XenoTron
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Hallo, da ich als Elektrofachkraft immer wieder viel Blödsinn lese wie dies und jenes gemacht werden sollte, will ich euch hier einmal einen kurzen Einblick in die Welt des Elektronikbaus geben:
Das alles hier versteht sich als Richtlinien. Ich gebe keinerlei Gewährleistung auf sachen die ihr daraus macht
Inhaltsverzeichnis
History (Hier seht ihr wenn was geändert wurde oder was neues dazu kam)
1.0 Sicherheitshinweis
Bitte beachten
1.1 Werkzeuge die man haben sollte
- Lötkolben und zubehör
- Seitenschneider
- Spitzzange
- Schraubendreher
- Digitalmultimeter
- Schrumpfschlauch
1.2 Übersicht elektronische Bauteile
- Widerstände
- Kondensatoren
- Dioden
- LEDs
- Transistoren
- Röhren
- Potenziometer
- ICs
1.3 Anleitung zum Löten und Tipps dazu
- Löten, so gehts
- Trick zum löten empfindlicher Bauteile
- Leitungen zusammenlöten
1.4 Instumentenkabel selbst bauen
- So baue ich ein Instumentenkabel
1.5 Methoden zur Fehlersuche
- Troubleshooting. Die offensichtlichsten Fehlerquellen
1.6 Umgang mit dem Digitalmultimeter
- Bedienung und Bedienelemente
- Spannungsmessung
- Widerstandsmessung, Durchgangsprüfung
- Diodentest
---------------------------------------------------------------------------------
History:
05.03.07 Workshop online gestellt.
05.03.07 diverse Korrekturen und Thema "LEDs" hinzugefügt.
05.03.07 Thema ICs hinzugefügt.
05.03.07 Digitalmultimeter benutzung hinzugefügt.
1.0 Nötige Vorsicht
Auch wenn man es überall liest, kann man es einfach nicht oft genug sagen:
STROM IST GEFÄHRLICH !!!!
Lasst die Finger von zeug wo ihr nicht versteht was da passiert.
NIEMALS (!!!!!) an einem Gerät arbeiten das noch Verbindung zum Stromnetz hat.
1.1 Werkzeuge die man haben sollte:
Einen Lötkolben mit Lötsaugpumpe
Standartmässig reicht wohl einer ausm Baumarkt mit um die 30-50 Watt. Ich selbst benutze Lötstationen der Firma Weller, weil man an diesen schön die gewünschte Temperatur einstellen kann. Bierschinken meint das ungeübte Löter lieber mit kleineren Wattzahlen anfangen sollten, damits kein Grillfest wird. (Also so um die 15-20W) Geb ich einfach mal so weiter. Ich habs direkt mit nem großen gelernt.
Dazu gehören natürlich auch ein paar verschiedene Lötspitzen die in verschiedenen formen zu bekommen sind.
Die Pumpe benötigt man um Zinn von Lötstellen zu entfernen, wenn mal etwas ausgelötet werden soll.
Ein gutes Elektrolot sollte dabei sein. Hier eins mit integriertem Flußmittel. Drahtdurchmesser von etwa 1 mm sind ziemlich optimal für uns.
Seitenschneider.
Auch hier gilt: Für den 08/15 Bastler reicht die Baumarktausführung. Wer viel bastelt für den lohnt sich auch die Anschaffung eines besseren Modells wie z.b. die der Fa. Knipex. Diese bauen übrigends auch andere Zangen die in Ihrer Beschaffenheit alle durchgängig Hervorragend sind.
Spitzzange
Zum festhalten von kleinen Bauteilen. Man kann hier verschiedene Ausführungen haben. Mir persönlich reicht eine einfache Telefonzange.
Schraubendreher, Inbusschlüssel usw.
Sollte jeder da haben. Vorzugsweise isolierte Ausführung. Aber da Ihr als Laien sowieso nicht an angeschlossenen Stromkreisen rumbasteln solltet (Wer das tut ist selbst schuld wenn was passiert !!!!), ist hier auch die Standartausführung ok.
Digitalmultimeter
Gibts im Baumarkt für 10 Euronen und das sollte es euch mindestens wert sein. Nichts ist ärgerlicher als wenn man ein bauteil/kabel auf durchgang prüfen will und kein geeignetes Meßgerät da hat. Ist ebenfalls super um den Widerstand von unbekannten Widerständen rauszufinden.
Schrumpfschlauch
Ich könnt jedes mal kotzen wenn ich zusammengefrickeltes sehe, das mehr oder weniger halbherzig mit Isoband umwickelt wurde.
Schrumpfschlauch kostet nicht viel und ist als Isolation IMMER die bessere Wahl.
Lupe, Dritte Hand, Platinenhalter, kleiner Schraubstock.
KANN man haben muss man aber nicht. Mit etwas Erfindungsgabe kann man sich allerhand Hilfmittel zum Basteln selbst machen.
1.2. Kleine dinger mit bunten Kringeln und Farbdingern drauf. Bauteile Übersicht.
In der Elektronik gibt es tausende Verschiedene Bauteile. Aber uns hier kommt es meistens nur auf ein paar wenige an. Diese sind meistens:
Widerstände:
Diese funktionieren nach dem Prinzip des Ohmschen Gesetzes. Je größer der Widerstand eines Materials ist, umso weniger Strom kann fließen. Die Farbringe zeigen einem welchen Wert in OHM der Widerstand hat.
Die genaue Codierung der Farbringe zu erklären würde hier zu weit führen. Im Internet gibt es hunderte Seiten wo dies lang und breit erklärt wird.
Kondensatoren:
Es gibt hier viele Unterschiede. Und zwar gibt es Elektrolytkondensatoren, bei denen die Polung wie sie angeschlossen werden wichtig ist. Auf dem Bauteil ist ein Symbol welches uns zeigt welches der Plus oder Minuspol des Elements ist. Auf ElKos (Elektrolytkondensatoren) steht immer der vorgesehene Spannungsbereich und der Wert der Kapazität in Farad.
Weiterhin gibt es Kondensatoren denen es egal ist wie rum sie eingebaut sind.
Sowie noch viele andere Bauarten wobei diese für uns wahrscheinlich uninteressant sind.
