LEDs dimmen – welche Techniken gibt es? – Elektronik Praxis

ledhellstromvergleich008LEDs sind aus dem heutigen Alltag nicht mehr wegzudenken. Egal ob zur Beleuchtung oder als Signalleuchte – überall sind sie zu finden.

Manchmal ist es aber notwendig, die Helligkeit an die Anforderungen anzupassen. Hier gibt es verschiedene Möglichkeiten, die bei ‘Elektronik Praxis’ mal näher betrachtet werden:

LEDs dimmen – welche Techniken gibt es?.

Die Anpassung über den Strom halte ich für problematischer, eben weil eine kleine Änderung des Stromes schon eine starke Wirkung haben kann. Kommen dann noch Exemplarstreuungen hinzu, kann es zu sichtbaren Unterschieden kommen. Dafür ist eine getaktete Lösung meist etwas aufwändiger bei der Umsetzung, allerdings dank Mikrocontrollern & Co auch flexibler in der Anwendung.


Westfalia.de

USB 3 – Strom, Probleme, Geschwindigkeit

usb_3_kitIm letzten Beitrag erwähnte ich ja, dass ich mich um mein Datenchaos kümmern will. Nebenbei ist dies die Gelegenheit, mal mein selbst zusammengestelltes ‘USB 3 Kit’ in Betrieb zu nehmen.

So nach und nach habe ich mir alles mögliche an USB 3 Zubehör angeschafft. Nachdem nun auch noch günstig eine 500 GB SATA 2.5 Zoll Festplatte ergattert werden konnte will ich mal sehen, wie schnell das alles im Gegensatz zu USB 2 funktioniert.


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Logolink USB 3 PCI Express Karte

Leider gibt es gleich beim Start die erste Hürde:

Am USB 2 Port meines Lenovo wird die Platte erkannt, am USB 3 Port des Logilink USB 3 PCI Express-Adapters nicht. Windows will angeblich einen Treiber haben, den gibt es aber nicht. Das Spielchen kenne ich schon, der Strom aus dem USB Port reicht einfach nicht.

Logolink USB 3 PCI Express KarteBeim Kauf der Karte habe ich damals aber darauf geachtet, dass diese einen Anschluss für eine externe Stromversorgung bietet. Blöderweise habe ich irgendwie gerade kein Netzteil zur Hand… Aber man ist ja Elektroniker ;-)

 

Logolink USB 3 PCI Express KarteIch habe noch ein altes 5V/700 mA Netzteil von irgendeinem Telefon herumliegen, das sollte es schaffen, die HDD zu versorgen. Noch eben den passenden Stecker anlöten – fertig!

Also nun Karte wieder in’s Notebook stecken, Netzteil in die dafür vorgesehene Buchse und Voila: Die Platte wird problemlos erkannt.

usb_3_power_kabelIch erinnere mich aber dunkel, dass damals bei der PCI-Express Karte auch ein USB-Hohlsteckerkabel mitgeliefert wurde. Diese sollte wohl den fehlenden Strom aus den ‘on board’ USB Buchsen des Notebooks an die USB 3 Karte liefern. So eine Strippe habe ich auf jeden Fall auch noch von einem anderen Gerät in der Schublade, vielleicht reicht das ja auch aus. Ich bin da immer skeptisch, mein Lenovo 3000n200 ist etwas zickig, was den maximalen USB Strom angeht. Ist aber alles völlig unspektakulär, auch mit diesem Adapter wird die Festplatte erkannt, wahrscheinlich ist nur der Anlaufstrom zu überwinden.

Verwendete Hardware:

  • Notebook: Lenovo 3000n200 bng
  • Festplatte: WD 5000 Scorpio Blue
  • HDD USB 3 Gehäuse: Logilink UA0106A
  • PCI Express USB 3 Karte: Logilink PC 055

Messwerte USB 2/USB 3 mit 40 GB .tib Datei aus Acronis Backup, kopiert mit Total Commander:

USB 2: ~ 29.000 kbytes/s

USB 3: ~ 79.000 kbytes/s

Kopiert jeweils von der im Notebook eingebauten SSD direkt auf die USB-HDD, die jeweils als einziges USB Gerät am entsprechenden Anschluss hing.

Sicherlich mal wieder nicht der wissenschaftlich belastbarste Test mit der besten Hardware, welche zu bekommen ist. Für mich aber ausreichend. Im Großen und Ganzen wird mir die USB 3 Schnittstelle bei meinen Kopierarbeiten doch einiges an Zeit sparen.



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LEDs mit 100 Ampere pro Quadratzentimeter – ELEKTOR.de | Elektronik

Das sind doch mal Ströme:

LEDs mit 100 Ampere pro Quadratzentimeter – ELEKTOR.de

Ich finde es gigantisch, mit welchem Power die aktuellen und auch kommenden LED Produkte betrieben werden können. Immerhin ist es noch nicht lange her, daß bei rund 20 mA Schluss war :-)

 



 

Energiewende : Wo unser Strom in Zukunft herkommen wird – Nachrichten Wirtschaft – DIE WELT

Vor einiger Zeit musste gehandelt werden. Also hat man die Energiewende beschlossen. Nach Fukushima! Huch, wir sind Politiker, da ist eine Katastrophe passiert, wenn wir ernst genommen werden wollen, dann müssen wir etwas machen! Jetzt! Irgendwie!

Fest steht: Der Bürger/Verbraucher soll alles bezahlen. Irgendwie! Naja, fast alles! Atomstrom muss weg, das macht sich immer gut in den Slogans. Irgendwie! Alternativ muss was neues her! Irgendwie!

Energiewende : Wo unser Strom in Zukunft herkommen wird – Nachrichten Wirtschaft – DIE WELT.

In dem ganzen Thema sind eindeutig zu viele Worte wie ‘könnte, müsste, wenn, vielleicht, Idee, in Zukunft’.

Hand und Fuß? Nur bei ganz wenigen Projekten. Ich möchte nicht wissen, wie viele Experimente wir noch über die Energiekosten finanzieren, die nichts bringen werden. Aber das schöne an der Energiewende ist ja, dass man mit diesem Schlagwort die Universalwaffe in der Hand hält, mit der fast jeder Euro eingefordert werden kann, den man verballern möchte.

Und man komme mir jetzt nicht mir dem Argument, dass Forschung Geld kostet! In fast allen anderen Bereichen muss der betroffene Industriezweig auch die Kosten für die Weiterentwicklung selber tragen und kann sie dann NACH erbrachter Leistung über den Produktpreis wieder erwirtschaften. Und ob ich mir ein bestimmtes Auto, einen neuen Fernseher oder ein Mobilgerät kaufe, ist immer meine Entscheidung. Bei den Energiekosten kann ich mir das nicht aussuchen, um die kommt man nicht herum!



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Elektronik & Modellbau: Experiment mit dem PR4402

Spielereien & Experimente mit dem PR4402 und weissen LEDs - www.michael-floessel.deIch habe in diesem Artikel eine Schaltung mit dem PR4402 angesprochen, mit der aus einer Akkuspannung von 1,2V die benötigte Spannung für weiße/blaue LEDs von rund 3.1V erzeugt werden kann. Bisher habe ich mich (fast) immer darauf beschränkt, mit diesem Schaltwandler oder Step-up Konverter max. 2 weiße LEDs und einen Mikrocontroller zu versorgen.

Durch Blogleser Heiko ( ;-) ) kam jetzt u. a. die Frage auf, wo wohl die Grenzen der Schaltung liegen, wenn man diese mit mehreren Leuchtdioden betreiben will, die einfach parallel am Ausgang liegen. Da ich dies bisher nicht bis  an’s Limit getrieben habe, ist es nun Zeit für einen (schnellen) Test. Der Fokus liegt hier allerdings NICHT auf der maximalen Helligkeit, sondern mit welcher Anzahl an LEDs die Schaltung noch im Modellbau eingesetzt werden kann. In diesem Bereich hat man oft den Effekt, dass voll ausgereizte Leuchtdioden ohnehin zu hell sind, eher ist Platzmangel das Problem. Also ist man versucht möglichst viele LEDs mit nur einer Schaltung zu versorgen, genau das Ziel dieses Versuchs. Man möge mir den etwas schlampigen Versuchsaufbau verzeihen, soll ja nicht für die Ewigkeit sein ;-)

5V aus PR4402Schema der Wandlerschaltung, folgende Modifikationen bitte berücksichtigen:

L1 =4,7µH, R1 entfernt bzw. überbrückt, Z-Diode D2 entfernt.

Spielereien & Experimente mit dem PR4402 und weissen LEDs - www.michael-floessel.deOberseite des Step-Up Wandlers. Da ich die Schaltung öfter einsetze, habe ich vor einiger Zeit einige Platinen fertigen lassen. Leider hab ich im Laufe der Zeit einige Bauteilanpassungen durchführen müssen, die Bestückung ist nun etwas improvisiert :oops:
Spielereien & Experimente mit dem PR4402 und weissen LEDs - www.michael-floessel.de

 

 

 

Wenn es eine Oberseite gibt, existiert natürlich auch eine Unterseite :-)

 

 

 

 

Spielereien & Experimente mit dem PR4402 und weissen LEDs - www.michael-floessel.de

 

 

Kurze Übersicht über den kompletten Aufbau. Wie gesagt, alles auf die Schnelle zusammengebastelt.

Und wie hier schon zu sehen:

Maximal 8 LEDs sind bei dieser Art des Schaltungsaufbaus möglich. Nummer 9 ist auch noch aufgeleuchtet, allerdings mit deutlicher Reduzierung der Gesamthelligkeit.

Spielereien & Experimente mit dem PR4402 und weissen LEDs - www.michael-floessel.de Ich würde sagen, bei 8 LEDs liegt das Limit, wenn man die Schaltung nicht in die Knie zwingen will. Wer auf Nummer Sicher gehen will, sollte bei 6-7 Stück bleiben. Die benutzten Leuchtdioden stammen übrigens aus einem Restpostensortiment, leider habe ich keine genaue Bezeichnung dazu. Bisher habe ich alle Dioden aus dieser Serie aber immer mit 1-20 mA betrieben. Einzig bekannte Daten sind   If=20mA, Uf=3,0V. Standard eben. Ich denke aber, dass sich alle anderen ‘Normal 3V LEDs’ ähnlich verhalten werden.

Zusammengefasste Daten:

  • Anzahl LEDs: 8
  • Stromaufnahme LED Leiste: 88mA
  • Stromaufnahme gesamter Aufbau: 105mA
  • LED Typ unbekannt, If=max. 20mA, Uf = 3,0V (Laut Hersteller)
  • Versorgung gesamter Aufbau: NIMH Akku 1,2V, 345mA/h
  • Leerlaufspannung des Wandlers ohne Last: 18,2V

Sicherlich alles ein wenig improvisiert, für einen groben Überblick sollte es aber ausreichen. Natürlich wird hier der PR4402 absolut jenseits seiner Spezifikationen betrieben, rechnet also auch mal mit negativen Ergebnissen. Auch über die Lebensdauer kann ich nichts sagen, mir liegen bei dieser Beschaltung keinerlei Langzeiterfahrungen vor. Ich lasse den Aufbau allerdings mal in Betrieb, wenn’s Ausfälle gibt, kommt das selbstverständlich in den Blog.

