ich arbeite gerade an einem Schulversuch, bei dem die Schüler Calliope Mini (das ist ein kleines Board mit einem Mikrocontroller) mit Hilfe von Krokodilkabeln an eine Leitung anschließen sollen. Die Leitung ist ca. 10m lang. Alle 2m gibt es ein abisolierte Stellen für die Krokoklemmen.
Bisher habe ich Lautsprecherkabel verwendet. Dieses Kabel hat den Vorteil, dass es flexibel und für die Schüler leicht zu handhaben ist. Damit die Krokoklemmen die Drähte der Litze nicht zerstören, habe ich die abisolierten Stellen mit Lötzinn verzinnt.
Der Versuch wird pro Schuljahr ca. 10 mal aufgebaut und am gleichen Tag wieder abgebaut.
Die Stromstärken auf der Leitung und durch die Krokoklemmen sind kleiner als 1mA.
Nun meine Fragen:
Werden die verzinnten Stellen auch in einigen Jahren noch eine brauchbare elektrische Verbindung ermöglichen? Oder werden die Löstellen aufgrund Schmutz/Korrosion/Flussmittelreste nicht mehr zuverlässig funktionieren?
Habt ihr andere Ideen, wie ich die Krokoklemmen an eine Leitung anschließen könnte? Steckverbindungen (Z.B. 4mm) habe ich bisher aufgrund der Kosten und der aufwendigeren Herstellung der Leitung nicht verwendet.
Werden die verzinnten Stellen auch in einigen Jahren noch eine
brauchbare elektrische Verbindung ermöglichen? Oder werden die Löstellen
aufgrund Schmutz/Korrosion/Flussmittelreste nicht mehr zuverlässig
funktionieren?
Selbst wenn das Lötzinn leicht oxidieren sollte: Da die Legierung recht
weich ist, beißen sich da die Krokodile mit ihren Zähnen problemlos
durch. Bei oxidiertem, unverzinntem Kupfer sähe ich eher ein Problem.
Aus demselben Grund funktioniert verzinnter Schaltdraht in Steckbrettern
zuverlässiger als reiner Kupferdraht.
Der Draht, auch unverzinnt, hält länger als die Krokoschnauze. Diese billigen Chinesenteile haben die Eigenschaft, nach zwei Jahren ihren Eigenwiderstand auf 5 Ohm bis Unendlich zu verändern. Bei höheren Strömen werden sie am Kabel schön heiß. Die Blechteile sind direkt durch die Kabelisolierung einfach eingedrückt, es entsteht aber keine Schneidklemmverbindung. Weil die Kunststoffabdeckung schnell versteift, kann man sie oft vorher auch nicht mehr betätigen.
Lieber für die Meßkabel einen Bananenstecker und eine gute Krokoklemme mit Feindrahtfläche verwenden (Hirschmann o.ä).
Mit der Reproduzierarkeit könnte es wegen der kleinen Stromstärke (Frittstrom) generell Probleme geben, vermute ich, aber ich habe keine Erfahrung. ich gebe es nur mal zu bedenken. ich würde auch keine Proleme erwarten.
Der Profi nimmt dafür Abzweigverbinder (Stromdieb).
Einmalverbindungen wo lösbare Verbindungen gefragt sind?
Abgesehen davon sind die Dinger Mist. So von wegen Profis nehmen ...
Schon bei dem Wort Stromdieb bekomme ich Vietnam-Flashbacks. Nach ein paar Jahren oxidieren die Kontakte und wenn noch Vibrationen dazu kommen, zum Beispiel in einer Maschine, dann ist's noch schneller mit gutem Kontakt vorbei.
hält länger als die Krokoschnauze. Diese billigen Chinesenteile haben
die Eigenschaft, nach zwei Jahren ihren Eigenwiderstand auf 5 Ohm bis
Unendlich zu verändern.
Das kommt daher, dass meist lausig dünne Kabel Verwendet werden, die dann abisoliert, "zurückgeklappt" und dann samt dem Mantel mit einer Flachzange auf die Krokoklemme "vercrimpt" werden. Dass zudem die Plastikhaube nach diesen 2 Jahren so steif geworden ist, dass die Klemme die Zähne nicht mehr "zusammenbekommt" erhöht die Betriebssicherheit nicht beträchtlich.