Meistens werden Kondensatoren als frequenzabhängiger Widerstand eingesetzt oder in Netzteilen zur Spannungsglättung.
Wer genauer wissen will was es damit auf sich hat:
Kondensator (Elektrotechnik) - Wikipedia
Dioden:
Dioden kann man sich vorstellen wie ein Rückschlagventil. Sie sind für Strom in einer Richtung durchlässig und in der anderen richtung sperren sie diesen. Dioden besitzen an einer seite einen Ring welcher uns zeigt welcher der Minuspol ist.
Sie reagieren wie alle Halbleiter sehr empfindlich auf zu hohe Hitze. Wenn man sie einlötet kann man sich aber einem Trick bedienen den ich weiter unten beim Löten beschreibe.
Typische Anwendungen für Dioden sind z.b. Gleichrichter um Wechselspannung in Gleichspannung umzuformen.
Leuchtdioden/LED
Dies sind kleine elektronische Bauelemente, die wie kleine Lampen funktionieren. Man kann sie für verschiedene Anwendungen bekommen. Es gibt sie in bauformen von 3 und 5 mm durchmesser (Das sind soweit ich das sagen kann die Standartmaße)
Wichtig bei LEDs ist das das längere von beiden Beinchen (normalerweise) den Minuspol der LED darstellt. Weiterhin müssen LED mit Vorwiderstand betrieben werden hohe Ströme killen die LED sofort. Diesen kann man sich im Internet auf Diversen Seiten nachrechnen lassen.
Es gibt auch LED die fertig mit Vorwiderstand verbaut sind. Diese kann man einfach so anschließen.
Standart Bauform bei einer LED ist mit 2 beinchen und einfarbig. Jedoch gibt es auch noch LED die mehrere Farben liefern können oder andere Bauformen haben.
Erfahrungsgemäß sind Blaue LED sehr viel teurer als andersfarbige.
VORSICHT!! Manche LED haben eine dermassen hohe Lichtausbeute das das direkte hineingucken mit bloßem Auge das Auge stark schädigen kann.
Ausserdem gibt es für LED sogenannte Fassungen. Diese sind dafür da die LED aufzunehmen wie der reflektor bei einer Taschenlampe. Sieht teilweise nur besser aus kann aber auch die Lichtausbeute erhöhen.
Transistoren:
Sehr vereinfacht erklärt: Transistoren sind so ähnlich wie ein Relais. (Ich weiss das, das nicht so stimmt, schlagt mich nicht wenn das hier jemand liest der auch die genauere Funktion von Transistoren kennt)
Liegt an einem bestimmten Beinchen ein definierter Strom an, werden die anderen beiden Beinchen durchlässig für Strom oder schließen ihn aus. (Je nachdem was für ein Transistor das ist). Der grad der "Öffnung" hängt davon ab wieviel Strom fließt. Da ein Transistor von Natur aus als Verstärker eingesetzt wird, könnt ihr euch sicher vorstellen, wo die Dinger Anwendung finden. Für euch ist erst einmal nur wichtig das Transistoren richtig angeschlossen werden müssen und bei zuviel Hitze beim löten sehr schnell das Zeitliche Segnen.
Mehr zu Transistoren und ihrer Funktionsweise hier:
Transistor - Wikipedia
Röhren:
Röhren arbeiten ähnlich wie Transistoren oder Dioden und werden auch im Verstärkerbereich eingesetzt. Es gibt sehr viele unterschiedliche Bauformen und Funktionsarten dieser Bauteile. Die einfachste kann wie eine Diode betrachtet werden, die den Strom nur in einer Richtung fließen lässt. Weiter gibt es Röhren, welche durch anlegen einer Steuerspannung oder eines Elektromagnetischen Feldes ihre Leiteigenschaften verändern. Diese kann man dann als Verstärker benutzen. Ihr kennt die Dinger sicher aus euren Amps.
VORSICHT: Röhren arbeiten teilweise mit Hochspannung und diese Spannungen können auch nach dem aussschalten noch da sein. Ausserdem werden Sie auch schon nach kurzer Betriebsdauer sehr heiss. Also wenn man hier keine Ahnung hat, lieber Finger weg.
Potenziometer (Poti):
Ist prinzipell das selbe wie ein Widerstand. Nur kann man durch drehen des stiftes den Widerstand verändern.
Es gibt lineare und logaritmische Potis. Da das menschliche Gehör logaritmisch Arbeitet, finden wir in der Musik meistens auch Logaritmische.
Normalerweise finden wir am Poti 3 (manchmal auch mehr) fähnchen zum anbringen der Leitungen. Es gibt immer einen mittelanschluß welcher normalerweise den "Eingang" des Potis darstellt. Eine (oder beide) der anderen beinchen werden als Ausgänge benutzt. Dreht man nun an dem Poti verändert sich der widerstand zwischen mittelabgriff und links/rechts. Wird er am linken beinchen größer, verringert er sich naturgemäß am rechten und umgekehrt.
Push/Pull Potis sind nichts anderes als Potis mit eingebautem Schalter mit denen durch drücken/ziehen bestimmt werden kann, welche Eingänge nun per drehschalter geregelt werden.
ICs
IC steht für Integrated Circuit und stellt einen sogenannten "Chip" dar. Was der Chip genau tut kann leicht herausgefunden werden. Auf fast allen ICs steht eine Zahl drauf. Z.b. LM555. Durch diese nummer sollte es euch ein leichtes sein im Internet herauszufinden was der Chip kann und wie er angeschlossen wird. Es gibt diverse Seiten wo man sich Datenblätter laden kann.
Beispiel eines Stecksockels.
ICs sollten wenn möglich mit stecksockel eingebaut werden, um das element vor der löthitze zu schützen und leichteres wechseln beim defekt zu ermöglichen.
Das sind so erst einmal die gängisten dinge die euch in eurer Bastelarbeit treffen werden. Natürlich gibt es noch anderen bauteile wie Cmos Bauelemente oder so dinge aber wenn diese euch begegnen solltet ihr auch wissen was damit zu machen ist.
1.3. Löten, aber bitte richtig.
Löten mit dem Lötkolben:
Löten ist eine sache die man 109797987 mal erklären kann aber wirklich Lernen kann man es nur wenn man es macht.
