transis-toren aufgebaut. Anschließend erfährt man, was elektri-sche Schwingungen sind und wie sie für die drahtlose Sig-nalübertragung moduliert werden.Vom einfachen Detektorempfänger, der ohne Batterie be-trieben wird, bis zum Verstärker mit vier Transistorfunk-tionsstufen und Lautsprecherbetrieb wird alles exper-imentell erschlossen. Spezielle Versuche zeigen, wozu eine Antenne gut ist und wie man sie zweckmäßig an die Empfängerschaltung ankoppelt. Mit allen Radios können Sender im Kurz- und im Mittelwellenbereich empfangen werden. Ein Versuchsaufbau mit dem integrierten AM-Empfänger MK484 und Ferritantenne beschließt die Ex-perimente von »Radiotechnik«. Die Schaltungen sind erprobt und werden bei richtiger Zu-sammenlegung der Bausteine funktionieren. Derjenige, der überhaupt keine Elektronik - Vorkenntnisse besitzt, wird genauso funktionierende Schaltungen aufbauen kön-nen wie jemand, dem die einzelnen Funktionen der ver-wendeten Bauteile bereits geläufig sind. Wünschenswert sind trotzdem Vorkenntnisse über Stromkreise und die Ar-beitsweise von Transistoren. Wer sich auf diesem Gebiet noch nicht so sicher fühlt und gerne vorher Grundlegen-des darüber erfahren möchte, dem seien die LECTRON Ex-perimentierkästen »Einsteiger«, »Elektronik-AG« oder »Start- und Ausbausystem« mit ihren ausführlichen und leicht verständlichen Anleitungsbüchern empfohlen.

2

47nF 100µF

120W 1,5kW 1,5kW

4,7kW 5,6kW 10kW 100kW 100kW 330pF 4,7nF

0,1µF 0,1µF

0,1µF 0,1µF

347pF 47pF

100kW

330kW

680kW

2x100µF

220W

10kWGeG

D

S

AM

10µF

10µF

330pF

100kW

330pF

100kW

330pF

100kW

37

Lectron

Ausbau-System Radio-Röhrentechnik

Nach erfolgreicher Durchführung der Experimente von »Radiotechnik« wird man auch die Röhrenschaltungen des Ausbausystems ab Versuch 20 mit Gewinn verstehen. Es werden entsprechende Verstärker und Empfängerschal-tungen bis zum UKW - Empfänger aufgebaut, die mit »mo-dernen« Elektronenröhren arbeiten und zwar mit niedri-gen Anodenspannungen (max. 50 V), so dass man gefahr-los in die Schaltung fassen kann. Die dem Kasten beigege-benen fünf Röhren sind ungebrauchte Lagerexemplare (NOS = new old stock) aus früherer Produktion diverser Hersteller oder gebrauchte Exemplare, die für die Exper-imente noch eine ausreichende Emission aufweisen. Alle ihre Kenngrößen ihre Funktionsweise und Besonderhei-ten, die beachtet werden müssen, sind hier ausführlich er-klärt und werden zusätzlich durch die Experimente ver-tieft. Mathematische Herleitungen der Kenngrößen sind im Anleitungsbuch optisch abgesetzt und können, ohne dass das Verständnis leidet, übergangen werden.Neben den Elektronenröhren enthalten die beiden Kästen eine ganze Reihe neuer Bausteine, wie Adapter für Cinch- und für Klinkenstecker, Schwingkreisspulen und eine Kapa-zitätsdiode, die bei Schaltungen anderer LECTRON Exper-imentierkästen gut verwendbar sind.In die Fassungen der Röhrenbausteine passen auch Röh-ren der eigenen Sammlung, so dass mit ihnen experimen-tiert werden kann. Für früher weit verbreitete Röhren und für spezielle Niederspannungsröhren, wie sie im KOSMOS Radiomann verwendet wurden, sind entsprechende Ex-perimente angegeben.Geeignet ist »Radiotechnik« für Jugendliche ab 12 und »Ra-dio-Röhrentechnik« ab 14 Jahren.