Es sind Twinhülsen. Da kann man den Draht abschneiden und die enstandenen Enden in diese Hülse einführen. Dann ordentlich vercrimpt hält das ewig. Und dann würde ich diese Endhülse mit WAGO-Durchgangsverbindern 221-2411 kontaktieren:
1
durchgehende Leitung
2
------------. .--------------
3
[ ] Twin-Hülse
4
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5
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6
| | WAGO 221-2411
7
| |
8
-
9
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10
zum Calliope
Man könnte sich sogar die Twinhülse sparen und die durchgehende Leitung direkt einseitig auf die Wagoklemme führen:
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durchgehende Leitung
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------------. .--------------
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| | WAGO 221-2411
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zum Calliope
Ein winziges Stück Schrumpfschlauch oder Klebeband sorgt dann dafür, dass neugierige Schüler nicht die "durchgehende Leitung" auftrennen können.
Dass das ganze Zeug im angeklemmten Zustand dann griff- und kurzschlusssicher isoliert ist, sehe ich als größten Vorteil.
Dass zudem die
Plastikhaube nach diesen 2 Jahren so steif geworden ist, dass die Klemme
die Zähne nicht mehr "zusammenbekommt" erhöht die Betriebssicherheit
nicht beträchtlich.
Da helfe ich mir mit transparentem Silikon-Schlauch
Es sind Twinhülsen. Da kann man den Draht abschneiden und die
enstandenen Enden in diese Hülse einführen. Dann ordentlich vercrimpt
hält das ewig. Und dann würde ich diese Endhülse mit
WAGO-Durchgangsverbindern 221-2411 kontaktieren:
SEHR gute Idee, dass das Twin-Hülsen sind, habe ich übersehen. Ohne die Twin-Hülse ist es sogar noch besser.
So wie im Eröffnungsbeitrag geschrieben wird das wahrscheinlich ungefähr 5 Jahre fehlerfrei halten, danach werden so langsam Fehler durch Korrosion und Litzenbrüche kommen und einzelne Krokoklemmen werden ersetzt werden müssen. Und der Leitungswiderstand wird nicht gleichmäßig bleiben.
Für einen Schulversuch, wo Leute mit Handschweiß dranpatschen, ist das doch OK. Man kann sich Ersatzteile auf Lager legen.
Einen Versuch so aufzubauen, dass er unbegrenzt fehlerfrei funktioniert, wäre der Aufwand zu groß.
Und ich würde auch bei den Krokoklemmen und den blanken Stellen bleiben, wenn die Idee hinter dem Versuch ist, die Spannung über eine Leitung abzugreifen.
Viele Schüler (neudeutsch "SuS") haben ein unglaublich schwach ausgeprägtes geometrisches Vorstellungsvermögen. Wenn da plötzlich mitten in der Leitung Stecker/Buchsen auftauchen, kommt das nicht mehr herüber, dass das alles eigentlich eine Leitung und Teil desselben Stromkreises ist. Außerdem ist der Widerstandsbelag über die Länge auch nicht mehr konstant.
Ich hab zwar keine Ahnung, wie G.K. die Adernendhülsen verwenden wollte, aber Aufgrund dessen, daß da Twin-Varianten verlinkt sind, ist mir da eine Idee gekommen:
Jeweils mittig an den abisolierten (unverzinnten) Stellen da Kabel (um 180°) falten, sodaß die isolierten Leitungen nebeneinander liegen und ein abisoliertes 'scheinbares Kabelende' entsteht; Twin-Adernendhülse draufpressen und z.B. eine Bananen-Kupplung (ggf. die handlichere 2mm Version, falls Dein LS-Kabel nicht zu dick ist) dranschrauben. Die Drähte zum Abgreifen brauchen auch keine Krokos mehr, sonder da wird auch alles Banane.
Oder man verzichtet auf die Hülsen und klemmt stattdessen dort eine litzentaugliche Wago drauf; die Schüler stecken ihre Drähte dann jeweils von der anderen Seite in die Klemmen.
Eine 3. Möglichkeit war mir auch noch eingefallen:
Zumindest vom Ali gibts auch T-förmige 'Wagos' für 3 Leiter. Dann bleibt da lange Kabel zwar nicht mehr in einem Stück, sondern wird auf 2m Stücke aufgeteilt, die mit diesen T-Verbinder aneinandergereiht werden. Vorteil hier ist, daß man nicht mühsam haufenweise isolierte Abisolierungsstellen ins durchgehende Kabel fummeln muß.
P.S.: Okay, hab ich wohl aufgrund diverser Ablenkungen viel zu lange an diesem Beitrag gedichtet...