Prinzipiell ist das eine einfache Sache. Beispiel Bauteile einlöten:
Lötkolben anheizen. Mit der Spitze an die stelle halten wo gelötet werden soll, Lötzinn dazugeben und Fertig.
Mit der menge des zugegeben Lötzinns sollte man Sparsam umgehen. Eine gute Lötstelle sieht aus wie ein kleiner Kegel mit einer Hohlkehle und glänzt nach dem abkühlen.
Normalerweise passiert das alles innerhalb von wenigen Sekunden. Wenn ihr wie die Irren auf der Platine rumbratet und das Lot schmilzt einfach nicht, dann lasst es lieber kurz bleiben. Durch zu langes Löten verbrennt das Flußmittel im Lot und wenn ihr richtig Pech habt löst sich das Lötauge/Leiterbahn von der Platine und kann nur umständlich oder garnicht repariert werden.
Habt ihr alle Lötungen erfolgreich hinter euch gebracht, dann könnt ihr eine kleine (Weiche !!!!) Messingbürste nehmen und vorsichtig das überflüssige Flußmittel von den Lötstellen "schrabbeln". Das macht man weil das Flußmittel teilweise sehr aggressiv ist und auf die dauer Lötstellen angreifen kann.
Abschließend gibt es im Fachhandel sogenannten "Platinenlack" welcher nach dem Löten auf die Lötseite der Platine aufgesprüht werden kann um die Leiterbahnen und Lötstellen ein wenig zu isolieren und vor kurzschlüssen und schmutz zu schützen.
Hölle, Hölle, Hölle !!!!
Die meisten Elektronischen Bauteile halten wenig von zuviel Hitze. Speziell Halbleiter wie Dioden oder Transistoren verabschieden sich bei so einer Feuerbestattung.
Deswegen kann man sich folgenden Trick aneignen um die Bauteile vor Überhitzung zu schützen:
Wenn ihr das Bauteil durch die Löcher gefädelt habt und es anlöten wollt, dann nehmt eure Spitzzange und haltet das Bauteil auf der Platinenoberseite, an dem Beinchen was ihr grade löten wollt, mit der Zange fest. Dadurch muss die Hitze auch erst die Zange vorne erwärmen und es dauert länger bis sie das Bauteil an sich erreicht. Ihr könnt dann ganz entspannt an der unterseite löten und für eine gute Lötstelle sorgen ohne das Teil zu grillen.
Verbindungen fürs Leben aka. Leitungen zusammenlöten.
An sich keine schwere Sache, aber viele Laien haben hier Probleme. Dabei geht es ganz leicht wenn man weiss wie:
Man isoliert an den enden der Leitungen, die man verbinden möchte etwa 10 mm ab. Dann kommt über eine der beiden Leitungen ein stückchen Schrumpfschlauch. Nun legt ihr die beiden Leitungen so übereinander, das sie eine gerade Linie bilden.
Das ganze sieht dann so aus als ob ihr in einer Leitung ein Stück von 10 mm abisoliert hättet.
Nun verdreht ihr die abisolierten Äderchen miteinander um zusätzlichen halt zu schaffen.
Lötkolben dran, warmwerden lassen, zinn dazu, lötkolben etwas hin und her streichen und fertig. Abschließend den Schrumpfschlauch über die blanke stelle schieben und entweder mit einem Heißluftföhn oder (vorsichtig !!!!) mit einem Feuerzeug schrumpfen.
1.4 Ich mach das selbst !!! Kabel fertigen.
Prinzipell auch sehr einfach.
Angenommen du willst dir ein Instrumentenkabel basteln. Dann brauchst du dazu:
Instrumentenleitung (Geschirmte. Alles andere macht keinen sinn)
2 Stecker (Wer hätte das gedacht)
Als erstes Isolierst du deine Leitung ein stückchen ab. Aber nur soweit wie es unbedingt sein muss. Bedenke das hinterher noch die Hülsen drauf müssen womit der stecker zugeschraubt wird.
Nun lötest du den "heissen" Draht, also den der das Signal führt an das Fähnchen vom stecker welches mit der Spitze verbunden ist. Wenn du hier einen Monostecker hast bleibt jetzt nur noch ein Fähnchen an das du den anderen Draht lötest.
Normalerweise ist die Masse = Schirm oder wird damit verbunden.
Bei einem Stereostecker musst du die 2. Leitung (NICHT DIE MASSE sondern das ist dann ein kabel mit 2 adern plus masse/Schirm) an das Fähnchen löten, was mit dem Ring direkt nach der spitze verbunden ist.
Folgende Dinge sollte man beachten:
Die Zugentlastung muss sicher draufsitzen und das Gehäuse sollte auch schon draufgeschoben sein. Ja, klingt vielleicht blöd aber wie oft hab ich Kabel gelötet und erst nach dem Anschließen des Steckers gemerkt das ich das Gehäuse ja noch garnicht auf dem Kabel aufgeschoben hatte.
Guck dir die Lötstellen nochmal genau an:
Es könnten sich kleine Äderchen von der Leitung gelöst haben und eine "Brücke" zwischen den beiden Drähten gebildet haben.
Anschließend den Schutz drüber, Zugentlastung zudrehen und ab gehts. Manche Leute schieben zum schluß noch ein bischen Schrumpfschlauch über die Lötfähnchen. Sollte man machen, ist noch ein zusätzlicher Schutz.
1.5 Rien ne va plus - Nichts geht mehr.....
Also. Alles zusammengebaut und nichts klappt?
Dann begeben wir uns doch mal auf die Fehlersuche.
Gerät vom Stromnetz trennen !!!
Zuerst überprüfen wir alle Bauteile auf korrekten Sitz (Schaltplan beachten!!!) und gucken uns die Lötstellen an.
Sieht eine matt aus oder hat kleine Löchelchen? Nachlöten !
Sind alle Bauteile richtig gepolt angeschlossen?
Alles eingesteckt gewesen wie es sein sollte?
Raucht es? (Ok spätestens dann sieht man was los is )
Sicherungen kaputt? Netzstecker abziehen (!!!) und Sicherungen rausholen. Mit dem Multimeter auf durchgang prüfen.