Tipp:

Da Reichelt Elektronik praktischerweise mein Werbepartner
ist, stelle ich einfach mal eine kleine Liste der wichtigsten
Bauteile auf. Bitte betrachtet diese Liste nur als Anregung, welche
Baugrößen Ihr wirklich benötigt, hängt natürlich von dem ab, was
aufgebaut werden soll! Immer GENAU die
Beschreibungen zu den Artikeln lesen, oft sind die Fotos nur symbolisch
Bauteil Preis (Dezember 2012)

PR4402, Wandler IC

0,83€
Induktivität 4,7µH. Andere Induktivität möglich, dann aber weniger max. Ausgangsstrom der Schaltung!

0,43€
BAT42 Schottky Diode, Minimelf

0,09€
Keramikondensator 1µF, SMD 0603

0,07€
Kondensator 100nF, SMD (Bitte auf Baugröße achten!)

0,08€
Affiliate Links!

Die Bauteile an sich sind nicht kritisch. Lediglich der PR4402 muss
natürlich eben dieser sein, andere Induktivitäten können den maximal
verfügbaren Ausgangsstrom der Schaltung reduzieren, siehe auch Datenblatt
zum PR4402
. Wenn man keine Platzprobleme hat, ist natürlich auch keine
SMD Technik notwendig. Ich habe diese Schaltung und diverse Modifikationen schon
mit allen möglichen Restmaterialien aufgebaut, fliegend und auch auf
Lochraster. Lediglich der Ausgangskondensator sollte 1µF nicht übersteigen,
sonst kann die Schaltung Probleme mit dem Anschwingen bekommen. Die Leiterbahnen
so kurz wir möglich halten und nach Möglichkeit auf einen zentralen Massepunkt
achten.

 

 

Elektronik: Labornetzteil – Stromversorgung bei elektronischen Arbeiten

Labornetzteile - www.michael-floessel.deBauen, löten, messen und experimentieren. Im Modellbau und in der Elektronik ist man eigentlich ständig irgendetwas am Fertigen, dass es vorher noch nicht gab. Oder man repariert Dinge, die einfach ihre Aufgabe nicht mehr erfüllen. In sehr vielen Fällen ist dazu eine Stromversorgung notwendig. Kann man sich bei kleinen Basteleien noch mit einer Batterie oder einem alten Eisenbahntrafo behelfen, wird der Anspruch bei größeren und auch teureren Projekten aber ansteigen.

 

Wenn man Monate Zeit und vielleicht eine nennenswerte Menge Geld in ein kleines Bauprojekt investiert hat, sollte man nicht riskieren dieses gleich zu ruinieren, weil vielleicht ein alter Trafo ohne Spannungsanzeige falsch eingestellt war. Oft werden auch gerne mal gar nicht vorhandene Fehler repariert, letztendlich hat eine Schaltung aber nur deshalb nicht funktioniert, weil die Batterien leer waren oder ein altes Steckernetzteil nicht annähernd die Werte eingehalten hat, die im besten Falle auf dem Typenschild standen. Fazit: Hat man oft mit elektronischen Schaltungen zu tun, sollte früher oder später ein Labornetzteil her.

Natürlich ist es auch hier problemlos möglich, eine Menge Geld zu versenken in dem man auf das falsche Gerät setzt. Vor allem eine falsche Dimensionierung ist schnell ein Geldfresser. Reicht die Leistung nicht aus, kauft man doppelt. Ist das Netzteil überdimensioniert, hat man Geld ausgegeben, dass an anderer Stelle sinnvoller investiert gewesen wäre. Sind die Kenntnisse dafür bereits vorhanden, kann durchaus auch ein Selbstbau in Frage kommen. Berücksichtigt man allerdings die Preise für Anzeigen, Gehäuse und die Elektronik wird man schnell feststellen, dass ein Eigenbau nur selten lohnt. Meistens nur dann, wenn ein Großteil der Bauteile bereits vorhanden ist. Auch spielt hier die Sicherheit ein große Rolle, schließlich kommt man nicht drum herum, mit Netzspannung zu arbeiten.

Welchen Bedarf habe ich?

Wer nicht gerade mit KFZ-Lampen oder High-Power Audioverstärkern experimentiert, kommt mit 2-3 Ampere bei max. 20 Volt eigentlich absolut aus. In der Regel kommt man auch mit max. 15V klar, aktuelle Elektronik arbeitet ja meist mit 3,3V, 5V oder 12 Volt. Die Spannung sollte aber auf jeden Fall einstellbar und stabilisiert sein. Gleiches gilt für eine Strombegrenzung, welche vorhanden sein sollte. Mit einer Strombegrenzung ist es möglich das Netzteil so einzustellen, das ein bestimmter Strom nicht überschritten werden kann. Das Gerät fährt bei erreichen dieses Punktes die Spannung herunter bzw. schaltet ab. Gerade bei ersten Inbetriebnahmen und der Fehlersuche kann man so mit geringem Strom starten, ein evtl. noch vorhandener Fehler fackelt einem dann nicht die halbe Schaltung ab. Bei Netzteilen die in der Lage sind, hohe Ströme zu liefern, kann ein Kurzschluss in einer Schaltung schnell Bauteile und komplette Leiterbahnen in Luft auflösen ;-)

Auswahl:

Bei Experimenten mit kleinen DC Motoren, LEDs, Microkontrollern oder Modellbahntechnik sind Netzteile mit einer einstellbaren Spannung bis 15V und max. 2 Ampere völlig ausreichend.

Lediglich die gerne in der Modellbahn genutzte 16V Wechselspannung würde bei den genannten Werten etwas aus der Art schlagen. Labornetzteile die eine einstellbare Wechselspannung bieten sind in diesem Artikel hier nicht gemeint, sie sind im Vergleich eher unbezahlbar und werden doch verhältnismäßig selten benötigt. Ausnahmsweise würde ich hier einen alten Märklin-Trafo von Ebay empfehlen :mrgreen: Nebenbei gibt es nur wenige Schaltungen in der Modellbahnszene, die nicht auch mit 15V DC klarkommen, hier vor allem einige Motortypen.

Kommt man allerdings in den Genuss z.B. Audioverstärker aus dem KFZ-Bereich, Peltier-Elemente oder größere Modellbaumotoren versorgen zu müssen, können auch 10A Netzteile noch zu klein sein. In diesen Größenordnungen wird es allerdings recht teuer. Hier kann es hilfreich sein, sich eine Autobatterie oder andere Akkus unter den Arbeitstisch zu stellen, die man bei Nichtgebrauch nachlädt und die kleineren Arbeiten wieder mit einem normalen Netzteil zu versorgen. Meist werden derart hohe Ströme ja bei Geräten benötigt , die ohnehin mit 12V betrieben werden wollen. Eine zusätzliche Möglichkeit bieten Festspannungs-Schaltnetzteile. Im Verhältnis sind sie recht günstig,  aufgrund der etwas ‘verspikten’ Ausgangsspannung (ein Rest des Arbeitstaktes der Elektronik in der Ausgangsspannung) aber bei einigen Geräten vielleicht nicht nutzbar.

Hier übrigens einige Produkte, welche über meinen Werbepartner Reichelt-Elektronik bezogen werden können ;-)


PEAKTECH 6085: Labornetzgerät 0-15V / 0-2A DC
Einfaches Netzteil welches mit den
meisten Aufgaben gut zurecht kommt. Analoge Anzeige, Strombegrenzung -
aktuell für unter 50€

EP 613: Labornetzgerät mit Digital-Anzeige, 0-30V / 0-2,5A
Etwas luxuriöseres Gerät mit
digitalen Anzeigen. Zusätzlich folgende Festspannungsausgänge:5VDC-0,5A; 12VDC-0,5 A bei Bedarf in Reihe schaltbar. Ebenfalls unter
100€

SNT HRP 150 15: Schaltnetzt., geschlossen 150W, PFC 15V / 10A
Wer doch mal etwas mehr Power
braucht und die Spannung nicht einstellen will! Derzeitiger Preis:
60,50€
Übersicht Labornetzteile
Und hier mal eine Übersicht, was
Reichelt so bei Labornetzteilen anbietet!

Die Preise sind Stand Dezember 2012.

Ich habe seit langer Zeit zwei Selbstbau Netzteile in Benutztung. Beide liefern 1,2 – 24V DC bei max. 3 A. Zu der Zeit, als ich diese gebaut habe, waren käufliche Geräte irrsinnig teuer, da hat der Selbstbau auf jeden Fall gelohnt. Es war auch gar nicht so einfach, überhaupt verschiedene Bezugsquellen zu finden. Allerdings war dies zu Zeiten, in denen ich noch nicht im Internet vertreten war :-D Muss irgendwo vor 1994/95 gewesen sein. Mittlerweile sind aber dutzende Umbauten an beiden vorgenommen worden, vom LCD Display bis zur µController Überwachung der Kühlung. Wenn eines von denen mal das zeitliche segnet, wird es wohl auch durch ein käufliches Gerät ersetzt.

Eigenbau Netzteil

Gewinnt keinen Designpreis, funktioniert aber :-D

 

 

 

Für Anwendungen, die mehr Power benötigen habe ich das im Werbelink genannte Schaltnetzteil unter dem Tisch montiert. Das brauche ich allerdings so selten, dass ich es gelegentlich einfach ‘mal so’ einschalte um die Funktion zu prüfen :-)

 

Elektronik Tipp: Messen mit dem digitalen Multimeter

Digital Multimeter Tipps auf www.michael-floessel.deIch hatte ja in einem vorherigen Artikel zum Thema Multimeter schon angedroht, dass dazu noch ein weiterer Beitrag folgen soll. Vielleicht auch noch mehrere, zu den analogen Messgeräten gibt es ja auch einiges zu erzählen.

In diesem Artikel geht es um gebräuchliche Multimeter mit digitaler Anzeige, im allgemeinen eben Digitalmultimeter (DMM). Es gibt immer wieder Missverständnisse, wenn es um das Erfassen von Widerstandswerten geht, ebenso habe ich schon einige gekillte Geräte gesehen, welche einfach falsch benutzt wurden und eben darum (oft schon bei der ersten Benutzung) in den Elektronikhimmel befördert wurden. Leider muss ich zugeben, dass ich selber da keine Ausnahme bilde :mrgreen: Einmal unachtsam und es ist passiert.

 

Multimeter TippsAllgemeines

Die gängigen Messgeräte besitzen normalerweise mindestens ein Display, einen Auswahlschalter für die Messart und (min.) 3 verschiedene Eingangsbuchsen. Im weiteren Verlauf konzentriere ich mich auf das Messen von Widerstand, Spannung und Strom. Derjenige, der die vielleicht vorhanden weiteren Funktionen nutzt, ist im Normalfall ohnehin auf ‘Du & Du’ mit seinem Gerät (denke ich).

Für die Messungen von Widerständen, Spannungen und auch kleinen Strömen muss man meist die Messleitungen nicht umstecken. Hier ist für (-) die Buchse ‘GND’ oder ‘COM’ vorgesehen, die (+) Buchse ist meist mit V/mA/Ohm oder vergleichbaren Kennzeichnungen beschriftet. Bei Messungen an Wechselspannungen ist die Polung natürlich unerheblich. An dieser Stelle muss ich auch auf einen anderen Artikel im Blog hinweisen, es geht um die Informationen wie man bestimmte Messungen vornimmt und was man mit den resultierenden Werten anfangen kann. 

