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Unser erstes Projekt wird dieser Dämmerungsschalter sein. Der Aufbau geschieht auf einer Lochrasterplatine mit Lötstreifen. Dabei handelt es sich um eine Platine die in regelmäßigen (alle 2,54 mm) Abständen durchbohrt wurde. Auf der Unterseite der Platine befinden sich mehrere Streifen aus dünnen Kupferbahnen (ebenfalls im Abstand von 2,54 mm). Diese stellen dann die elektrische Verbindung zwischen den Bauteilen her. Die Anschlußdrähte der Bauteile werden also von oben durch die Bohrungen gesteckt und auf der Unterseite (Kupferbahn) verlötet. Die Aufgabe der einzelnen Bauteile:Fangen wir links oben im Schaltplan an. Die Diode D1 hat nur die Aufgabe, den Strom zu sperren, falls jemand die beiden Anschlußdrähte (plus und minus) verkehrtherum anschließt. Man nennt sie deshalb scherzeshalber auch "Dummheitsdiode". Bei dem Bauteil, das mit LDR bezeichnet ist, handelt es sich um einen lichtempfindlichen Widerstand (Fotowiderstand). Der Widerstandswert dieses Bauteils hängt davon ab, wieviel Licht darauf trifft. Je mehr Licht umso kleiner der Widerstand. 
Der Trimmer P1 ist ein Widerstand, der zusätzlich noch über einen Mittenabgriff verfügt. Das Schaltbild macht das eigentlich ganz gut deutlich. Zwischen den beiden äußeren Enden besteht der aufgedruckte Widerstandswert. An dem mittleren Anschluß dagegen hängt der Wert davon ab, wie weit man den Schleifer in die eine oder andere Richtung dreht. Zusammen mit dem Fotowiderstand und dem Widerstand R1 sorgt er für die Basisspannung von T1. Der Widerstand R1 dient als Strombegrenzung falls der Trimmer ganz nach Plus gedreht wird. Die beiden Transistoren (T1 und T2) und die sechs Widerstände (R2-R7) haben die Aufgabe den Transistor T3 sehr schnell durchzusteuern. Sie sorgen für eine schnelle Umschaltung, sobald die Spannung am Eingang (Basis von T1) einen bestimmten Wert überschritten hat. Zusätzlich haben sie die Aufgabe eine Hysterese zu schaffen. Als Hysterese bezeichnet man den Unterschied zwischen der Ein- und der Ausschaltspannung. Das hat den Vorteil, daß sich die Spannung am Eingang deutlich verändern muß, damit der Ausgangstransistor (T3) umschaltet. Die Diode D2 erhöht etwas die Basis-/Emitterspannung von T3, damit er nicht vorzeitig umschaltet. Der Widerstand R8 dient als Vorwiderstand für die LED und ist hier für eine Spannung von 12V ausgelegt. Aufbau der Schaltung:Ich habe zusätzlich zum Schaltplan noch einen Bestückungsplan gemalt, der hoffentlich alle Fragen bezüglich Polarität und Anschlußreihenfolge beantwortet. 