War es eingeschaltet? (Klingt blöd, kommt aber vor)
Eventuell Potis aufdrehen. (Klingt noch blöder aber kommt noch öfter vor)
Kommt denn aus meiner Stromquelle überhaupt Strom? Hier bitte Vorsichtig. 230 V knallen ordentlich wenn man drankommt. Glaubt mir, ich spreche aus Erfahrung. Am besten einfach ein anderes Gerät an die Steckdose anschließen und gucken ob es damit geht.
Sind deine Kabel alle in Ordnung? Vielleicht ein Kabelbruch? Anderes Kabel versuchen.
Wenns jetzt immer noch nicht geht.
Tja, dann bleibt nur es jemandem zu zeigen der mehr davon versteht.
1.6 Wer viel misst,misst mist. oder: Multimeter, und jetzt?
Da haben wir es. Unser schönes (oder weniger schönes) Digitalmultimeter und sind erst einmal von der fülle der Bedienelemente überfordert.
Zuerst gilt zu wissen: Wollt ihr einen Widerstand oder ein anderes Bauelement ausmessen, dann solltet ihr das tun wenn es nicht eingebaut ist. Sonst kann es vorkommen, das ihr über weiss-der-henker-irgendwelche Bauteile meßt aber nicht über den Widerstand. Hier streuen so dann verschiedene Faktoren ein. Für uns hier sind eigendlich nur 3 Funktionen an einem Digitalen Multimeter interessant. Aber zunächst mal zum Grundaufbau:
Jedes Multimeter hat mindestens 2 Buchseneingänge an denen folgende Bezeichnungen zu finden sind:
GND oder das Zeichen für erde. Hier gehört IMMER eine Meßspitze rein.
Weiter finden wir eine Buchse an der etwas wie V DC/AC oder das OHM zeichen stehen sollte. Hier gehört bei Widerstands und Spannungsmessung die zweite Meßspitze hinein.
Die Anderen beiden Buchsen an denen etwas wie: 1A 20A Fused steht,(Falls vorhanden) könnt ihr getrost vergessen. Ist für das was wir vorhaben uninteressant.
Ausserdem hat jedes DMM einen Wahlschalter mit dem man 1. einstellen kann was man messen will (Strom, Spannung, Widerstand, etc.) und 2. bei manchen modellen den Meßbereich.
Ausserdem haben viele DMMs eine Taste um das meßergebniss auch nach loslassen der Meßspitzen von den Meßpunkten lesen zu können. Dies heisst dann meistens: "Hold".
Da ich der Meinung bin das ein Amateur keine Strommessung durchführen sollte, da dies nur im eingeschalteten Zustand und mit herzlicher Bastelei verbunden ist, erkläre ich nur wie man Spannungen, Widerstand (Durchgang) und falls vorhanden den Diodentest benutzt. Solltet ihr wirklich mal in die Verlegenheit kommen Strom messen zu müssen ist es höchstwahrscheinlich sowieso soweit das ihr damit zum Fachmann gehen müsst.
Beim messen immer Aufpassen das man nur am Isolierten Bereich der Meßspitzen anfasst. Ansonsten kanns schnell daneben gehen.
Eigendlich jedes Meßgerät hat eine Batterie und eine oder mehrere Feinsicherungen eingebaut. Sollte irgendwas nicht gehen, ist es immer eine gute idee die Batterie zu wechseln und nachzusehen ob die Sicherungen noch gut sind.
1. Spannung messen.
Hier bitte Vorsichtig. Spannungsmessungen als Laie bitte nur im Bereich bis 24V DC selbst durchführen. Alles andere birgt für den Amateuer einfach zuviel gefahren.
Steckt eure Meßleitungen in das DMM ein und wählt einen Meßbereich, der der Spannung entspricht die ihr dort vermutet. Anschließend haltet ihr eure Meßspitzen an die beiden Punkte zwischen denen ihr eine Spannung vermutet. Nun sollte das DMM etwas anzeigen.
Bei manchen DMMs müst ihr vorher noch wählen ob ihr DC (Gleichspannung) oder AC (Wechselspannung) messen wollt. Andere stellen das von sich aus ein. Passt auf das ihr nicht versehendlich beim Messen mit der Hand an eine Stelle kommt die Spannung führt. Im Zweifelsfall lieber jemanden machen lassen der sich damit auskennt.
2. Durchgangsmessung/Widerstandsmessung
Beides könnt ihr mit der gleichen Einstellung machen. Diese Messung darf nur im Spannungslosen zustand erfolgen. Spannungenn verfälschen das Ergebniss und könnten im schlimmsten Fall euer DMM zerstören. Wählt den Bereich für OHM (Griechisches Zeichen OMEGA) auf dem DMM. Wenn ich nicht weiss was ich erhalte beim Messen dann benutze ich normalerweise die größe um die 200 OHM. Wenns größer wird zeigt euch das komma im Display das ihr einen größeren Meßbereich wählen solltet.
Haltet nun die Meßspitzen an die beiden Punkte von denen ihr wissen wollt, ob sie miteinander verbunden sind. Sind sie es, zeigt euch das Multimeter nun wieviel Ohm widerstand die strecke zwischen euren beiden Punkten hat. Vergesst nich: Bauteile die auf einer Platine aufgelötet sind könnt ihr nicht im eingebauten zustand durchmessen, da ihr nicht wisst wie der Strom seinen Weg auf der Platine nimmt. Zumindest einer der beiden Pole darf nicht mit dem rest des Stromkreises verbunden sein.
3. Diodentest
Bei manchen DMMs gibt es die möglichkeit Dioden auf Funktion zu Prüfen. Dies wird so dargestellt, das an einem Bereich des Wahschalters das Zeichen für eine Diode ist.
Das sieht dann so aus:
Ihr legt dann die GND Meßspitze an den Minuspol der diode und den anderen an den Pluspol. Sollte die Diode ok sein, wird euch euer DMM nun zeigen welche Spannung es an die Diode anlegen musste damit sie leitfähig wird. (Normalerweise liegt das so bei etwa 0,7V)
4.Strommessung
Versucht das bitte erst garnicht. Dazu müsste man an der Schaltung zuviel verändern und sie im Betrieb messen. Einfach zu gefährlich. Ich sage jetzt einfach mal das die meisten Laien mit den Meßwerten die da rauskommen sowieso nichts brauchbares anstellen können.