<<Link zum Teil 1>>  

<<Link zum Teil 2>> 

Das beste Messgerät nützt ja nichts, wenn man gar nicht weiß, was man tut.

Vorweg der Hinweis, dass bei der Buchsenbelegung für diese  Standardmessungen der Strommessbereich besonders gefährdet ist! Dieser Bereich ist meist für Ströme von einigen Hundert Milliampere gedacht. Darüber hinaus, kann die Gerätesicherung ansprechen, unter ungünstigen Umständen kann aber auch das komplette Multimeter zerstört werden! Das Messen von Strömen stellt für die Stromquelle einen Kurzschluss dar, es wird der maximale Strom fließen! Den mA Bereich IMMER mit ganz besonderer Vorsicht benutzen!



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Messen von Widerständen

In der oberen Skizze ist ein Wahlschalter für die Messbereiche angedeutet. Dieser bietet für die Widerstandsmessungen verschiedene Stellungen, welche den maximalen Wert angeben, der in dieser Einstellung gemessen werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, eine höhere Genauigkeit der dargestellten Werte zu erhalten. Bei Widerständen von wenigen Ohm ist der genaue Widerstandswert eben aussagekräftiger als bei Werten von mehreren Kiloohm. Wird der Höchstwert überschritten, zeigt das Display Werte wie ‘OL’, ‘RANGE’ oder ‘Overload’ an. In diesem Falle ist einfach die nächsthöhere Einstellung notwendig. Werte von 20k kann man eben im ’2k Bereich’ nicht erfassen. Für das zu messende Bauteil und das Multimeter besteht dabei keine Gefahr. Stellt man fest, dass ein sehr kleiner Widerstandswert in einem sehr hohen Messbereich angezeigt wird, einfach in den passenden Bereich herunterschalten. Dabei geht es eben um die Genauigkeit. Möchte man nur Vorwiderstände für LEDs grob selektieren, spielt es meist keine Rolle, ob das nun 180 oder 182 Ohm sind, bei Bauteilen für A/D Wandler z.B. sollte man aber schauen, dass man möglichst genaue Werte erhält!

Die Besonderheit im Widerstandsmessbereich ist die, dass hierbei Strom aus dem Multimeter in das Bauteil fließt. Nur so kann der Widerstand ermittelt werden. Deshalb ist es nicht möglich, Widerstände in Schaltungen zu messen, die noch unter Spannung stehen! Sind die Bauteile schon in einer Schaltung montiert (Fehlersuche etc.), sollte der zu messende Widerstand mit mindestens einem Anschluss ausgelötet werden. Es besteht immer die Gefahr, dass andere Bauteile die Messung beeinflussen. Nebenbei ist eine von außen zugeführte Spannung beim Messen von Widerständen dem Multimeter nicht zuträglich ;-) In sehr seltenen Fällen ist es auch möglich, dass der Strom aus dem Messgerät so hoch ist, dass das Messobjekt beschädigt werden kann. Ich habe mir angewöhnt, die Ströme in allen Widerstandsmessbereichen bei unbekannten Messgeräten einfach auszumessen und zu notieren.

Tipps zum DMMBei dem hier gezeigten Beispiel ist eine Umschaltung der Empfindlichkeit des Multimeters übrigens nicht notwendig, es wählt den optimalen Messbereich selber. Dieses Gerät kann in der gleichen Auswahl auch Durchgangs- und Diodenmessungen vornehmen. Im Kurzschlussfalle auch nicht wundern, wenn statt 0,00 Ohm Werte um 3-4 Ohm angezeigt werden, von den Messleitungen bis hin zum Auswahlschalter wird hier eben der gesamte Widerstand im Stromkreis mit gemessen. In der Regel haben hier qualitativ hochwertige Geräte und Messleitungen die Nase vorn.



Messen von Spannungen

Auch bei der Spannungsmessung kann es vorkommen, dass man sich zwischen verschiedenen Messbereichen entscheiden kann. Ist die Größe der Spannung absolut unbekannt, empfiehlt es sich, immer mit dem größten Bereich zu beginnen. Gängige Geräte messen Wechselspannungen bis 1000V. Ist die Auflösung zu grob und der nächst kleinere Messbereich ausreichend, einfach eine Stufe herunter schalten. Ist ebenfalls unbekannt, ob man eine Gleich- oder eine Wechselspannung messen wird, zunächst im AC/~/Wechselspannungsmodus beginnen. Ist in den Fall doch eine reine Gleichspannung vorhanden, zeigt das Multimeter wahrscheinlich 0,00V oder Blödsinn an, man kann nun einen geeigneten Bereich auswählen. Eine genaue Aussage ist hier schwierig, es kommt darauf an, wie der Eingangsbereich des Gerätes technisch realisiert ist. Auch digitale Signale oder Mischspannungen sind mit Vorsicht zu genießen. Viele Geräte sind auf eine Sinusschwingung bei 50Hz ausgelegt, andere Signalformen oder Frequenzen können deutlich falsche Ergebnisse produzieren. Viele Multimeter werten nur den Effektivwert einer Spannung aus! Ich verweise hier auf ein paar Wikipediaartikel, die diese Vorgänge näher erläutern.

Effektivwert/True RMS (Wikipedia)

Messverfahren bei Multimetern (Wikipedia)

Bei Standardmultimetern würde ich sicherheitshalber nur Messungen an Gleichspannungen und 50Hz Wechselspannungen mit annähender Sinusform als ausreichend genau betrachten. Wer den Luxus eines Oszilloskopes sein Eigen nennt, sollte ggf. prüfen, welche Signalform wirklich vorliegt. I.d.R. ist es immer von Vorteil zu wissen, welche Signalformen vorhanden sind und auch das Handbuch zum Messgerät zur Hand zu nehmen. Hat man den DC/=/Gleichspannungs Bereich gewählt und bekommt es mit einer Wechselspannung zu tun, wird das DMM wahrscheinlich einen wesentlich geringeren Spannungswert anzeigen oder eben auch Blödsinn bzw. sich nicht zwischen +/- im Display entscheiden. Besser ausgestattete Geräte können bei solchen Unklarheiten übrigens mit ‘Error’ oder ähnlichem darauf hinweisen.

Messen von Strömen

Ziemlich sicher der heikelste Punkt. Sehr oft funktioniert der mA Bereich nicht mehr, weil (zumindest) die Sicherung defekt ist, manchmal ist auch der ganze Eingangsbereich des Multimeters durch zu hohe Ströme ruiniert worden. Ich hatte es am Anfang des Artikels ja schon erwähnt: Technisch gesehen stellt die Strommessung einen Kurzschluss oder eine Überbrückung dar. Der Innenwiderstand des Messgeräts beträgt meist nur einige Milliohm, man will den Strom ja messen und nicht reduzieren. Akkus z.B. haben oft nur eine Nennspannung von ca. 1,2V. Möchte man nun eigentlich eben diese Spannung messen und hat irrtümlich noch einen Strommessbereich ausgewählt, wird unfreiwillig der komplette Kurzschlussstrom des Akkumulators fließen! Das können -zig Ampere sein! Aus diesem Grunde immer sicherstellen, dass nach Benutzung des digitalen Multimeters NIEMALS noch eine Strommessung eingestellt ist!  Buchsen am DMM

Fast alle Messgeräte verfügen über eine zusätzliche Buchse, die beim Messen von größeren Strömen benutzt wird. Das hier im Bild gezeigte Modell kann darüber max. 10A erfassen.

Ist unsicher, wie groß der zu messende Strom sein wird, immer mit diesem Bereich beginnen. Allerdings muss mann sich darüber im Klaren sein, dass in allen Fällen der ungefähr zu erwartende Strom bekannt sein sollte! Es hat schon Helden gegeben, die im 10A Bereich messen wollten, wie hoch der Kurzschlussstrom der normalen 230V Haushaltsversorgung ist… Bei einem solchen Versuch ist es gut möglich, dass auch keine Sicherung mehr hilft, die Leiterbahnen im DMM verdampfen einfach. Ganz davon zu schweigen, was dem Bediener alles passieren kann. Also VORSICHT! Sehr oft hat man auch Multimeter in der Hand, die Wechselströme nicht erfassen können, auch hier auf die Fähigkeiten des Modells achten. Möchte man aber nun einen bekannt kleinen Strom (z.B. einer LED) messen, kann der Benutzer den mA Bereich wählen. LEDs liegen irgendwo zwischen 2-20mA, das sollte jedes normale DMM schaffen. Vorausgesetzt natürlich, es hat überhaupt einen Ampere Messbereich. Es ist allerdings immer darauf zu achten, das Ströme eben innerhalb des Stromkreises gemessen werden, ein auftrennen der Leiterbahnen oder lösen der Verbindungen ist fast immer nötig. Es gibt auch Zangenmultimeter, diese werden um den Leiter gelegt um zu messen. Bei kleineren Strömen und vor allem innerhalb von gedruckten Schaltungen ist das aber schwierig bis unmöglich.

Zangenmultimeter bei Reichelt Elektronik (Partnerlink)

Der sicherste Weg ist in vielen Fällen die indirekte Strommessung. Also die Spannung (!) über einem bekannten Widerstand messen (z.B. Vorwiderstand einer LED) und dann das Ergebnis durch den Widerstandswert teilen (I=U/R).

Es gibt natürlich verschiedene Möglichkeiten, die Gefahr von zu großen Strömen zu reduzieren. Ist die Schaltung unkritisch, ist es eine gute Idee, eine Glühlampe oder einen ausreichend dimensionierten Widerstand für die ersten Annäherungen an den Messwert mit dem Multimeter in Reiche zu schalten. Hier spielt natürlich die Erfahrung mit der Materie eine große Rolle, sichere Allgemeintipps sind wieder mal schwierig.

Hier einfach eine (sicher unvollständige) Liste, der bekannten Strommesbereichskiller:

  • Netzspannung in jeder Art.
  • Anlasser und überhaupt Motoren im Auto.
  • KFZ Scheinwerfer.
  • Lade-/Entladeströme an (stärkeren) Akkus.
  • Übersehene/falsche Einstellung des Multimeters.

 

Dazu noch einige Punkte, die man beherzigen kann

  • Multimeter bei Nichtgebrauch immer auf den größten AC-Spannungsbereich stellen.
  • Messleitungen NIE in den Buchsen für die Strommessung belassen.
  • NIEMALS Widerstände in Spannungsführenden Schaltungen messen.
  • Sicherungen IMMER mit den passenden Werten erstezen.
  • Ausreichend volle Batterien im Multimeter um Fehlmessungen zu vermeiden.
  • Sichere, geeignete Messleitungen verwenden.
  • Anleitung lesen!
  • Bei unbekannten Messwerten in den höchsten Bereichen beginnen.

Eine Vielzahl der verfügbaren Multimeter hat recht unterschiedliche Fähigkeiten. Einige müssen auch für mA Messungen umgesteckt werden, andere regeln die Umschaltung der Messbereiche selber. Simple Varianten haben fest installierte Leitungen, Luxusvarianten mehr Schalter und Knöpfe als überschaubar. Es macht auf jeden Fall Sinn, sich mit seinem Modell umfassend auseinander zu setzen! Je besser man das Gerät kennt, desto sicherer sind die Ergebnisse und größer die Möglichkeiten, um an diese zu gelangen.