Radio-RöhrentechnikBestell-Nr.: 1120

2

220W

560W 10kW 100kW20kW 20kW 47kW 47kW

0,1µF

5,6kW

3,9kW

4,7nF

56pF

Ant

UAbst

D

Ausg

2,2MW 47nF 47nF330pF100kW 47pF 4,7nF

10:1 10:1 3Nf

TuningMute

+

FM

g1

f f

g2

k,g3 k,g3

EL95

a

g1

a

sg1 g3

f f

g2

k k

6

EF80

aP

aT

gT

g3

g2

g1

f fk,sECL80

L

R500W

250kW

250kW

(1,3) ~

(2) ~

2û3x

1mF

3û

1û

0

01 01

f

g’

k’

a’ a

g

k

fm/sECC8x

Nr Thema

20 Aufbau der Elektronenröhre21 Stromversorgung22 Stereo - Nf - Verstärker für Kopfhörer23 Stereo - Nf - Verstärker mit ECC8524 Nf - Verstärker mit Ausgangsübertrager25 Nf - Verstärker mit Gitterstrom26 Zweistufiger Nf - Verstärker27 Nf - Verstärker mit Leistungspentode28 Trafolose Endstufe mit EL9529 Zweistufiger Nf - Verstärker mit ECL8030* Detektor mit Röhre31 Detektor mit Triode32 Audion mit Triode33 Zweistufiges Audion34 Audion mit Rückkopplung35* Audion mit PC86 / PC8836 Audion mit Pentode EF8037 Audion mit Leistungspentode EL9538* Audion mit Pentode EF9839 Dreistufiger Röhrenempfänger40 MW - Empfänger mit Abstimmdiode41 Abstimmdiode bei inverser Polarität42 Frequenzmodulation / UKW - Pendelaudion43 Der Lectron UKW - Baustein44 UKW - Baustein mit Empfangsanzeige45* Empfangsanzeige mit Operationsverstärker46 UKW - Empfänger mit Nf - Übertrager47 UKW - Empfänger mit Lautsprecher48 UKW - Empfänger mit zweistufigem Verstärker49 UKW - Empfänger mit Röhren Nf - Verstärker50 UKW - Empf. m. zwei Spannungsversorgungen51 Kombinierter UKW / MW Empfänger52* UKW / MW Empfänger für Netzbetrieb53* Variante des UKW / MW Empfängers54* MW / KW Audion m. PCL8655* MW / KW Audion m. PCL86 (Variante)56* UKW Empfänger mit NF-Verstärker57* Lectron UKW - Empfänger Set58* Komb. MW / UKW Empf. mit PCL86*) Für diese Versuche sind die entsprechenden Röhren sowie zusätzliche Teile erforderlich, die nicht im Experimentierkasten enthalten sind.

38

LectronAusbau-System Schwingungen und Resonanz Bestell-Nr.: 1014

men. Wenn man es richtig anstellt, sind hochgespannte und

hochfrequente Ströme für den menschlichen Körper unge-

fährlich. Die Energieübertragung beruht dabei durchweg auf

der Energiekopplung zwischen abgestimmten Schwing-

kreisen. Nikola Tesla (1856 - 1943) hat in Amerika um 1900

damit in spektakulären Versuchen viel Aufsehen erregt und

auch heute kann man mit Tesla Transformatoren, die nach

den hier vorgestellten Prinzipien arbeiten, ein staunendes

Publikum verblüffen. Solche Versuche sprengen allerdings

die Möglichkeiten des LECTRON Systems und sind teilweise

auch nicht ungefährlich. Wer in dieses Gebiet tiefer eindrin-

gen möchte, findet leicht weiterführende Literatur und

Gleichgesinnte über das Internet.