Jeweils mittig an den abisolierten (unverzinnten) Stellen da Kabel (um
180°) falten, sodaß die isolierten Leitungen nebeneinander liegen und
ein abisoliertes 'scheinbares Kabelende' entsteht;
Du musst die 1,5mm² Kabel absschneiden, abisolieren und dann diese beiden Enden in die 1,5mm² Twinhülse stecken. Denn der dickere "Wulst" vorne am gebogenen 1,5mm² Kabel passt nicht schmerzfrei in die 1,5mm² Twinhülse. Vorteilhafterweise geht das Abisolieren von 2 Kabelenden zudem viel schneller als das Abisolieren in der Kabelmitte.
Die Ideen mit den Wago-Klemmen und den Twin-Adernendhülsen gefallen mir gut, ich werde beide Ideen ausprobieren.
zu den Wago-Klemmen: Irgendwie muss ich den Calliope mit der Wago-Klemme verbinden. Der Calliope hat 6 Flächen (Pins), an denen man mit Krokoklemmen auf die Kupferlage der Platine zugreifen kann (siehe Bild). Ich denke, ich stecke die beiden Enden des Lautsprecherkabels in die beiden Anschlüsse der Wago-Klemmen. Außerdem stecke ich in einen Anschluss der Wago-Klemmen noch einen kurzen, vollständig abisolierten Draht. Daran könnte man dann die Krokodilklemmen anschließen.
Und ich würde auch bei den Krokoklemmen und den blanken Stellen bleiben,
wenn die Idee hinter dem Versuch ist, die Spannung über eine Leitung
abzugreifen.
Viele Schüler (neudeutsch "SuS") haben ein unglaublich schwach
ausgeprägtes geometrisches Vorstellungsvermögen. Wenn da plötzlich
mitten in der Leitung Stecker/Buchsen auftauchen, kommt das nicht mehr
herüber, dass das alles eigentlich eine Leitung und Teil desselben
Stromkreises ist.
Diese Überlegung hatte ich auch. Es geht um die 11. oder 12. Klasse (hätte ich vielleicht im 1. Post schon schreiben sollen). Ich denke, dass die Lösungen mit Wago-Klemmen oder Adernendhülsen anschaulich genug sein sollten.
Das sieh mal wirklich, naja, sagen wir "wackelig" aus. Ich würde da eher die beworbenen "Bananenstecker-Pins" verwenden.
Außerdem stecke ich in einen Anschluss der Wago-Klemmen noch einen
kurzen, vollständig abisolierten Draht. Daran könnte man dann die
Krokodilklemmen anschließen.
Wenn du die Leitung der Krokodilkabel in der Mitte abschneidest, dann bekommst du 2 Krokokabel zum Preis von einer. Und diese Kabelenden kannst du wieder abisolieren und in die WAGO-Klemme klemmen. Zumindest die roten Kabel sehen von der Länge her sowieso schon handkonfektioniert aus.
Viele Schüler (neudeutsch "SuS") haben ein unglaublich schwach
ausgeprägtes geometrisches Vorstellungsvermögen.
Dann wäre es ohnehin umso wichtiger auch dieses nebenbei ein wenig mitzutrainieren.
Wenn da plötzlich mitten in der Leitung Stecker/Buchsen
auftauchen, kommt das nicht mehr herüber, dass das alles
eigentlich eine Leitung und Teil desselben Stromkreises ist.
Echt jetzt? - Ist das heutige Niveau in den Schulen wirklich schon derart unterirdisch?
Aber auch hier behaupte ich, daß es dann umso wichtiger wäre, diese Dinge so gründlich und ausführlich zu erklären, bis es wenigstens der überwiegende Teil einigermaßen begreift; schließlich sind auch in praktisch allen makroskopischen (also nicht nur auf PCB umlaufwenden) Stromkreisen, die den Schülern im Laufe ihres Lebens (insb. als E-Laien) begegnen werden Stecker (und Schalter, ...) veebaut und keine komplett durchgehenden Kabeln vorhanden.
Außerdem ist der Widerstandsbelag über die Länge auch
nicht mehr konstant.
siehe oben
²) dreistellig hinterm Komma ist natürlich gemeint. ;)
So und der Vollständigkeit skizziere ich jetzt auch noch den Teufel auf die gegenüberliegende Wand: ;)
Neben all diesen von Dir beschriebenen DASInnen gibts (okay heutzutage eventuell nicht mehr in ca. jeder Klasse einen, aber geben tut es sie sicher noch) dann auch die Schüler, die sich schon in der Volksschule für einen Elektro-Oberchecker halten. Wenn einer derjenigen dann die im OP vorgestellte Idee (also langes Kabel an vielen Stellen von 1cm Isolierung zu befreien um Krokoklemmen-Abzweige zu realisieren) für so grenzgenial hält, daß er sich eine Lichterkette nach dem Prinzip baut und mit Netzspannung betreibt...