 

Elektronik Tipp: Messgeräte, Multimeter, Anschaffung

mAngeregt durch ein Gespräch, welches ich zufällig beim Arzt mit einem ebenfalls im Wartezimmer wartenden Hobbyelektroniker geführt habe, möchte ich mal ein paar Zeilen zum Thema Messgeräte bzw. Multimeter schreiben.

Sobald man sich mit Elektronik im weitesten Sinne beschäftigt, wird es bei Zeiten notwendig, mal das eine oder andere elektrische Geschehen zu messen. Steht schon ein Multimeter oder ähnliches zur Verfügung, ist das eigentlich kein großes Unterfangen. Einschalten, anschließen und messen.

Wenn man jedoch vielleicht gerade ein neues Messwerkzeug sucht oder mit dem (Elektronik) Hobby beginnt, kommt manchmal die Frage auf, was für eine Variante es werden soll. Im Allgemeinen wird man wohl immer zu Multimetern greifen, da sie in der Lage sind, verschiedene Aufgaben zu erledigen. Meist geht es um Spannung, Strom und Widerstand, die aktuellen Geräte können aber dann doch mehr, je nachdem, was man ausgeben möchte.

Grundfunktionen

Folgende Funktionen sollte ein Multimeter auf jeden Fall besitzen:

  • Strom im Ampere Bereich (min. 10A).
  • Strom im mA Bereich (oft bis 500mA).
  • Spannung bis 500V DC/1000V AC.
  • Widerstand bis 10 Megaohm.
  • Diodentest.
  • Akustisch unterstützter Durchgangsprüfer.

Sinnvoll aber nicht unbedingt Pflicht, ich möchte allerdings nicht darauf verzichten:

  • Kapazität.
  • Induktivität.
  • Frequenz und Temperatur (Temp. über einen externen Messfühler).
  • Automatische Bereichsumschaltung.

Luxus, aber auch diesen möchte ich nicht mehr vermissen:

  • USB Anschluss mit geeigneter Messsoftware für den PC
  • Transistor Verstärkungsfaktor Messung

Analoges MultimeterAnaloge Varianten

Ehe jetzt jemand ‘diese alten Dinger’ schreit sei erwähnt, dass die Ausführungen mit Zeiger durchaus ihre Berechtigung haben. Einer der größten Vorteile ist eben der, dass die Strom- und Spannungsmessungen bei vielen Geräten keine eigene Stromversorgung benötigen und sich deshalb nicht aus Energiespargründen abschalten müssen. Ebenso werden, durch die Trägheit des Meßwerkes, u. U. Störungen bzw. Spitzenwerte ausgeglichen und recht stabile Werte angezeigt. Dies kann von Vorteil, aber auch von Nachteil sein. Es ist einfach davon abhängig, was man messen möchte. Ich nutze meine Analogmultimeter z. B., wenn ich Ladeströme und/oder Akkuspannungen über einen längeren Zeitraum erfassen möchte und das Loggen via PC nicht möglich ist.

Display MMDigitale Ausführungen

Die Masse der benutzten Multimeter wird allerdings digital sein. Bei präzisen Messungen ist bei diesen ein Ablesefehler eher die Ausnahme, die Messwerte sind i. d. R. präzise bis hinter das Komma. Eigentlich sind hier nur die Qualität und die Auflösung der Werte, dass Zünglein an der Waage. Von der Ausstattung her gibt es einfache Varianten mit den Grundfunktionen bis hin zu kompletten Messlaboren incl. Oszilloskop.

Da Reichelt ja nun mein Werbepartner ist, habe einfach mal einige Links zu dem Thema zusammengestellt. Die einfachste Variante unter 10€, eine Tischversion für unter 170€:


PEAKTECH 1070 Digital-Multimeter 9,95€

PEAKTECH 3430U Digital-Multimeter 84,95€

UT 804 UNI-T Tischmultimeter 169,95€

Die sind natürlich nur Beispiele, es gibt unzählige Varianten an Multimetern bei den unterschiedlichsten Anbietern. Wie schon erwähnt ist die Grundfrage, was will ich machen?

Bei gelegentlichen Niederspannungsmessungen an Leuchtdioden, Batterien oder ähnlichem, muss man sich sicherlich nicht die teuersten Geräte auf den Tisch legen. Wer sich aber täglich an 230V Leitungen begeben muss, sollte doch schon darauf achten, dass vor allem die Sicherheitsrelevanten Eigenschaften seines Messgerätes stimmen. Wer professionell mit Strom und Spannung zu tun hat, wird aber meist ohnehin auf andere Geräteklassen zurückgreifen :-)

Eigentlich wollte ich hier auch noch ein paar Tipps zum Umgang mit diesen Geräten geben, merke aber beim Schreiben, dass dieses Thema zu umfangreich ist, um ‘mal eben’ abgehandelt zu werden. Dazu werde ich wohl einen eigenen Beitrag erstellen.

Messen...

 

Natürlich geht’s auch so :mrgreen:

 

 

Möchte man ununterbrochen Messungen über einen längeren Zeitraum vornehmen, sollte das Messgerät Unterstützung durch den Computer anbieten. Auf diese Weise lassen sich u.a. Entladekurven von Akkus oder die Stabilität einer Stromversorgung aufzeichnen. Leider habe ich viele Multimeter erlebt, die sich auch bei angeschlossenem PC nicht davon abbringen lassen, sich nach einigen Minuten abzuschalten. Einer Langzeitmessung ist das natürlich eher abträglich. Zusätzlich sollte auch vorher ein Blick auf die mitgelieferte Software geworfen werden, oft ist diese nicht mehr, als die Verlagerung des Displays auf den Computermonitor, die Schnittstelle sollte dann ggf. verfügbare Alternativsoftware unterstützen.





Wer sein Hobby schon längere Zeit betreibt, hat sehr oft mehrere DMM (Digital Multi Meter) im Einsatz. Meist ein teureres, welches am Arbeitstisch verbleibt und ein mobil genutztes, dass zum Einsatz kommt, wenn sich das Messobjekt nicht zum Tisch bringen lässt (Multimeter 2 go :mrgreen: ). Für den stationären Einsatz sollte über ein Tischgerät nachgedacht werden. Diese sind standfester und haben idealerweise eine eigene Stromversorgung. Bei den Geräten zum Umhertragen, ist auch die Beschaffenheit des Gehäuses zu beachten. Es ist sehr frustrierend, wenn nach der 3. Benutzung der Ständer abbricht oder die Display-Schutzscheibe herausfällt. Brauchbare Tischgeräte bekommt man ab ca. 150€, die normale mobile Bauart schon ab ca. 50€, wenn man eine bestimmte Grundausstattung wünscht. Soll es etwas mehr an Funktionen und auch Qualität sein, muss man in etwa das doppelte kalkulieren, hier bestätigen aber auch Ausnahmen die Regel. Man kann durchaus auch Glück mit Sonderangeboten oder Discounterware haben! Es kann aber eben auch passieren, dass man eher ein ‘Schätzeisen’ als ein Multimeter erhält. Idealerweise sollte beim Neukauf vorher ggf. ein Rückgaberecht vereinbart werden.

 

Android App: ElectroDroid

electrodroid_screenshot_app_android_www.michael-floessel.deAls Elektroniker hat man ja des öfteren (wenn nicht immer) auch mit Mathematik und Berechnungen zu tun. Daneben gibt es auch Farbcodes, Simulatoren und andere Dinge, die man nicht immer im Kopf hat. Hier gibt’s ElectroDroid (Goolge Play), eine nette App, die sich als Helferlein für diese Sachen bereitstellt. Zusätzlich noch der Link zur Entwicklerseite, es gibt wohl weitere Versionen für andere Betriebssysteme. Ich habe mich allerdings nur um die Androidversion gekümmert, schaut am besten selber mal nach ;-)

Das Tool gibt es in einer kostenlosen und einer Pro Version, welche dann 1,99€ kosten will. Bisher habe ich nur die Free-Version installiert, sie hat bislang für mich völlig ausgereicht.

Einige der Funktionen:

  • Widerstandsfarbcode
  • SMD Widerstandscode
  • Spulenfarbcodes
  • Ohmsches Gesetz
  • Blindwiderstand
  • Spannungsteiler
  • Vorwiderstände LED
  • NE 555
  • LM 317
  • Verlustleistung
  • noch einige mehr!

Eine gute Wahl, um einige Dinge von seinem Androiden erledigen zu lassen :-)

 

Wenn man darüber hinaus noch günstiges Elektronikzubehör sucht, ist Reichelt immer eine gute Wahl: 



reichelt elektronik – Elektronik und PC-Technik


(Affiliate)

Berechnung des Stromverbrauchs mal zerlegt

Beispielbild zu einem Artikel auf www.michael-floessel.de - Energiekosten PCWer hier öfter vorbeischaut, hat vielleicht auch meinen Artikel zum Thema ‘Tipps zum Stromsparen‘ gelesen. Es gab dazu einiges an Mailverkehr, mehrfach auch Anfragen, wie diese Kostenrechnungen aufgebaut sind. Eine gute Gelegenheit für mich zu versuchen, dass mal auseinander zu nehmen. Hoffentlich kommt was verständliches dabei raus :mrgreen:

 

 

Watt, Kilowatt, Stunde, Kosten

Im Prinzip beruht die Rechnung auf der Multiplikation der Leistungsaufnahme eines Gerätes mit der Zeit, in der es in Betrieb ist. Deswegen halte ich auch die Bezeichnung kW/h für fraglich, hier wird nichts geteilt, eher kW*h. Ich bleibe da lieber bei kWh, aber im Prinzip hier jetzt auch egal :-D

Kilo kommt von 1000, aus diesem Grunde gibt man die Leistungsaufnahme i.d.R. in kW an, also in Kilowatt. 1kW sagt aus, dass hier 1000 * 1 W Leistungsaufnahme vorliegen. Da spielt die Zeit noch keine Rolle. Auch ist es falsch, von 1 kW Stromaufnahme zu sprechen. Watt = Leistung, nicht Strom = Ampere!

Bei 1000 W wäre die Stromaufnahme (P = U * I -> Leistung in Watt berechnet man, indem Strom (I) und Spannung (U) multipliziert werden bzw. die Formel entspr. umstellt) 1000W : 230V = 4,34 A, um den Unterschied kurz anzuschneiden. Um sich da nicht in Einheiten und Abkürzungen zu verirren, muss man so ein paar Grundkenntnisse im Hinterkopf behalten. Das hier aber nur am Rande, um Missverständnisse zu reduzieren.

Zurück zum Thema…

Ich gehe mal einfach von folgenden Gegebenheiten aus:

  • Ein Gerät das nicht permanent in Betrieb ist
  • 1000W Leistungsaufnahme
  • Stromkosten 0,25€ für die kWh

Benutzt man nun dieses Gerät, nimmt es 1000 W an Leistung auf. Also 1 kW. Erstmal einfach so.  Nun kommt die Zeit in’s Spiel. Hier werden die Leistungsangaben auf die Zeit bezogen. Läuft das Gerät eine Stunde lang, hat es 1 kW in der Stunde aufgenommen, also 1 kWh. Da die kWh 25 Cent kostet, hat es eben auch genau diesen Betrag an Kosten verursacht. Bleibt das Gerät nur 30 Minuten in Betrieb, also 0,5 Stunden, muss man 1000 W * 0,5 Stunden rechnen, das ergibt 0,5 kWh, bei 0,25€ pro kWh Stromkosten ist folgerichtig die Stromrechnung um 12,5 Cent gestiegen.