Nr. Thema

01 Quarzoszillator

02 Schwingungsnachweis

03 Spule

04 Schwingkreis

05 Schwingkreis mit verkleinerter Induktivität

06 HF - Endstufe

07 Auskoppeln von HF - Leistung

08 Kurzwellen Sender

09 Magnetisch gekoppelte Resonanzkreise

10 Nachweis der Energieübertragung

11 Elektrisch gekoppelte Resonanzkreise

12 Kapazitive Kopplung

13 Kapazitive Kopplung bei erhöhter Sendeleistung

14 Eindraht Energieübertragung

15 Energieübertragung über Masseleitung

Schwingungen und Resonanz

Als ideale Ergänzung zu den Radiotechnik Kästen oder zur Elektronik AG hat Lectron 15 Experimente zusammen ge-stellt, die das Verständnis über die Arbeitsweise von Schwingkreisen vertiefen.Mit den Experimenten lassen sich die wichtigsten Grundlagen und Phänomene zur drahtlosen Energie- und Informationsübertragung leicht erarbeiten. Die meisten der dafür benötigten LECTRON Bausteine werden bereits vorhanden sein. Neu ist der Quarzbaustein mit der Frequenz 13,56 MHz, die für wissenschaftliche und exper-imentelle Zwecke freigegeben ist, und die superhelle rote LED, die zur Anzeige der gesendeten und der empfange-nen Energie verwendet wird. Alle für die 15 Versuche benö-tigten Bausteine sind abgebildet, so dass man leicht fest-stellen kann, welche davon in der Sammlung fehlen; sie können bei LECTRON also auch problemlos als Einzelteil bezogen werden. LECTRON bietet darüber hinaus die Zusatzteile (2 Spulen, 4 Antennenstäbe, 3 Drähte mit Steckern für Koppelspulen, kleine Aufbauplatte) als Zubehörsatz (Bestell-Nr. 2912 ) an; die Spulen lassen sich aber auch nach den angegeben Bauanleitungen leicht selbst herstellen.Nach Durchführung aller Experimente weiß man, wie Schwingkreise im Rundfunk-Empfänger zur Auswahl einer bestimmten Senderfrequenz dienen und es ermögli-chen, eben diesen gewünschten Sender mit seiner Information aus dem allgemeinen »Wellensalat«, den die Antenne empfängt, zu selektieren.Man durchschaut aber auch, wie moderne Zauberkünstler es schaffen, einfach in der Hand gehaltene Leuchtstoffröhren zum Leuchten zu bringen, ohne dabei selbst Schaden zu neh-

2 47pF47pF

47pF 47pF120W 270W 1,5kW 100kW

330pF0,1µF0,1µF13,56MHz

500W

2 Koppelspulen 4 Wdg.

Cu -Draht 0,5 m

Cu -Draht 1 m2 Schwingkreisspulen 9 Wdg.

Al-Draht 2mmÆ

Al-Draht 2mm Æ für Antennenstäbe

Kleine Zusatzaufbauplatte

39

Lectron

UKW - Radio für Lautsprecherbetrieb

Als weiteres »Fertigradio« neben dem Mittelwellen - Audi-on hat Lectron einen UKW - Empfänger mit Nf - Verstärker für Lautsprecherbetrieb heraus gebracht; ebenfalls aufge-baut auf hochglänzender circa DIN A4 großen Edelstahl-platte.Kern des UKW - Empfängers ist der FM Baustein. Er ent-hält neben vielen anderen elektronischen Bauteilen den in-tegrierten Baustein TDA 7000, bei dem auf einem winzi-gen Siliziumkristall alle nötigen Schaltungsteile zum UKW Empfang wie Begrenzer, Filter, Verstärker und ein soge-nannter PLL - Dekoder (zum Dekodieren des FM - Signals) untergebracht sind.Die Abstimmung auf einen gewünschten Sender erfolgt mit zwei Potentiometern - grob und fein - über eine inter-ne Kapazitätsdiode. Als Senderskala dient das Lectron Messinstrument. Die genaue Abstimmung zeigt das Mute - Signal an. Es wird über einen FET so weit verstärkt, dass eine superhelle rote Leuchtdiode bei genauer Einstellung leuchtet.Das Nf - Ausgangssignal wird in zwei Germanium Transis-tor Verstärkerstufen weiter verstärkt, wobei die Lautstär-ke mit dem 10 kW Potentiometer eingestellt werden kann.Zu dem Radio gehört eine 70 cm lange Stabantenne aus Aluminiumdraht.Die Lieferung aller Bauteile mit Aufbauanleitungen er-folgt im hellgrauen Kunststoffkoffer. Bestell-Nr. ist 1112.

Eine Kombination mit dem Mittelwellenaudion ist unter der Bestell-Nr. 1113 (Schaltung auf folgender Seite) er-hältlich.