Ich hoffe ich konnte einigen etwas beibringen und wünsche euch viel spass beim Basteln.
Das alles hier versteht sich als Richtlinien. Ich gebe keinerlei Gewährleistung auf sachen die ihr daraus macht
Inhaltsverzeichnis
History (Hier seht ihr wenn was geändert wurde oder was neues dazu kam)
1.0 Sicherheitshinweis
Bitte beachten
1.1 Werkzeuge die man haben sollte
- Lötkolben und zubehör
- Seitenschneider
- Spitzzange
- Schraubendreher
- Digitalmultimeter
- Schrumpfschlauch
1.2 Übersicht elektronische Bauteile
- Widerstände
- Kondensatoren
- Dioden
- LEDs
- Transistoren
- Röhren
- Potenziometer
- ICs
1.3 Anleitung zum Löten und Tipps dazu
- Löten, so gehts
- Trick zum löten empfindlicher Bauteile
- Leitungen zusammenlöten
1.4 Instumentenkabel selbst bauen
- So baue ich ein Instumentenkabel
1.5 Methoden zur Fehlersuche
- Troubleshooting. Die offensichtlichsten Fehlerquellen
1.6 Umgang mit dem Digitalmultimeter
- Bedienung und Bedienelemente
- Spannungsmessung
- Widerstandsmessung, Durchgangsprüfung
- Diodentest
---------------------------------------------------------------------------------
History:
05.03.07 Workshop online gestellt.
05.03.07 diverse Korrekturen und Thema "LEDs" hinzugefügt.
05.03.07 Thema ICs hinzugefügt.
05.03.07 Digitalmultimeter benutzung hinzugefügt.
1.0 Nötige Vorsicht
Auch wenn man es überall liest, kann man es einfach nicht oft genug sagen:
STROM IST GEFÄHRLICH !!!!
Lasst die Finger von zeug wo ihr nicht versteht was da passiert.
NIEMALS (!!!!!) an einem Gerät arbeiten das noch Verbindung zum Stromnetz hat.
1.1 Werkzeuge die man haben sollte:
Einen Lötkolben mit Lötsaugpumpe
Standartmässig reicht wohl einer ausm Baumarkt mit um die 30-50 Watt. Ich selbst benutze Lötstationen der Firma Weller, weil man an diesen schön die gewünschte Temperatur einstellen kann. Bierschinken meint das ungeübte Löter lieber mit kleineren Wattzahlen anfangen sollten, damits kein Grillfest wird. (Also so um die 15-20W) Geb ich einfach mal so weiter. Ich habs direkt mit nem großen gelernt.
Dazu gehören natürlich auch ein paar verschiedene Lötspitzen die in verschiedenen formen zu bekommen sind.
Die Pumpe benötigt man um Zinn von Lötstellen zu entfernen, wenn mal etwas ausgelötet werden soll.
Ein gutes Elektrolot sollte dabei sein. Hier eins mit integriertem Flußmittel. Drahtdurchmesser von etwa 1 mm sind ziemlich optimal für uns.
Seitenschneider.
Auch hier gilt: Für den 08/15 Bastler reicht die Baumarktausführung. Wer viel bastelt für den lohnt sich auch die Anschaffung eines besseren Modells wie z.b. die der Fa. Knipex. Diese bauen übrigends auch andere Zangen die in Ihrer Beschaffenheit alle durchgängig Hervorragend sind.
Spitzzange
Zum festhalten von kleinen Bauteilen. Man kann hier verschiedene Ausführungen haben. Mir persönlich reicht eine einfache Telefonzange.
Schraubendreher, Inbusschlüssel usw.
Sollte jeder da haben. Vorzugsweise isolierte Ausführung. Aber da Ihr als Laien sowieso nicht an angeschlossenen Stromkreisen rumbasteln solltet (Wer das tut ist selbst schuld wenn was passiert !!!!), ist hier auch die Standartausführung ok.
Digitalmultimeter
Gibts im Baumarkt für 10 Euronen und das sollte es euch mindestens wert sein. Nichts ist ärgerlicher als wenn man ein bauteil/kabel auf durchgang prüfen will und kein geeignetes Meßgerät da hat. Ist ebenfalls super um den Widerstand von unbekannten Widerständen rauszufinden.
Schrumpfschlauch
Ich könnt jedes mal kotzen wenn ich zusammengefrickeltes sehe, das mehr oder weniger halbherzig mit Isoband umwickelt wurde.
Schrumpfschlauch kostet nicht viel und ist als Isolation IMMER die bessere Wahl.
Lupe, Dritte Hand, Platinenhalter, kleiner Schraubstock.
KANN man haben muss man aber nicht. Mit etwas Erfindungsgabe kann man sich allerhand Hilfmittel zum Basteln selbst machen.
1.2. Kleine dinger mit bunten Kringeln und Farbdingern drauf. Bauteile Übersicht.
In der Elektronik gibt es tausende Verschiedene Bauteile. Aber uns hier kommt es meistens nur auf ein paar wenige an. Diese sind meistens:
Widerstände:
Diese funktionieren nach dem Prinzip des Ohmschen Gesetzes. Je größer der Widerstand eines Materials ist, umso weniger Strom kann fließen. Die Farbringe zeigen einem welchen Wert in OHM der Widerstand hat.
Die genaue Codierung der Farbringe zu erklären würde hier zu weit führen. Im Internet gibt es hunderte Seiten wo dies lang und breit erklärt wird.
Kondensatoren:
Es gibt hier viele Unterschiede. Und zwar gibt es Elektrolytkondensatoren, bei denen die Polung wie sie angeschlossen werden wichtig ist. Auf dem Bauteil ist ein Symbol welches uns zeigt welches der Plus oder Minuspol des Elements ist. Auf ElKos (Elektrolytkondensatoren) steht immer der vorgesehene Spannungsbereich und der Wert der Kapazität in Farad.
Weiterhin gibt es Kondensatoren denen es egal ist wie rum sie eingebaut sind.
Sowie noch viele andere Bauarten wobei diese für uns wahrscheinlich uninteressant sind.
Meistens werden Kondensatoren als frequenzabhängiger Widerstand eingesetzt oder in Netzteilen zur Spannungsglättung.