Wichtig ist bei der Berechnung, die Zeit in Stunden und die Leistung in kW als Werte zu nutzen. Man kann da schnell durcheinander kommen, die Zeit bezieht sich ja immer auf 60 Minuten, nicht auf 100. Eine Viertelstunde sind eben 0,25 Stunden, nicht 0,15. Irgendwie hat man gerne die Minuten im Gedankengang, passiert jedenfalls mir gerne.

Und natürlich die Kilowatt’s und Watt’s :-D

  • 1 W = 0,001 kW
  • 10 W = 0,01 kW
  • 100 W = 0,1 kW
  • 1000 W = 1 kW

So, und nun hoffe ich, dass irgendwer mit dem Geschreibsel hier was anfangen kann :mrgreen:

 

Strom, Spannung, Widerstand, Kennzeichnungen – 2

So, nun der nächste Teil zu dem Beitrag hier.

Bitte haltet mich nicht für arrogant, ich möchte mit solchen Blogbeiträgen einfach nur versuchen, einem Elektronikfan Tipps zu geben, um erfolgreich seinem Hobby nachzugehen ohne allzuviel Theorie mit sich herum zu schleppen. Es ist aber schwierig Erfolge zu verbuchen, wenn man bestimmte Grundkenntnisse nicht hat. Beschreibt mal jemandem das Autofahren, der den Unterschied zwischen Gas und Bremse nicht kennt ;-) Wer keine Erfolge in seinem Hobby verbuchen kann, wird schnell frustriert aufgeben, das wäre schade!

Zum eigentlichen Thema! Wenn benötigt, gehe ich übrigens in den Beispielen immer von einer Betriebsspannung von 12V bei einem maximalen Strom von 1A aus.

Strommessung -  - www.michael-floessel.de

Dieses kleine Schaltbild soll mal eine einfache Strommessung darstellen und den Stromfluss verdeutlichen. Der Strom würde vom Pluspol durch das Messgerät und den Widerstand zum Minuspol fließen. An +/- liegt währenddessen die Spannung von 12V an. Je höher der Widerstandswert ist, desto weniger Strom wird fließen. Die Baugröße des Widerstandes hat übrigens in der Realität wenig mit dessen Widerstandswert zu tun, eher mit der Leistung, die er ‘verbraten’ kann. Egal ob mann nun den Widerstand oder das Messgerät entfernt oder die Verbindung kappt, der Stromfluss wäre unterbrochen. An +/- würde aber trotzdem die Versorgungspannung anliegen. Auch wenn der Widerstand bei mehren 1000 Ohm liegt, werden die 12V unverändert an den Eingängen zu messen sein, ebenso wenn der Widerstandswert sehr klein ist. Lediglich wenn die Stromversorgung überfordert ist, wird irgendwann auch die Eingangsspannung zusammenbrechen, davon gehe ich in den Beispielen aber nicht aus. Eine Strommessung muss also immer innerhalb des fließenden Stromes stattfinden. In der Praxis kann es durchaus vorkommen, dass man zu diesem Zweck mal ein Bauteil auslöten oder eine Leiterbahn unterbrechen muss. Es gibt allerdings mittlerweile auch Messgeräte, die den Strom u. U. ohne Eingriff in die Schaltung erfassen können, kommt auf die Gegebenheiten an.

Spannungsmessung -  - www.michael-floessel.de

Im Unterschied zur Strommessung wird die Spannung an den jeweiligen Bezugspunkten gemessen. Hier im Bild einfach an + und -. Zusätzlich ist rechts ein Taster ‘T’ zu erkennen. So wie er jetzt gezeichnet ist, kann kein Strom fließen. Die Spannung wäre aber an +/- trotzdem zu messen. Beim Drücken von ‘T’ würde wieder ein Strom fließen, die Spannung an +/- würde sich dadurch aber nicht ändern. Wenn man nun das Amperemeter aus dem ersten Bild in der gezeigten Weise in die Schaltung einfügt, würde bei geschlossenem ‘T’ ein Stromfluss angezeigt werden. Wie hoch dieser ist, wird durch den Widerstand in der Schaltung festgelegt.

Innerhalb einer Schaltung gibt es natürlich dann auch wieder verschiedene Stellen, an denen man bestimmte Details messen kann. Hier ändern sich natürlich die Bezugspunkte und auch die Werte, die man erwarten kann. Dazu schreibe ich bei Zeiten aber noch einiges mehr ;-) Mit diesen Beispielen hier würde man die Gesamtstromaufnahme und die Betriebsspannung einer Schaltung messen.

Also nochmal als Zusammenfassung:

  • Strom, gemessen in Ampere, Formelzeichen ‘I’, fließt durch die Bauteile.
  • Spannung, gemessen in Volt, Formelzeichen ‘U’, liegt an den Bezugspunkten an.
  • Widerstand, gemessen in Ohm, Formelzeichen ‘R’, wird durch vorgegebene Werte festgelegt.

 

Strom, Spannung, Widerstand, Kennzeichnungen – 1

Bei relativ vielen Anfragen die ich bekomme, werden die Begriffe Strom und Spannung bunt durcheinander gemischt. Nebenbei, in Radio + TV kommt das auch gern’ vor :-D

Jedenfalls ist es sinnvoll, diese Begriffe richtig einzuordnen. Wenn man selber etwas elektronisches aufbauen möchte und dazu vielleicht auch eine kleinere Berechnung nötig ist, kommt man um ein sauberes trennen der Begriffe nicht herum. Es ist nicht möglich einen Vorwiderstand zu berechnen, wenn der Unterschied zwischen Strom, Spannung und Widerstand nicht klar ist.

In einer der letzten Emails stand z.B. in etwa das folgende:

‘In meiner Platine fließen 12 Volt bei 2 Ampere’.

Laut mitgesendetem Stromlaufplan war es ein mit dem NE555 aufgebautes Lauflicht. 3x NE 555 mit jeweils 2 LEDs parallel, einfach Schaltung für Schaltung hintereinander geschaltet, kaskadierbar. Kann man so machen, sollte auch funktionieren, braucht aber niemals 2 Ampere, jedenfalls nicht, wenn alles richtig aufgebaut ist. Gemeint war, wie so oft, es stehen 2 A zur Versorgung zur Verfügung. Deswegen benötigt die Schaltung diese aber nicht. Man KANN dann die Stromversorgung bis zu 2 Ampere belasten, das heißt nicht, dass die Elektronik diese auch braucht. Gilt übrigens auch für PC-Netzteile! Ein 400W Netzteil KANN diese Leistung bringen, muss aber nicht. Braucht der PC weniger Strom, wird auch das Netzteil nur das liefern, was benötigt wird.

Jedenfalls ist es dann auch per Ferndiagnose via Email schwierig, den richtigen Faden zu finden. Wenn 2 LEDs 2 Ampere ziehen (mehr als 2 sind nie gleichzeitig in der Schaltung aktiv), denke ich zuerst an Kurzschluss oder ähnliches. War da aber nicht der Fall, es waren einfach falsch verbaute LEDs.

Ich versuche, URI mal aufzudröseln:

  • Die Spannung ist das, was in einer Schaltung zwischen 2 Punkten zur Verfügung steht. Die Betriebsspannung z.B. liegt nach dem Einschalten an. Dort, wo sie in die Schaltung eingespeist wird. Egal, ob schon ein Strom fließt oder nicht. Sie wird in Volt angegeben, in den Formeln kurz ‘U’.
  • Der Strom fließt innerhalb einer Schaltung. Er kann niemals fließen, wenn kein geschlossener Stromkreis zur Verfügung steht. Würde man z. B. die Leiterbahn unterbrechen, die von den Klemmen der Stromversorgung zur eigentlichen Elektronik führt, wird auch kein Strom durch die Schaltung fließen. Die Spannung würde an den Einspeisepunkten aber trotzdem zur Verfügung stehen. Der Strom wird in Ampere gemessen, in Formeln ‘I’.
  • Der Widerstand reduziert den Stromfluss! Je höher ein Widerstand ist, desto weniger Strom wird fließen. Das können auch lange oder dünne Leitungen sein, es muss nicht unbedingt der Widerstand als Bauteil sein. Sobald ein Strom durch einen Widerstand fließt, wird vom Eingang zum Ausgang des Widerstandes auch ein Spannungsabfall messbar sein. Das ist physikalisch einfach so, wenn man sich nicht näher mit dem Elektronenfluss beschäftigen möchte, einfach so hinnehmen :-D Der Widerstand hat die Einheit Ohm, Formelzeichen ‘R’. Zum Thema Rechnen & Elektronik steht auch immer wieder was hier im Blog, einfach die Suche nutzen oder in der Kategorie ‘Elektronik’ schauen.

O.K., soviel wollte ich gar nicht schreiben. Aber zur Verdeutlichung schicke ich nachher wohl noch einen Artikel hinterher :mrgreen:

 

 

Tipp: LM317T, einfacher Spannungsregler

Da ich oft auf einstellbare Spannungsquellen zu Bastelzwecken angesprochen werde, hier ein Vorschlag für eine preiswerte Lösung. Für die meisten Modellbauexperimente und Elektronikbastelleien sollte das eigentlich ausreichen.

LM317T, einfacher Spannungsregler, Fehler, InformationenEr ist schon ein paar Jährchen alt, hat seine Schwächen aber reicht in vielen Fällen aus:

Der LM317T

Eigentlich ist er ein integrierter Schaltkreis. Also ein IC, welches eine komplette Spannungsregelung enthält. Braucht man eine einstellbare Ausgangsspannung und kommt mit max. 1,5 Ampere Strom aus (typabhängig), ist er eine günstige Lösung, welche mit 4-5 externen Bauteilen auskommt, um ein geregeltes Netzteil aufzubauen. Jedenfalls dann, wenn man keine Besonderheiten in die Schaltung einfügt bzw. davon verlangt.

Link zum Datenblatt!

Eckdaten:

  • 1,2V – 37V Ausgangsspannung (max. ca. 3V unter Eingangsspannung)
  • max. 40V Eingangsspannung
  • max. 1,5 Ampere, je nach Typ
  • interne Strombegrenzung
lm317t_beispiel

Hier eine einfache Beispielschaltung für eine einstellbare Ausgangsspannung von 1,2V – ca. 20V. Geht man von max. 1 Ampere maximalem Ausgangsstrom aus, liegt man eigentlich immer richtig. Allerdings sollte man ein Auge auf die Temperatur des 317 achten, ein mittlerer Kühlkörper schadet sich nicht. Vor allem dann, wenn bei gering eingestellter Ausgangsspannung ein höherer Strom fließt. P = U * I. Wenn man also bei z.B. 24V Eingangsspannung nur 2V am Ausgang benötigt, dabei aber 1A Strom fließt, sind das immerhin rund 22 W, die das IC da verbraten muss.

LM317T Belegung

 

Ach ja, auf die Anschlüsse achten! Von links nach rechts sind das Adjust, Out, In!