Hängt ja eh alles oben an der Zimmerdecke, also genau keine Gefahr, daß da jemand versehentlich an einer freiliegende Drahtstelle anstreift und sich schlimmstenfalls sogar unbeabsichtigt suizidiert...
Disclaimer: KINDER macht das auf KEINEN FALL daheim!!1!11! ;)
Es handelt sich um einen Schulversuch, nicht um die
Steuerung einer Marsrakete.
Allerdings hofft der TO doch, daß das ganze zumindest einige Jahre überlebt; also deutlich länger als eine aktuelle durchschnittliche Marsraketen-Steuerung, schließlich gibts derzeit selbst für unbemannte Marsraketen auch nur One-Way-Tickets. ;)
Es geht um die 11. oder 12. Klasse
(hätte ich vielleicht im 1. Post schon schreiben sollen). Ich denke,
dass die Lösungen mit Wago-Klemmen oder Adernendhülsen anschaulich genug
sein sollten.
Gerade in der Altersspanne würde ich die Bandbreite in geometrischem und physikalischen Verständnis als riesig einschätzen - aber damit wirst Du Dich besser auskennen. Ich habe nur Erfahrung mit Masterstudenten. Bei denen habe ich die Erfahrung gemacht: Wenn da irgendetwas geometrisch auch nur ein bischen kompliziert ist, kommt eine Hälfte nicht mit ("alles so kompliziert") und die andere langweilt sich ("geht's endlich weiter?") und das Ergebnis ist, dass sich alles in die Länge zieht und niemand etwas davon hat.
Was aber bei derartig gewaltigen Stromstärken im dreistelligen²
Ampere-Bereich dann eh völlig wurscht ist.
Kommt drauf an, was der Versuch sein soll. Nach dem Beitrag NACH dem meinigen sieht es so aus, als ginge es darum, mehrere Teilnehmer an einen Eindrahtbus zu hängen. Da sind unterschiedliche Widerstände egal. Nach dem Eröffnungsbeitrag hätte es auch noch ein Demonstrationsversuch zum positionsabhängigen Spannungsabfall in Kabeln sein können.
Kommt drauf an, was der Versuch sein soll. Nach dem Beitrag NACH dem
meinigen sieht es so aus, als ginge es darum, mehrere Teilnehmer an
einen Eindrahtbus zu hängen.
Genau, darum geht es. Jeder Calliope zieht die Busleitung (rot) über einen Pulldown-Widerstand (im Calliope integriert) auf Masse. Sobald ein (oder mehrere) Calliope 3V auf den Bus legt, fließt ein kleiner Strom über den Bus durch die Pulldown-Widerstände. An eine Busleitung werden höchstens 5 Calliope angeschlossen. Ich hatte in ein paar Situationen Stromstärken gemessen und war immer in der Größenordnung von 1mA.
Das sieh mal wirklich, naja, sagen wir "wackelig" aus. Ich würde da eher
die beworbenen "Bananenstecker-Pins" verwenden.
Ein Bananenstecker hat in der Mitte seine dickste Stelle. An dieser Stelle hält der Stecker an den Pins des Calliope gut. Schiebt man den Stecker zu weit rein, befindet sich auf Höhe der Öffnung eine zu dünne Stelle des Steckers und der Stecker wackelt. Deshalb vermute ich, dass es Schülern leichter fällt, mit den Krokoklemmen zu arbeiten. Vielleicht liege ich da falsch. Vielleicht probiere ich es bei einer Gruppe im Unterricht aus.
Viele Schüler (neudeutsch "SuS") haben ein unglaublich schwach
ausgeprägtes geometrisches Vorstellungsvermögen.
Dann wäre es ohnehin umso wichtiger auch dieses nebenbei ein wenig
mitzutrainieren.
Hätte man dir in jungen Jahren eine zweidimensionale Skinnerbox in die Hand gedrückt wärst du heute genauso unterirdisch.
Die Lebensjahre die an Training an solche Dinger verloren gehen holt man keiner Schule auch nur ansatzweise wieder raus, das ist ganz klares Elternversagen.
Krokoklemme_an_Loetstelle.jpg
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