Wer genauer wissen will was es damit auf sich hat:
Kondensator (Elektrotechnik) - Wikipedia
Dioden:
Dioden kann man sich vorstellen wie ein Rückschlagventil. Sie sind für Strom in einer Richtung durchlässig und in der anderen richtung sperren sie diesen. Dioden besitzen an einer seite einen Ring welcher uns zeigt welcher der Minuspol ist.
Sie reagieren wie alle Halbleiter sehr empfindlich auf zu hohe Hitze. Wenn man sie einlötet kann man sich aber einem Trick bedienen den ich weiter unten beim Löten beschreibe.
Typische Anwendungen für Dioden sind z.b. Gleichrichter um Wechselspannung in Gleichspannung umzuformen.
Leuchtdioden/LED
Dies sind kleine elektronische Bauelemente, die wie kleine Lampen funktionieren. Man kann sie für verschiedene Anwendungen bekommen. Es gibt sie in bauformen von 3 und 5 mm durchmesser (Das sind soweit ich das sagen kann die Standartmaße)
Wichtig bei LEDs ist das das längere von beiden Beinchen (normalerweise) den Minuspol der LED darstellt. Weiterhin müssen LED mit Vorwiderstand betrieben werden hohe Ströme killen die LED sofort. Diesen kann man sich im Internet auf Diversen Seiten nachrechnen lassen.
Es gibt auch LED die fertig mit Vorwiderstand verbaut sind. Diese kann man einfach so anschließen.
Standart Bauform bei einer LED ist mit 2 beinchen und einfarbig. Jedoch gibt es auch noch LED die mehrere Farben liefern können oder andere Bauformen haben.
Erfahrungsgemäß sind Blaue LED sehr viel teurer als andersfarbige.
VORSICHT!! Manche LED haben eine dermassen hohe Lichtausbeute das das direkte hineingucken mit bloßem Auge das Auge stark schädigen kann.
Ausserdem gibt es für LED sogenannte Fassungen. Diese sind dafür da die LED aufzunehmen wie der reflektor bei einer Taschenlampe. Sieht teilweise nur besser aus kann aber auch die Lichtausbeute erhöhen.
Transistoren:
Sehr vereinfacht erklärt: Transistoren sind so ähnlich wie ein Relais. (Ich weiss das, das nicht so stimmt, schlagt mich nicht wenn das hier jemand liest der auch die genauere Funktion von Transistoren kennt)
Liegt an einem bestimmten Beinchen ein definierter Strom an, werden die anderen beiden Beinchen durchlässig für Strom oder schließen ihn aus. (Je nachdem was für ein Transistor das ist). Der grad der "Öffnung" hängt davon ab wieviel Strom fließt. Da ein Transistor von Natur aus als Verstärker eingesetzt wird, könnt ihr euch sicher vorstellen, wo die Dinger Anwendung finden. Für euch ist erst einmal nur wichtig das Transistoren richtig angeschlossen werden müssen und bei zuviel Hitze beim löten sehr schnell das Zeitliche Segnen.
Mehr zu Transistoren und ihrer Funktionsweise hier:
Transistor - Wikipedia
Röhren:
Röhren arbeiten ähnlich wie Transistoren oder Dioden und werden auch im Verstärkerbereich eingesetzt. Es gibt sehr viele unterschiedliche Bauformen und Funktionsarten dieser Bauteile. Die einfachste kann wie eine Diode betrachtet werden, die den Strom nur in einer Richtung fließen lässt. Weiter gibt es Röhren, welche durch anlegen einer Steuerspannung oder eines Elektromagnetischen Feldes ihre Leiteigenschaften verändern. Diese kann man dann als Verstärker benutzen. Ihr kennt die Dinger sicher aus euren Amps.
VORSICHT: Röhren arbeiten teilweise mit Hochspannung und diese Spannungen können auch nach dem aussschalten noch da sein. Ausserdem werden Sie auch schon nach kurzer Betriebsdauer sehr heiss. Also wenn man hier keine Ahnung hat, lieber Finger weg.
Potenziometer (Poti):
Ist prinzipell das selbe wie ein Widerstand. Nur kann man durch drehen des stiftes den Widerstand verändern.
Es gibt lineare und logaritmische Potis. Da das menschliche Gehör logaritmisch Arbeitet, finden wir in der Musik meistens auch Logaritmische.
Normalerweise finden wir am Poti 3 (manchmal auch mehr) fähnchen zum anbringen der Leitungen. Es gibt immer einen mittelanschluß welcher normalerweise den "Eingang" des Potis darstellt. Eine (oder beide) der anderen beinchen werden als Ausgänge benutzt. Dreht man nun an dem Poti verändert sich der widerstand zwischen mittelabgriff und links/rechts. Wird er am linken beinchen größer, verringert er sich naturgemäß am rechten und umgekehrt.
Push/Pull Potis sind nichts anderes als Potis mit eingebautem Schalter mit denen durch drücken/ziehen bestimmt werden kann, welche Eingänge nun per drehschalter geregelt werden.
ICs
IC steht für Integrated Circuit und stellt einen sogenannten "Chip" dar. Was der Chip genau tut kann leicht herausgefunden werden. Auf fast allen ICs steht eine Zahl drauf. Z.b. LM555. Durch diese nummer sollte es euch ein leichtes sein im Internet herauszufinden was der Chip kann und wie er angeschlossen wird. Es gibt diverse Seiten wo man sich Datenblätter laden kann.
Beispiel eines Stecksockels.
ICs sollten wenn möglich mit stecksockel eingebaut werden, um das element vor der löthitze zu schützen und leichteres wechseln beim defekt zu ermöglichen.
Das sind so erst einmal die gängisten dinge die euch in eurer Bastelarbeit treffen werden. Natürlich gibt es noch anderen bauteile wie Cmos Bauelemente oder so dinge aber wenn diese euch begegnen solltet ihr auch wissen was damit zu machen ist.
1.3. Löten, aber bitte richtig.
Löten mit dem Lötkolben:
Löten ist eine sache die man 109797987 mal erklären kann aber wirklich Lernen kann man es nur wenn man es macht.
Prinzipiell ist das eine einfache Sache. Beispiel Bauteile einlöten:
Lötkolben anheizen. Mit der Spitze an die stelle halten wo gelötet werden soll, Lötzinn dazugeben und Fertig.