 

 

 

Es gibt natürlich mittlerweile viele Lösungen, die effizienter und auch eleganter arbeiten als der alte 317T. Für eine preiswerte und vor allem mit geringem Aufwand zu realisierende Lösung betrachte ich ihn aber immer noch als gute Wahl.

 

Hab’s ja schon erwähnt, dieses ‘Kleinmaterial’ bestelle ich gern als Lückenfüller mit, damit sich die Versandkosten eher relativieren und solche Standardbauteile immer vorhanden sind. Und da Reichelt nun mal ein Werbepartner ist, habe ich mal eine kleine Artikelliste aufgestellt:


Festspannungsregler 5V

LM 317T einstellb. Spannungsregler

LM 350 wie LM 317 aber 3A

Festspannungsregler 12V

Vorsicht, Affiliate Links :mrgreen: Natürlich kann es durchaus sein, dass man diese Bauteile an anderer Stelle günstiger bekommt. Ich habe aber bisher die Erfahrung gemacht, dass gerade bei Kleinmengen Reichelt immer (mit) der günstigste Anbieter ist.

 

Stromsparen im Haushalt – Tipps & Ideen

Beispielbild zu einem Artikel auf www.michael-floessel.de - Energiekosten PC

Als Reaktion auf mein Gemecker zum Thema Stromkosten, habe ich eigentlich eher mit negativem Feedback in der Art von ‘Jammer nicht’, ‘da musst Du durch’ und schlimmerem ähnlichem gerechnet. Seit ein paar Tagen kommen aber viele Anfragen zu mir, die inhaltlich nach Tipps zum Stromsparen fragen. Übrigens deutlich mehr, als bisher zu allen anderen Artikeln hereingekommen ist.

Freut mich natürlich :-D

Nun ist es ja so, dass die meisten der allgemeinen Tipps schon an vielen Stellen gegeben wurden. Ich werde also mal wieder meinen Senf dazu beitragen, natürlich incl. der Vorschläge, die ohnehin schon jeder kennen dürfte…

Meine Stromspartipps:

  • Stationäre PC’s weg, Notebooks anschaffen. Vorzugsweise dann, wenn ohnehin etwas neues fällig ist.
  • Aquarium abschaffen
  • Wäsche nur so heiß waschen, wie wirklich nötig
  • Wärmetauscher am Kühlschrank reinigen, also das Gitter an der Rückseite
  • Kühlschrank regelmäßig abtauen und auf die wirklich notwendige Stufe stellen
  • Deckel beim Kochen auf die Töpfe
  • Glühlampen gegen sparsameres tauschen, vorzugsweise LEDs (dazu kommt in meinem Blog auch noch einiges!)
  • Abschaltbare Steckdosen an alles, was auch ohne Dauerstrom auskommt. Die meisten Unterhaltungsgeräte aus der Jubelelektronik speichern auch ohne Strom die letzten Einstellungen. Wenn nicht, irgendwann ersetzen.
  • Raumbeleuchtung auf Werte reduzieren, die man wirklich braucht. 120 Watt Gesamtleistung bei Halogenstrahlern im 2 Meter langen Korridor sind nicht immer wirklich sinnvoll.
  • Ladegeräte bei Nichtbenutzung aus der Steckdose ziehen. Oder alle zusammen an eine schaltbare Leiste, dann komplett abschalten. Geht natürlich nur, wenn immer alles zusammen geladen wird.
  • Statt Backofen oder Herd die Mikrowelle nutzen, wenn das möglich ist. Hier aber darauf achten, das die Nutzungszeit der Mikrowelle nicht so lang wird, das er Ofen wieder günstiger wird. Mir wurde berichtet, das es Leute gibt die z.B. Wasser für Tee in der Welle erhitzen, ich habe das aber noch nicht näher betrachtet.
  • Wäschetrockner auf Bedarf prüfen. Sicherlich eine feine Sache, so ein Trockner… Aber auch ein Luxusproblem. An sich trocknet Wäsche gut kostenlos ;-)
  • In Haushalten, in denen mehrfach am Tag gekocht wird schauen, ob man die Essenszeiten nicht verlegen kann. Hat bei unserer 5-Kopf-Bande gut funktioniert. Nicht immer, aber oft genug.
  • An Stellen, die gerne vergessen werden prüfen, ob man evtl. eine Zeitschaltuhr installieren kann, die immer dann ausschaltet, wenn ein Geräte garantiert nicht gebraucht wird. Z.B. Kellerlicht zwischen 23 und 8 Uhr morgens. Aber keine Stolperfallen bauen!
  • Tiefkühltruhe(n) auf Bedarf prüfen. Oft ist der Strom teuer, als das, was man durch die Vorratshaltung einsparen kann.
  • Röhrengeräte (Fernseher und Monitore) gegen aktuelle mit LED Beleuchtung austauschen. Aber hier auf die Leistungsaufnahme achten. Ältere und auch sehr große Geräte sparen nicht unbedingt was ein!
  • Schaut mal in die Zimmer Eurer Kinder, sofern vorhanden! Kinder mein ich, nicht nur Zimmer. Ein “PC + Fernseher + Konsolen + Stereoanlage + Lichter = ALLES AN – Szenario” ist nicht selten. Ich weiß, wovon ich rede :shock:

Dies sind fast alles Tipps, die wir hier, nach und nach, befolgt haben. Unter dem Strich hat dieses Verhalten im Laufe der Jahre rund 1500 kWh eingespart. Jedes Jahr. Wenn ich bis zum Jahr 1996 zurück gehe, sind es sogar 2000 kWh, die heute weniger gebraucht werden. Natürlich spielt auch eine Rolle, dass die Kinder größer geworden sind und so z. B. die Waschmaschine weniger in Betrieb ist. Dafür kamen aber auch Geräte in die Kinderzimmer, die vorher nicht vorhanden waren. Laptop, Konsole und so Zeugs.

Natürlich sind einige der Tipps krass. Das Abschaffen des Aquariums zum Beispiel. Ist natürlich eine Extremlösung und davon abhängig, ob man nun wirklich sparen MUSS oder nur WILL. Ich habe meines damals eigentlich nur an freien Tagen in Betrieb gesehen, meist war nach Feierabend alles bald dunkel. Irgendwann habe ich das als sinnlos empfunden und mir nebenbei die Wasserschlepperei alle paar Wochen erspart. Ansonsten ist es wie bei jedem anderen Hobby – es kostet Geld. Wenn man an seinen Fischen hängt, kosten sie eben auch etwas. Ist ja bei anderen Freizeitaktivitäten nicht anders. Und gegenüber anderen Steckenpferden sind die im Mittel 80 -150 Euro an Strom pro Jahr und Aquarium auch nicht unbedingt teuer. Hier muss man die Kosten einfach in das richtige Verhältnis setzen.

Das Problem ist natürlich auch, dass ein radikales Neuanschaffen vieler Gerät gar nichts bringt. Man kann dann durchaus eine 1000€ ausgeben, diese Kosten aber vielleicht gar nicht mehr reinholen. Wie immer muss bei so einem Thema der Einzelfall betrachtet und der Verstand genutzt werden.

Zum Schluss ein Wort an diejenigen, die etwas ändern können. Auch wenn sie sich nicht hierhin verirren werden:

Unterm Strich ist aber eines sicher: Die aktuellen Stromkosten sind so nicht hinzunehmen, da muss sich was tun! Strom ist kein Luxusgut, er ist lebensnotwendig. Damit darf kein Schindluder und schon gar keine Bereicherung getrieben bzw. erzielt werden. Und dann mal bitte über die Mehrwertsteuer bei Lebensnotwendigem nachdenken! 

 

Elektronik Tipps: Transistor und Gleichstromverstärkung (B)

Artikelbild Elektronik Tipps - www.michael-floessel.de

Im Artikel zur Funktion eines Transistors war die Rede vom Verstärkungsfaktor ‘B’.

‘B’ gibt an, um ein wievielfaches der Collectorstrom (also der Srom vom Collector zum Emitter) höher ist, als der Basisstrom.

 

 

Schaltbild Transistor

Nehmen wir das mal ein wenig auseinander. Wenn in einem Transistor von der Basis zum Emitter KEIN Strom fließt, ist er gesperrt. Vom Collector kann also auch kein Strom zum Emitter fließen.

Jetzt gibt es bei jedem Transistor einen Bereich, in dem ein (meist recht geringer) Stromfluß von der Basis den Transistor leitend macht. Dies bedeutet, dass auch ein Strom vom Collector zu Emitter fließen kann. Aber wie hoch wird dieser sein? Hier kommt ‘B’ ins Spiel. Ein ‘B’ von 100 würde bedeuten, dass bei einem Basisstrom von 1mA einen Collectorstrom von 100mA fließen kann. Natürlich nur dann, wenn dieser möglich ist. Wird durch weitere Bauteile in der Schaltung (z.B. ein Widerstand am Emitter) der Stromfluss schon begrenzt, dann wird auch nur dieser max. mögliche Strom fließen. Dabei muss man immer beachten, das sich am Emitter der Stromkreis schließt! Ein Dort vorhandener Widerstand wird den Basisstrom UND den Collectorstrom beeinflussen! Allerdings ist meist der Basisstrom so gering, das z.B. ein Vorwiderstand der LED (siehe unteres Schaltbild) von 560 Ohm keine allzugroße Auswirkung auf den Basisstrom hätte. Arbeitet man aber aus irgendwelchen Gründen an den Grenzwerten des Transistors, kann dies schon zum Tragen kommen.

Transistor_Beispiel

In diesem Schaltbild ist eine einfache Ansteuerung einer LED aufgeführt. Der Vorwiderstand R2 der LED ist so dimensioniert, dass bei voll geöffnetem Transistor nur die max. zulässigen 20mA für die LED fließen. Irgendwann hätte es also keinen Sinn den Basisstrom weiter zu erhöhen, wenn der maximale Strom durch die LED bereits erreicht ist.

Wie in der Transistorfunktion schon beschrieben, ist irgendwann keine Erhöhung des Collectorstromes mehr möglich, der Transistor ist so weit offen, wie es geht. Wird nun der Basisstrom weiter erhöht, wird der Transistor übersteuert. Arbeitet der Transistor als Schalter (also nur LED ein oder aus), ist dies meist in bestimmten Grenzen erwünscht um sicher zu stellen, dass der Collectorstrom sein Maximum erreicht hat. Allerdings sollte man das in Grenzen halten (einige %), um das Bauteil nicht zu zerstören.

Um so etwas genau abzustimmen, muss unbedingt das Datenblatt des entspr. Types zu Rate gezogen werden. Hier kann man anhand von Daten und Diagrammen ermitteln, ab welchem Basisstrom der Transistor leitend wird und wo sein Maximum liegt.

Innerhalb dieser Grenzen liegt dann der aussteuerbare Bereich. Das heißt, dass zwischen dem Punkt, ab dem der Transistor öffnet und dem, an dem er völlig leitend ist, jede Basisstromänderung eine Collectorstromänderung um den Faktor ‘B’ bewirkt. Dies wird u. a. beim Audioverstärker ausgenutzt, um mit einem schwachen Musiksignal (z.B. vom MP3 Player) einen großen Lautsprecher zum Schwingen zu bringen. Leider ist dazu noch einiges an weiterer Elektronik notwendig. Unter anderem deshalb, weil der Aussteuerbereich eines einzigen Transistors dazu viel zu gering ist.

