Guten Tag, ich habe heute mit Schülern der 5-7 Klasse eine Elektronikschaltung zusammengelötet. Dabei handelt es sich um eine einfache Schaltung bei der Abwechselnd LEDs aufleuchten sollen. Das ganze ist ein fertiger Bausatz bei dem nur die Bauteile auf eine Platine gelötet werden. Nun habe ich jedoch 2 Fragen zu dieser Schaltung. Welchen Sinn hat der 100uf Elko an der Spannungsquelle? Handelt es sich hierbei um einen Abblockkondensator, und ist dieser wirklich nötig? Außerdem dachte ich, dass man für Abblockkondensatoren keine Elkos sondern Kermaik oder Folie verwendet. Zum anderen bleibt die Schaltung, wenn man die Batterie anschließt teilweise einfach stehen und alle LEDs leuchte. Kann mir jemand sagen warum das so ist? Ich bin gerade noch ganz am Anfang was meine Hobby E-Technik angeht, also lasst bitte Gnade walten.
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Der Elko ist schon so eine Art Abblockkondensator. Die Schaltung ist vergleichsweise langsam, so dass man hier auch keinen so schnellen Kondensator braucht. Es ist eher die Frage ob man den Kondensator überhaupt braucht. Die 2. Funktion könnte es sein, dass die Spannung beim einschalten damit nicht ganz so schnell hochgeht. Das könnte beim Anlaufen helfen. Die Schaltung braucht zum Anlaufen etwas Asymmetrie. Wenn die Werte also alle Ideal gleich sind weiss die Schaltung nicht welche der LEDs anfangs aus sein soll. Da könnt man ggf. nachhelfen, indem man einen der Widerstände absichtlich etwas größer macht. Auch beim langsamen hochfahren der Spannung sollte das Anlaufen besser gehen - ggf. reicht auch schon ein 10-50 Ohm Widerstand in Reihe zur Batterie.
Christian S. schrieb: > Handelt es sich hierbei um einen Abblockkondensator, Im Prinzip ja. Niemand weiss, wie gut die Spannungsquelle ist und wie weit sie weg ist. Die Schaltung hingegen funktioniert nicht, wenn sich im Umschaltmoment von einer LED-Reihe auf die andere die Betriebsspannung ändert. Das kann zu Fehlfunktion führen. Das puffert der Kondensator, damit sich trotz schwankender Stromaufnahme erst mal wenig an der Spannung ändert. Allerdings ist die Schaltung langsam und 100uF sind übertrieben, eher tauglich wenn die Stromversorgung einen Wackelkontakt hat oder gar nur mit Dioden gleichherichtete Wechselspannung reinkommt. Es ist Bastelkram, so genau nimmt man es da nicht. Hast du ordentlichen Kontakt zu einer ordentlichen Spannungsquelle, kannst du C4 auf weglassen. Probiere es aus. http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.14.1
Ja, der Elko ist ein Abblocker. Durchaus möglich, dass es auch ohne den funkitoniert, aber mit ist man einfach auf der sicheren Seite. Es handelt sich hier um einen 3-stufigen. rückgekoppelten Verstärker. Dieser kann vmtl "hängenbleiben" in einem statischen Zustand. In diesem Fall durch die 3 Basiswiderstände genug Strom, um alle 3 Transistoren gleichzeitig durchzusteuern. Dieses labile Gleichgewicht sollte aber durch einen "Anschubs" sofort übergehen in den selbstschwingenden Zustand: Eine kleine Störung auf irgendeine Basis sollte genügen. Also einen Schraubenzieher in die Hand nehmen und mal gegen einen Basisanschluss kontakten. Ansonsten empfehle ich, das ganze mal mit LTSpice zu simulieren, das kann durchaus lehrreich sein.
Prinzipbedingt kann die Schaltung hängen. Das deutet nicht auf Montagefehler oder Bauteildefekte hin. Um diese gelegentlichen Fehlfunktionen zu vermeiden, müsste man die Schaltung deutlich aufwändiger machen (oder einen Mikrocontroller einsetzen). Eine schöne Hausaufgabe wäre: Begründe warum die Schaltung hängen kann, und beschriebe diesen Zustand. (allerdings wohl eher für höhere Jahrgänge).
Die Schaltung ist auch für Phsiklehrer geeignet, die den Unterschied zwischen nur gleichgerichteter und auch geglätteter Spannung nicht verstanden haben.
Zumindest kreisen hier nicht mehr die Moleküle um den Atomkern (wie sie es in einer früheren Version der Bedienungsanleitung gemacht haben).
Probiers doch einfach mal aus. Ist ja kein Ding. In Fragestellen und (neues) Ausprobieren ist die ultimative Art des Lernens. Gilt auch für Lehrer.
Christian S. schrieb: > Zum anderen bleibt die Schaltung, wenn man die Batterie anschließt > teilweise einfach stehen und alle LEDs leuchte. Kann mir jemand sagen > warum das so ist? Wenn du dir mal die Kondensatore C1...C3 wegdenkst, bleiben nur 3 unabhängige Transistorstufen mit Basiswiderstand und LED im Kollektorkreis übrig, die beim Anlegen der Betriebsspannung einfach alle einschalten. Die Kondensatoren bewirken, dass die vorhergehende Stufe beim Durchsteuern des Transistors über die Umladung des Kondensators der nächsten Stufen den durch den Basiswiderstand gelieferten Strom für eine Weile klaut und damit den nachfolgenden Transistor sperrt. Irgendwann ist der Kondensator umgeladen, der Basisstrom ist wieder da, die Stufe schaltet ein und entsprechend die nächste aus. Wenn nun die Kondensatoren durch die Vorgeschichte eine solche Restspannung haben, dass kaum eine Umladung stattfindet, so wird auch nicht genügend Basisstrom von einem Transistor abgezweigt und die Stufen sind alle an.
Würde C4 eher als Stützkondensator denn als Abblockkondensator bezeichnen.
Pisa schrieb im Beitrag #3887288:
> Was soll das Löten sonst, wenn keiner versteht, was ihr da tut?
Vielleicht um Löten zu lernen, also den Vorgang des leitfähigen
Abhäsionsklebens durch niedrigschmelzente Metalle ?
Und nebenbei Überlebenstraining zu lernen, wie: Wo ist das heisse Ende
des Lötkolbens und warum fasse ich besser das andere Ende an.
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