Mit der menge des zugegeben Lötzinns sollte man Sparsam umgehen. Eine gute Lötstelle sieht aus wie ein kleiner Kegel mit einer Hohlkehle und glänzt nach dem abkühlen.
Normalerweise passiert das alles innerhalb von wenigen Sekunden. Wenn ihr wie die Irren auf der Platine rumbratet und das Lot schmilzt einfach nicht, dann lasst es lieber kurz bleiben. Durch zu langes Löten verbrennt das Flußmittel im Lot und wenn ihr richtig Pech habt löst sich das Lötauge/Leiterbahn von der Platine und kann nur umständlich oder garnicht repariert werden.
Habt ihr alle Lötungen erfolgreich hinter euch gebracht, dann könnt ihr eine kleine (Weiche !!!!) Messingbürste nehmen und vorsichtig das überflüssige Flußmittel von den Lötstellen "schrabbeln". Das macht man weil das Flußmittel teilweise sehr aggressiv ist und auf die dauer Lötstellen angreifen kann.
Abschließend gibt es im Fachhandel sogenannten "Platinenlack" welcher nach dem Löten auf die Lötseite der Platine aufgesprüht werden kann um die Leiterbahnen und Lötstellen ein wenig zu isolieren und vor kurzschlüssen und schmutz zu schützen.
Hölle, Hölle, Hölle !!!!
Die meisten Elektronischen Bauteile halten wenig von zuviel Hitze. Speziell Halbleiter wie Dioden oder Transistoren verabschieden sich bei so einer Feuerbestattung.
Deswegen kann man sich folgenden Trick aneignen um die Bauteile vor Überhitzung zu schützen:
Wenn ihr das Bauteil durch die Löcher gefädelt habt und es anlöten wollt, dann nehmt eure Spitzzange und haltet das Bauteil auf der Platinenoberseite, an dem Beinchen was ihr grade löten wollt, mit der Zange fest. Dadurch muss die Hitze auch erst die Zange vorne erwärmen und es dauert länger bis sie das Bauteil an sich erreicht. Ihr könnt dann ganz entspannt an der unterseite löten und für eine gute Lötstelle sorgen ohne das Teil zu grillen.
Verbindungen fürs Leben aka. Leitungen zusammenlöten.
An sich keine schwere Sache, aber viele Laien haben hier Probleme. Dabei geht es ganz leicht wenn man weiss wie:
Man isoliert an den enden der Leitungen, die man verbinden möchte etwa 10 mm ab. Dann kommt über eine der beiden Leitungen ein stückchen Schrumpfschlauch. Nun legt ihr die beiden Leitungen so übereinander, das sie eine gerade Linie bilden.
Das ganze sieht dann so aus als ob ihr in einer Leitung ein Stück von 10 mm abisoliert hättet.
Nun verdreht ihr die abisolierten Äderchen miteinander um zusätzlichen halt zu schaffen.
Lötkolben dran, warmwerden lassen, zinn dazu, lötkolben etwas hin und her streichen und fertig. Abschließend den Schrumpfschlauch über die blanke stelle schieben und entweder mit einem Heißluftföhn oder (vorsichtig !!!!) mit einem Feuerzeug schrumpfen.
1.4 Ich mach das selbst !!! Kabel fertigen.
Prinzipell auch sehr einfach.
Angenommen du willst dir ein Instrumentenkabel basteln. Dann brauchst du dazu:
Instrumentenleitung (Geschirmte. Alles andere macht keinen sinn)
2 Stecker (Wer hätte das gedacht)
Als erstes Isolierst du deine Leitung ein stückchen ab. Aber nur soweit wie es unbedingt sein muss. Bedenke das hinterher noch die Hülsen drauf müssen womit der stecker zugeschraubt wird.
Nun lötest du den "heissen" Draht, also den der das Signal führt an das Fähnchen vom stecker welches mit der Spitze verbunden ist. Wenn du hier einen Monostecker hast bleibt jetzt nur noch ein Fähnchen an das du den anderen Draht lötest.
Normalerweise ist die Masse = Schirm oder wird damit verbunden.
Bei einem Stereostecker musst du die 2. Leitung (NICHT DIE MASSE sondern das ist dann ein kabel mit 2 adern plus masse/Schirm) an das Fähnchen löten, was mit dem Ring direkt nach der spitze verbunden ist.
Folgende Dinge sollte man beachten:
Die Zugentlastung muss sicher draufsitzen und das Gehäuse sollte auch schon draufgeschoben sein. Ja, klingt vielleicht blöd aber wie oft hab ich Kabel gelötet und erst nach dem Anschließen des Steckers gemerkt das ich das Gehäuse ja noch garnicht auf dem Kabel aufgeschoben hatte.
Guck dir die Lötstellen nochmal genau an:
Es könnten sich kleine Äderchen von der Leitung gelöst haben und eine "Brücke" zwischen den beiden Drähten gebildet haben.
Anschließend den Schutz drüber, Zugentlastung zudrehen und ab gehts. Manche Leute schieben zum schluß noch ein bischen Schrumpfschlauch über die Lötfähnchen. Sollte man machen, ist noch ein zusätzlicher Schutz.
1.5 Rien ne va plus - Nichts geht mehr.....
Also. Alles zusammengebaut und nichts klappt?
Dann begeben wir uns doch mal auf die Fehlersuche.
Gerät vom Stromnetz trennen !!!
Zuerst überprüfen wir alle Bauteile auf korrekten Sitz (Schaltplan beachten!!!) und gucken uns die Lötstellen an.
Sieht eine matt aus oder hat kleine Löchelchen? Nachlöten !
Sind alle Bauteile richtig gepolt angeschlossen?
Alles eingesteckt gewesen wie es sein sollte?
Raucht es? (Ok spätestens dann sieht man was los is
)Sicherungen kaputt? Netzstecker abziehen (!!!) und Sicherungen rausholen. Mit dem Multimeter auf durchgang prüfen.