Hier kommt dann auch die Spannung von der Basis zum Emitter zum tragen.

Schaltbild Transistor

Die Strecke Basis-> Emitter (B-E), kommt einer Diodenstrecke gleich. Dies bedeutet nun, das der Bereich, in dem der Transistor leitend wird, dort eine Spannung von ca. 0,6-0,7V benötigt. Darunter wird kein ausreichender Basisstrom fließen und der Transistor nicht arbeiten. Ein typischer Kleinsignaltransistor hat seinen Aussteuerbereich ca. bei 0,6-0,9V Spannung an B-E. Darunter leitet er nicht, darüber wird er übersteuert. Daran kann man vielleicht schon erkennen welcher Aufwand nötig werden kann, um einen Spannungsbereich von z.B. 0-2V auf 0-24V im Aussteuerbereich zu verstärken. Dazu kommt aber auch noch ein eigener Blogbeitrag :-D Zusätzlich muss man im Hinterkopf behalten, das kaum zwei identische Tranistoren auch absolut den gleichen ‘B’ besitzen. Oft wird schon im Datenblatt eine Toleranz für ‘B’ angegeben, z.B. 100-140. Durch die Exemplarstreuung ist dies nicht zu vermeiden. Will man also unbedingt so haargenau in diesem Bereich arbeiten, muss einiges an Abstimmmöglichkeiten geschaffen werden.

Im Modellbaubereich und der Digitaltechnik ist der Transistor aber zum Glück zu 99% als Schalter eingesetzt, an oder aus. Hier kommt man fast immer mit einfachen Faustformeln oder groben Überschlagsrechnungen aus.

Analog zum fließenden Wasser kann man sich ‘B’ als Größe des Schiebers in einem Wasserhahn vorstellen. Und auch hier ist es eben so, dass es keinen Sinn macht, den Hahn noch weiter zu öffnen, wenn der Wasserstrahl nicht mehr stärker werden kann. Umgekehrt eben kein Wasserfluss. wenn der Wasserhahn geschlossen ist.

Zum guten Schluss noch die Formel zur Collectorstromberechnung anhand von ‘B’:

IC=IB*B

  • IC=Collectorstrom
  • IB=Basisstrom
  • B=Verstärkungfaktor ‘B’

Eigentlich ja auch logisch:

Multipliziert man den Basisstrom mit ‘B’, bekommt man den Collectorstrom als Ergebnis.

 

Nochmal mein Senf zu Diskussionen um Strom, Benzin und die Mehrbelastung im Alltag

In der aktuellen Berichterstattung zur Stromverteuerung ist immer wieder zu lesen und hören, dass ein xx-Köpfiger Haushalt xx Euro an Mehrbelastung zu erwarten hat.

Warum wird das nicht immer konkret mit den Kilowattstunden angegeben? Es gibt 4-Personen Haushalte, die mit 4000 kWh auskommen, andere brauchen 7000. Von Durchlauferhitzer bis Heizung kann man das doch gar nicht pauschalisieren. Meist ist aber immer eine Personenanzahl als Bezug angegeben.

Fast alle Menschen, mit denen ich in den vergangenen Tagen gesprochen habe, sehen beim Bezug auf den Vorjahresverbrauch deutlich schlechter aus, als in den beispielhaften Angaben zur Haushaltsgröße.

In einem anderen Blog habe ich vorhin gelesen, dass man wegen der 50 Euro im Jahr nicht jammern sollte. Geht’s noch? Wegen der Sicherheit! Ich glaube ich spinne. Da hat sich aber jemand sehr schön von der Märchenwelt-Argumentation der Stimmungsmacher einwickeln lassen.

Das sind bei normalen Familien NIEMALS nur 50 Euro! Eher pro Person. Und warum soll der Verbraucher das alles tragen?

WARUM? Die Energieerzeuger haben sich in den letzten Jahren die Taschen mit gigantischen Gewinnen vollgestopft, es wäre mal an der Zeit, diese Gewinne zu nutzen! Andere Unternehmen müssen die Konkurrenzfähigkeit ihres Betriebes auch aus den Gewinnen meistern. Aber der Stromkunde hat bereits mit der vergangenen Rechnung das bezahlt, was er bekommen hat! es wurde ihm nichts geschenkt. Er zahlt aber mit der aktuellen Rechnung schon Kosten, welche noch gar nicht angefallen sind. Und für die er in anderen Geschäftsmodellen gar nicht aufkommen müsste. Und darüber hinaus ist jetzt schon sicher, dass er für die Zukunft Dinge bezahlt, die noch gar nicht vorhanden sind.

Da kommen als ernst gemeinter Vorschlag Energieberater auf’s Tablett. Schön! Ich kann, wenn nötig, die Kosten eines Gerätes auf 3 Stellen hinter dem Komma berechnen. Tu’ ich auch! Und was nützt mir das? NIX! Schon alleine deswegen, weil ich keine Ahnung habe, welchen Vorwand man sich in Zukunft einfallen lassen wird, um wieder mehr abzugreifen.

Und weil niemand in der Politik WIRKLICH den Willen oder die Fähigkeit bzw. Macht hat, etwas an den Energiepreisen zu reglementieren, muss ich jeden Cent der über ist dafür ausgeben, die aktuellen Kosten zu decken. Klar frisst ein neuer Kühlschrank evtl. weniger. Wovon soll man ihn denn noch bezahlen? Für viele stellt sich die Wahl zwischen einem neuen Gerät ODER der Notwendigkeit, aktuelle Abschläge und Nachzahlungen auszugleichen.

Es gibt hauptsächlich zwei Themen, welche mir im Augenblick sauer Aufstoßen. Nein, eigentlich nicht die Themen, eher die sehr oft sinnlos dahergelaberten Vorschläge zur Lösungen und die angeblichen Gründe, warum man doch Verständnis haben soll .

Strompreise

Energieberater sollen helfen…

Schön, dann weiß ich, was in meinem Haushalt viel verbraucht. Und dann? Kriegen die Haushalte (vor allem die Geringverdiener, Hartz 4 Empfänger oder alleinigen Brötchenverdiener) dann die sparsameren Geräte umsonst oder wenigstens WESENTLICH günstiger? Nein! Im Gegenteil! Hintenrum wird ja auch damit Umsatz generiert. Wer sich neues leisten kann, der wird auch Geld in Umlauf bringen. Diese Menschen werden aber auch meist nicht in den Genuss des Gefühls der Angst  kommen, im nächsten Jahr vielleicht ohne Strom dazustehen. Der Rest kann eben schauen, wo er bleibt. Und ja, solche Fälle gibt es nicht nur bei Hartz 4 Empfängern!

Nebenbei habe ich alle Standby Verbraucher auf das absolut notwendigste reduziert. Die Großgeräte sind nicht sehr alt, mein Verbrauch ist seit Jahren gesunken oder zumindest in etwa gleich geblieben. Trotzdem zahle ich seit Jahren nach, immer im kleinen bis mittleren (dreistelligen) Bereich. Und Entschuldigung, ich lebe nicht in einer Höhle, ich will nicht soweit kommen aus Sparsamkeitsgründen demnächst hier mit Petroleumlampen beleuchten zu müssen. Aber auch egal, dann wird Petroleum innerhalb einiger Jahre 50 Euro pro Liter kosten und ich muss neue, EU-Norm gerechte Lampen kaufen, sonst erlischt jeder Versicherungsschutz. Aber vielleicht liegt alles ja auch daran, dass bei der in Zukunft gewünschten Elektromobilität der Strom eben das nicht mehr verkauft Benzin ausgleichen soll.

Benzinpreise bzw. Fahrtkosten

‘Dann muss man halt mit dem Fahrrad zur Arbeit fahren’…

Ey, mir fliegt der Kopf weg. Das soll mir derjenige, der eine solche Scheiße von sich gibt, mal vormachen. Einfache Fahrt 30 km zur Arbeit. Mit dem Rad, jeden Tag! Und nebenbei, wer 8-10 Stunden am Tage gestanden hat, schweres geschleppt oder zusammengebaut hat, ist bestimmt immer scharf darauf, dann noch 10-30 km Fahrrad zu fahren! Und nicht vergessen, bei allen Infos die Realität im Auge zu halten. Es gibt auch Winter, -10°C, Schnee, Eis und vieles anderes. Und natürlich sind alle Menschen unter 30 und kerngesund.

‘Ein Auto mit weniger Verbrauch kaufen’…

Ja logisch, wer den Sprit kaum noch löhnen kann, hat ja mal eben 20.000 Euro für einen anderen Wagen über. Meiner braucht ca. 7,5 Liter/100 Kilometer. Was soll sich denn da noch rechnen?

‘Bus und Bahn’

Ja bestimmt doch. Klappt immer, egal wohin. Kostet auch bestimmt weniger. Das ich nicht lache! Mal als Beispiel:

Eine Fahrt mit dem Bus von Duisburg Walsum bis zum Centro in Oberhausen dauert ca. 70 Minuten, wenn man Glück hat. WENN! In der Realität kommt aber der erste Bus so viel zu spät, dass man den Anschluss mit Sicherheit nicht bekommt. Dann sind das schon 1,5 Stunden. Für ca. 19 Kilometer… Übrigens kann man per Tagesticket mit Preisstufe A fahren. Das Monatsticket für diese Strecke gibt es aber nur in Preisstufe B. ist halt so. Habe ich Ende 2011 selber erfahren dürfen, als ich mal ca. 6 Wochen kein Auto hatte. Und wenn man dann noch am Samstag/Sonntag ran muss, wird das noch viel schlimmer. Da sind 2 Stunden mal zur Sicherheit einzuplanen. pro Tour. Hin und zurück irgendwo zwischen 3 und 4,5 Stunden. Großartig! Falls der Bus nicht einfach weg ist, weil er so voll war, dass niemand mehr hinein gepasst hat.

Nebenbei, habe ich nicht gerade noch lesen müssen, das man in der aktuellen Arbeitswelt flexibel sein muss? Auch längere und wirklich lange Arbeitswege in Kauf zu nehmen hat? Kann man aber irgendwann nicht mehr, wenn die Fahrtkosten den Unterschied zwischen ‘es geht gerade noch’ oder ‘es ist kein Geld mehr da’ ausmachen.

Und immer mal im Hinterkopf behalten:

Im Gegensatz zur anscheinend gängigen Meinung mancher, arbeiten nicht alle 8-17 Uhr im Büro! Viele Menschen, die dieses Land am Atmen halten, sind immer noch mit Körpereinsatz arbeitende, Handwerker und Malocher eben. Verkäufer(innen) und viele andere, die 8 Stunden (und oft mehr) rennen, stehen, Kartons stapeln und was weiß ich noch alles.

Klappt bestimmt super, wenn z.B. der kleine Dachdeckerbetrieb demnächst seine Leitern und Werkzeuge mit dem Rad zur 50 km entfernten Baustelle fährt. Oder die kleine Schlosserei besser das Material klebt anstatt zu schweißen, für die Maschinen kann leider der Strom nicht mehr bezahlt werden. Geht nicht? Ach! Die können dann ja einfach die Preise erhöhen! Logisch, wird von den Kunden sofort toleriert, Preiserhöhungen kommen im harten Wettbewerb immer gut. Von den Arbeitnehmern mal ganz zu schweigen, die jeden Tag wechselnde Einsatzorte haben. Macht aber nix, die haben ja immer ein Firmenfahrzeug, immer…

Mal einige Links aus den letzten Jahren, ohne Wertung, nur zum Verständnis und zur Information. 