Radios für LautsprecherbetriebBestell-Nr.: 1111/12

Röhrenaudion für Lautsprecherbetrieb

Neu von Lectron ist ein Mittelwellen - Audion mit Nf - Ver-stärker für Lautsprecherbetrieb, fertig aufgebaut aus den bekannten Magnetbausteinen und einer ungebrauchten PCL 86 aus altem Lagerbestand (nos) auf hochglänzender DIN A4 Edelstahlplatte.Das Gerät ist gleichermaßen interessant als Geschenk für Liebhaber nostalgischer Röhrentechnik, die einfach ein de-koratives Radio zu schätzen wissen, sowie für Besitzer der beiden neuen Lectron Experimentierkästen ‚Radiotechnik' und ‚Radio-Röhrentechnik', die ein Empfangsgerät stän-dig aufgebaut haben und trotzdem Experimente machen möchten. Eine PCL 86 ist im übrigen in diesen Kästen nicht enthalten.Zu dem Radio gehören Antennen- und Erdkabel sowie Ste-ckernetzgerät mit Netzteil; letzteres stellt 12V Heizspan-nung und 50V Anodenspannung hochohmig und deswe-gen gefahrlos zur Verfügung. Kontrollanzeige der Ano-denspannung erfolgt über eine LED im Netzbaustein. In der Röhrenfassung befindet sich eine weitere LED zur Heiz-spannungsanzeige und effektvollen Beleuchtung der Röh-re. Das Gerät ist kein Kinderspielzeug und für Jugendliche ab 14 Jahren geeignet, da die Röhre bei Dauerbetrieb sehr warm wird.Die Lieferung aller Bauteile mit Aufbauanleitung erfolgt im hellgrauen Kunststoffkoffer. Bestell-Nr. ist 1111.

47pF

330pF

100kW

(1,3) ~

(2) ~

2û3x

1mF

3û

1û

47nF250kW

330pF

100kW

1,5kW

aP

aT

kT

g1

k,g3

gT

ff

PCL86

g2

10µF

2,2MW

Erde

Antenne

Rückkopplung

Sender

alternativeAntennenankopplung

Nf

TuningMute

+

(+)

FM

G

D

S

47kW

10kW

500W

1,5kW

20kW

100kW

100kW

10kW

0,1µF

120W 10µF

20kW

10kW

40

LectronRadios für Lautsprecherbetrieb Bestell-Nr.: 1113

MW-Röhrenaudion mit UKW-Teil auf DIN A3 Platte (Bestell-Nr.1113 )

Nf

Tuning Mute

+

(+)

FM

G

D

S

47kW

10kW

270W

10µF

47pF

330pF

100kW

(1,3) ~

(2) ~

2û3x

1mF

3û

1û

47nF250kW

330pF

100kW

1,5kW

aP

aT

kT

g1

k,g3

gT

ff

PCL86

g2

10µF 0,1µF

2,2MW

10kW

100k

W

500W

1,5kW

20kW

10kW

20kW

Ein elektronischer Wärmewächter (Beispiel aus Startsystem)

Versuch

10

30

560W

41

LectronVersuchsbeispiele

Hochspannungserzeugung aus Solarzellen (Beispiel aus Optoelektronik & Solar - Technik)

Versuch

41

104

0,47µF

560W

100kW

Dämmerungsschalter für PKW-Parklicht (Beispiel aus Kraftfahrzeug-Elektronik)

Versuch

17

42

10 kW

10 kW

3,9 kW

42

LectronVersuchsbeispiele

Versuch

76

160

8 7

611

10 13 Sub

9 12

14

3

2 1 5

4

500W

1,5kW

R2

10kW

R1

10kW

R5

20kW

R4

20kW

R3

5,6kW100kW

uin

uA

2

3 41

5

76

8

+

_

+

_

2

3 41

5

76

8

+

_

+

_

Temperaturkompensierter Logarithmierer (Beispiel aus Operationsverstärker)

Das getaktete RS - Flipflop (Beispiel aus Digital - Technik)

Versuch

47

138

&

E1

E2

AE3

+

+

A

&

E1

E2

AE3

+

+

A

&

E1

E2

A E3

+

+

A

&

E1

E2

AE3

+

+

A

E A

A

Q+

+ CLK

Q

Q

Q

Q

S

R

43

LectronVersuchsbeispiele

Versuch

31

70

m

E1

E2

AE

3

++

A

>1

E1

E2

AE

3

++

A

&

E1

E2

AE

3

++

A

m

E1

E4

E2

E3

E5

++

A

³2/5

m

E1

E4

E2

E3

E5

++

A³3/5

=2/5

X1

X2

X3

X4

X5

AE

+ +

Optimierte Prüfschaltung für 2 aus 5 - Code (Beispiel aus Schwellwert- und Majoritätslogik)

Versuch

35

84

1

34

2

A2E2

+

A1E1

+

A2 E2

+

A1 E1

+

100µF

100µF

>1

E1

E2

AE3

+

+

A

>1

E1

E2

A E3

+

+

A

CLK

D

S

+

R

Q

Q

S

CLK

D

S

+

R

Q

Q

S

CLK

D

S

+

R

Q

Q

S

CLK

D

S

+

R

Q

Q

S

Der Schrittmotor im Vollschrittbetrieb (Beispiel aus Zähler und Schrittmotor)

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Stand 1. Oktober 2010Technische Änderungen vorbehalten I Sonderwünsche auf Anfrage