War es eingeschaltet? (Klingt blöd, kommt aber vor)
Eventuell Potis aufdrehen. (Klingt noch blöder aber kommt noch öfter vor)
Kommt denn aus meiner Stromquelle überhaupt Strom? Hier bitte Vorsichtig. 230 V knallen ordentlich wenn man drankommt. Glaubt mir, ich spreche aus Erfahrung. Am besten einfach ein anderes Gerät an die Steckdose anschließen und gucken ob es damit geht.
Sind deine Kabel alle in Ordnung? Vielleicht ein Kabelbruch? Anderes Kabel versuchen.
Wenns jetzt immer noch nicht geht.
Tja, dann bleibt nur es jemandem zu zeigen der mehr davon versteht.
1.6 Wer viel misst,misst mist. oder: Multimeter, und jetzt?
Da haben wir es. Unser schönes (oder weniger schönes) Digitalmultimeter und sind erst einmal von der fülle der Bedienelemente überfordert.
Zuerst gilt zu wissen: Wollt ihr einen Widerstand oder ein anderes Bauelement ausmessen, dann solltet ihr das tun wenn es nicht eingebaut ist. Sonst kann es vorkommen, das ihr über weiss-der-henker-irgendwelche Bauteile meßt aber nicht über den Widerstand. Hier streuen so dann verschiedene Faktoren ein. Für uns hier sind eigendlich nur 3 Funktionen an einem Digitalen Multimeter interessant. Aber zunächst mal zum Grundaufbau:
Jedes Multimeter hat mindestens 2 Buchseneingänge an denen folgende Bezeichnungen zu finden sind:
GND oder das Zeichen für erde. Hier gehört IMMER eine Meßspitze rein.
Weiter finden wir eine Buchse an der etwas wie V DC/AC oder das OHM zeichen stehen sollte. Hier gehört bei Widerstands und Spannungsmessung die zweite Meßspitze hinein.
Die Anderen beiden Buchsen an denen etwas wie: 1A 20A Fused steht,(Falls vorhanden) könnt ihr getrost vergessen. Ist für das was wir vorhaben uninteressant.
Ausserdem hat jedes DMM einen Wahlschalter mit dem man 1. einstellen kann was man messen will (Strom, Spannung, Widerstand, etc.) und 2. bei manchen modellen den Meßbereich.
Ausserdem haben viele DMMs eine Taste um das meßergebniss auch nach loslassen der Meßspitzen von den Meßpunkten lesen zu können. Dies heisst dann meistens: "Hold".
Da ich der Meinung bin das ein Amateur keine Strommessung durchführen sollte, da dies nur im eingeschalteten Zustand und mit herzlicher Bastelei verbunden ist, erkläre ich nur wie man Spannungen, Widerstand (Durchgang) und falls vorhanden den Diodentest benutzt. Solltet ihr wirklich mal in die Verlegenheit kommen Strom messen zu müssen ist es höchstwahrscheinlich sowieso soweit das ihr damit zum Fachmann gehen müsst.
Beim messen immer Aufpassen das man nur am Isolierten Bereich der Meßspitzen anfasst. Ansonsten kanns schnell daneben gehen.
Eigendlich jedes Meßgerät hat eine Batterie und eine oder mehrere Feinsicherungen eingebaut. Sollte irgendwas nicht gehen, ist es immer eine gute idee die Batterie zu wechseln und nachzusehen ob die Sicherungen noch gut sind.
1. Spannung messen.
Hier bitte Vorsichtig. Spannungsmessungen als Laie bitte nur im Bereich bis 24V DC selbst durchführen. Alles andere birgt für den Amateuer einfach zuviel gefahren.
Steckt eure Meßleitungen in das DMM ein und wählt einen Meßbereich, der der Spannung entspricht die ihr dort vermutet. Anschließend haltet ihr eure Meßspitzen an die beiden Punkte zwischen denen ihr eine Spannung vermutet. Nun sollte das DMM etwas anzeigen.
Bei manchen DMMs müst ihr vorher noch wählen ob ihr DC (Gleichspannung) oder AC (Wechselspannung) messen wollt. Andere stellen das von sich aus ein. Passt auf das ihr nicht versehendlich beim Messen mit der Hand an eine Stelle kommt die Spannung führt. Im Zweifelsfall lieber jemanden machen lassen der sich damit auskennt.
2. Durchgangsmessung/Widerstandsmessung
Beides könnt ihr mit der gleichen Einstellung machen. Diese Messung darf nur im Spannungslosen zustand erfolgen. Spannungenn verfälschen das Ergebniss und könnten im schlimmsten Fall euer DMM zerstören. Wählt den Bereich für OHM (Griechisches Zeichen OMEGA) auf dem DMM. Wenn ich nicht weiss was ich erhalte beim Messen dann benutze ich normalerweise die größe um die 200 OHM. Wenns größer wird zeigt euch das komma im Display das ihr einen größeren Meßbereich wählen solltet.
Haltet nun die Meßspitzen an die beiden Punkte von denen ihr wissen wollt, ob sie miteinander verbunden sind. Sind sie es, zeigt euch das Multimeter nun wieviel Ohm widerstand die strecke zwischen euren beiden Punkten hat. Vergesst nich: Bauteile die auf einer Platine aufgelötet sind könnt ihr nicht im eingebauten zustand durchmessen, da ihr nicht wisst wie der Strom seinen Weg auf der Platine nimmt. Zumindest einer der beiden Pole darf nicht mit dem rest des Stromkreises verbunden sein.
3. Diodentest
Bei manchen DMMs gibt es die möglichkeit Dioden auf Funktion zu Prüfen. Dies wird so dargestellt, das an einem Bereich des Wahschalters das Zeichen für eine Diode ist.
Das sieht dann so aus:
Ihr legt dann die GND Meßspitze an den Minuspol der diode und den anderen an den Pluspol. Sollte die Diode ok sein, wird euch euer DMM nun zeigen welche Spannung es an die Diode anlegen musste damit sie leitfähig wird. (Normalerweise liegt das so bei etwa 0,7V)
4.Strommessung
Versucht das bitte erst garnicht. Dazu müsste man an der Schaltung zuviel verändern und sie im Betrieb messen. Einfach zu gefährlich. Ich sage jetzt einfach mal das die meisten Laien mit den Meßwerten die da rauskommen sowieso nichts brauchbares anstellen können.
Ich hoffe ich konnte einigen etwas beibringen und wünsche euch viel spass beim Basteln.
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