Gehen wir trotzdem nochmal alle wichtigen Punkte durch. Bei den beiden Dioden darauf achten, daß der schwarze Ring (Kathode) an der richtigen Stelle liegt. Beim Fotowiderstand ist die Polung egal. Die Lage von dem Trimmer P1 sollte anhand des Bestückungsplans klar sein. Bei den Transistoren ist die Anschlußreihenfolge wie folgt: Wenn man den Transistor mit der Schrift zu sich und die Anschlußdrähte nach unten hält, dann ist der linke Anschluß der Kollektor, der mittlere die Basis und der rechte der Emitter. Bei der LED kann man die Anschlußbelegung im Bestückungsplan leicht erkennen, wenn man sich an das Kapitel über die Leuchtdiode erinnert: Der breitere Anschluß, im Inneren der LED, ist die Kathode. Auf die Widerstände will ich noch etwas genauer eingehen: R1 und R6 = 1k Ohm, Farbringe: braun, schwarz, rot, gold R2, R3, R5, R7 = 10k Ohm, Farbringe: braun, schwarz, orange, gold R4 = 47 Ohm, Farbringe: gelb, violett, schwarz, gold R8 = 560 Ohm, Farbringe: grün, blau, braun, gold Bitte besonders auf R1 und R6 achten, denn die unterscheiden sich von R2, R3, R5 und R7 nur dadurch, daß ihre dritten Ringe rot sind anstatt orange und das kann man doch sehr schnell verwechseln. Also lieber zweimal hinsehen. Es gibt außerdem noch 2 Drahtbrücken. Die kleinere von den beiden (die unmittelbar neben R4) können wir theoretisch auch weglassen und einfach eine große Lötstelle (beide Leiterbahnen verbinden) daraus machen. Aber bitte darauf achten, das keine weiteren Leiterbahnen davon betroffen sind. Wir müssen aber auch noch 6 Unterbrechungen an den Leiterbahnen vornehmen. Drei davon habe ich, im Bestückungsplan, rot umrandet. Die anderen drei befinden sich unter den markierten (rote Pfeile) Bauteilen. Also zwischen den beiden Anschlußdrähten, dieser drei Bauteile, die Leiterbahn unterbrechen. Einkaufsliste:
Reihenfolge beim Aufbau:Wir beginnen mit den flachsten Bauteilen und arbeiten uns zu den immer höheren durch. Das heißt also, daß zuerst die Drahtbrücken eingelötet werden, dann folgen die beiden Dioden, danach die Widerstände, anschließend der Trimmer und schließlich die Transistoren, die Leuchtdiode und der Fotowiderstand. Die Anschlußdrähte der Bauteile sind fast immer zu lang. Wir kürzen sie aber erst, nachdem das Bauteil eingelötet ist. Das hat den Vorteil, daß die überstehenden Drähte noch einen Teil der, beim Löten entstehenden, Wärme abführen. Wir gehen also so vor, daß wir ein Bauteil einlöten, die Anschlußdrähte kürzen und uns dann das nächste Bauteil vornehmen. Inbetriebnahme:Nachdem wir die Schaltung soweit zusammengebaut haben, kann der Anschluß an ein Steckernetzteil erfolgen. Es sollte sich dabei um ein Netzteil mit 9Volt oder 12Volt Ausgang handeln. Nun können wir die Funktion der Schaltung testen. Dazu verdrehen wir den Trimmer solange, bis die LED ausgeht. Wenn wir nun den Fotowiderstand mit der Hand abdunkeln, muss die LED leuchten. Ziehen wir die Hand weg, sollte die LED wieder ausgehen. Test bestanden? Ja? Dann funktioniert er, der Dämmerungsschalter. :-) Mit dem Trimmer können wir nun den Grad der Dunkelheit bestimmen, bei dem die LED zu leuchten anfangen soll. Eine ziemlich einfache Schaltung, nicht wahr? Das macht aber nichts. Es geht bei diesem Projekt auch darum, daß ihr erstmal lernt eine Schaltung zusammenzubauen. Wenn das alles gut geklappt hat, dann habt ihr schon eine Menge gelernt. Wenn die Schaltung nicht funktioniert:Bitte sofort von der Stromversorgung trennen und nochmal auf Kurzschlüsse zwischen den Leiterbahnen, falsche Polung und/oder falsche Anschlußbelegung absuchen und gegebenenfalls beheben. Eventuell können auch "kalte" Lötstellen ein funktionieren der Schaltung verhindern. Zu erkennen ist so eine "kalte" Lötstelle an ihrer matten Oberfläche. Wenn also eine Lötstelle nicht schön silbrig glänzend ist, dann bitte nochmal nachlöten. |