Pendler in NRW – RP Online, Februar 2012

Fahrrad für den Arbeitsweg – Zeit Online

Keine Flexibilität bei Jobsuche – Handelsblatt

Verbraucher tragen Stromkosten der Industrie – Wirtschaftswoche

Änderungen bei Minijobs – www.iww.de

Jeder 4. nur Armutslohn – Spiegel Online

1600 Euro Netto im Monat – Süddeutsche.de

3127 Euro Brutto im Monat – Süddeutsche.de

Und ebenso wichtig: Von 400 Euro kann man natürlich leben, Fahrtkosten sind bei 400 Euro-Jobs bestimmt niedriger weil näher am Wohnort, Durchschnittslohn in Deutschland 2500 Euro Brutto. Alles Aussagen, die man immer wieder hört und liest und die einem suggerieren sollen, wie gut es doch die Deutschen haben. Im Vergleich zu irgendwo vielleicht, ich lebe aber nicht in ‘Irgendwo’. Ich lebe im Land der Aufstocker und Reichen, in dem Land, in dem auch meine Beiträge und Ausgaben seit Jahrzehnten andere bereichert haben! Ich zahle meine Steuern in Deutschland und muss meinen Lebensstandard nicht auf Knien dankend mit dem der 3. Welt vergleichen lassen!

Da lese ich auch gerade noch das Argument mit der Pendlerpauschale… Haben einige mal ausgerechnet, was ein ‘nicht gut Verdiener’ mit 3 Kindern und Frau so an Lohnsteuer im Jahr bezahlt? Und dann mal nachgefragt, wie viel man wohl wiederbekommen kann? Na?

Ich könnte noch ewig viel dazu schreiben, es kommt immer ein neuer Gedanke auf, jetzt lasse ich es mal gut sein. Leider werden es die, die ich gerne ansprechen möchte nicht lesen. Jedenfalls nicht hier…

Deutschland mag kein schlechtes Land sein, noch nicht. Aber es gibt recht große Anstrengungen einiger Personen und Gruppen, dies schnell zu ändern.

So, auch das musste raus!

 

Elektronik Tipps: Funktionsprinzip NPN Transistor

Artikelbild Elektronik Tipps - www.michael-floessel.deDer Transistor

Mit den folgenden Zeilen will ich mal versuchen, die grundsätzliche Funktion des NPN Transistors zu beschreiben. Es ist zwar umstritten, zu Illustration halte ich mich dabei aber an das Wassermodell, es ist m. M. nach einer der besten Wege, die Arbeitsweise aufzuzeigen.

 

Das Wassermodell zeigt auf, wie sich ein Wasserkreislauf annähernd verhalten würde, wenn er mit den Funktionen eines elektronischen Bauelementes beeinflusst würde.

Einige Merkmale eines NPN-Transisitors (ohne Rücksicht auf Sonderbauformen!)

  • 3 Anschlussbeine, Basis, Collector, Emitter
  • Unterschiedlichste Bauformen
  • Reihenfolge der Anschlüsse nicht bei allen Typen gleich
  • Basis = Steueranschluss
  • Collector = positiver Anschluss
  • Emitter = negativer Anschluss, Gemeinsamer Bezugspunkt

Schaltbild Transistor

 

C = Collector

B = Basis

E = Emitter

 

 

Collector (oder Kollektor, in der Elektronik ist eben Englisch der Stand der Dinge :-) )

Der Sammler. In der Regel der Anschluss, an dem die zu steuernde Spannung zur Verfügung steht. Diese wird über die Funktion des Transistors beeinflusst.

Basis

Der Steueranschluss. Über eine hier angelegte Spannung, bzw. den resultierenden Strom, wird der Transistor veranlasst, mehr oder weniger Strom vom Collector kommend fließen zu lassen. Beim Silizium NPN Transistor i.d.R. um die 0,7V positiver als der Emitter, um einen Strom vom Collector kommend fließen zu lassen.

Emitter

Der Versender, besser Ausgang. Hier fließen die von der Basis und vom Collector kommenden Ströme zusammen. Bei vielen Messungen ist er auch der Bezugspunkt.

Funktionsprinzip 

Transistor_Beispiel

Einfache Transistorschaltung zur Ansteuerung einer LED.

 

 

 

 

 

Wie man im obigen Schaltbild erkennen kann, soll dieser Transistor eine LED Ein und Ausschalten können. An seinem Collectoranschluss liegt die volle Betriebsspannung, der Emitter liegt an der LED, soll also nach Masse (-) durchschalten. An der Basis liegt keine Spannung an, das Poti wäre auf Masse/0V eingestellt.

Gesperrter NPN Transistor

 

Im Wassermodell würde sich das so darstellen, dass der Wasserdruck zwar anliegt, durch die geschlossene Klappe aber nicht fließen kann.

 

 

 

Öffnender NPN Transistor

Würde man nun das Poti aufdrehen, läge über den Vorwiderstand eine gegenüber dem Emitter positive Spannung an. Bei ca. 0,7V würde der Transistor leiten, abhängig vom Typ.

Im Wassermodell würde auf die Basis ebenfalls Wasserdruck gegeben werden, die Klappe beginnt sich zu öffnen, das Wasser fließt.

Man verzeihe mir die Tatsache, dass die Druckverhältnisse im Bezug auf die Klappengröße nicht stimmen dürften :mrgreen: An dieser Stelle bitte beachten, dass im Gegensatz zum Wassermodell die Basis eines Transistors nur einen sehr viel geringeren Strom benötigt, als durch den Collector fließen kann. Dies ist eine der Grundvorraussetzungen, um mit einem kleinen Strom einen großen fließen lassen zu können ;-)

Trasnsistor offen

Irgendwann ist der Basisstrom so groß, dass der Transistor nicht mehr weiter öffnen kann. Er ist vollständig leitend. Eine weitere Erhöhung des Basisstromes hätte keine weitere Wirkung mehr, der Transistor würde übersteuert. Am Emitter fließen die Ströme von Basis und Collector zusammen. Wird der Strom über die Anschlüsse zu groß, wird das Beuteil zerstört. Die wichtigsten Größen finden sich im Datenblatt des jeweiligen Typs. Es gibt Transistoren für die verschiedensten Anwendungen, manche optimiert für das Schalten von Lasten, andere zur Verstärkung hoher Frequenzen und noch viele weitere.

In dem einfachen Beispiel oben arbeitet der Transistor als Schalter. Auf oder Zu. Wenn man den Steuerbereich der Basis sehr fein auswählt, kann er auch als Verstärker arbeiten. Eine (sehr) geringe Änderung des Basisstromes wird den Collectorstrom sofort in gleichem Sinne umgesetzt. Der Bereiche, in dem der Basistrom sich ändern muss, ist in sehr kleinen Grenzen gehalten. Hier spielt der Verstärkungsfaktor ‘B’ eine Rolle. Auf diesen gehe ich aber in einem seperaten Artikel ein. Zur Verständnis nehme ich aber mal vorweg, dass bei einem ‘B’ von 100, eine Änderung des Basistromes um 1 mA eine Änderung des Collectorstromes von 100mA zur Folge hätte usw.

 Das Prinzip mal in einer einfachen Animation:

Animation zum Funktionsprinzip des NPN Transistors - www.michael-floessel.de

 

Kleine Animation zu steigendem/sinkendem Kollektorstrom nach Anlegen der Basisspannung.

 

 

 

Mir ist klar, dass eine so einfache Beschreibung der Vorgänge weitere Fragen aufwirft und Details übergeht. Ich hoffe, in den demnächst folgenden Beispielen diese Punkte so gut wie möglich klären zu können.

Zum PNP-Transistor werde ich natürlich auch noch einen eigenen Beitrag schreiben. Aus Erfahrung weiß ich, dass dieser (warum auch immer… ;-) ) mehr Verständnissprobleme mit sich bringt. Ich habe nur gerade keine Idee, wie ich das umsetzen soll ;-) *kopfkratz*

 

Emails und Erklärungen zu elektronischen Bauteilen

Artikelbild Elektronik Tipps - www.michael-floessel.deSo, nach ein paar Tagen Nachlässigkeit zu dem Thema, habe ich mir mal wieder die Nachrichten im Maileingang vorgenommen.Einiges ist wie immer der Rubrik ‘Vermischtes’ zuzuordnen, oben in der Liste stehen aber seit ein paar Wochen die Probleme rund um elektronische Bauteile, deren Einsatz und vor allem deren Funktion. Eien extremen Anstieg verzeichne ich nach dem ‘LED Lauflicht’ Artikel. Sehr viele Blogleser wollen doch mehr als eine LED pro Pin am µController betreiben, der PIC schafft das aber eben nicht bzw. kann/soll nicht so viel Strom liefern.

Ich kann sehr gut verstehen, dass der Frust riesig sein muss, wenn man mit viel Zeit und Mühe eine Schaltung aufgebaut hat und diese am Ende nicht funktioniert. Noch schlimmer, man hat richtig Geld investiert und das Ganze geht in Rauch auf. Ich mache einfach mal eine kleine Aufzählung der Topthemen, also der Probleme, die wenigstens zwei mal aufgeschlagen sind:

  • Transistor schaltet/arbeitet nicht
  • Richtigen Anschlusspin finden
  • Widerstand wird sehr warm
  • Diode blitzt nurkurz auf (1N4148,LED)
  • Elko bekommt dicke Backen/stinkt/wird warm
  • PIC/IC/xxx wird sehr warm
  • Spannung zu hoch, zu niedrig
  • Größeren Verbraucher mit Controller schalten
  • +/- umschalten ohne Schalter, Relais

Das Problem ist natürlich, dass man, um mit Elektronik arbeiten zu können, gewisse Kenntnisse haben muss, um erfolgreich selber nach Bedarf seine Schaltungen bauen zu können. Nun kann aber nicht jeder Modellbahner, Modellbauer, Hobbylöter etc. auch Elektroniker sein oder ‘mal eben’ eine Ausbildung nachschieben :-) Für die meisten elektronischen Eigenlösungen ist dies aber auch gar nicht nötig. Ein wenig technisches Interesse reicht oft aus.

Aus diesen Gründen werde ich versuchen, hier eine Art Mini-Bauteil-Kurs aufzubauen. Die grundlegenden Funktionen mit, wenn möglich, Tipps zur Fehlervermeidung und auch ein wenig Theorie. Ohne Anspruch auf Perfektion und wahrscheinlich auch mit Beispielen, die einem professionellen Ausbilder die Tränen in die Augen treiben könnten ;-) Es geht ja auch nicht darum, eine Prüfung mit diesem Wissen zu bestehen oder seinen Lebensunterhalt damit zu verdienen, es geht einfach darum, die Bauteile mit denen man werkeln möchte, ein wenig besser kennen zu lernen. Nebenbei findet man vielleicht auch einen Tipp, wie man ein Vorhaben realisieren könnte, das bisher nur an der der passenden Elektronik gescheitert ist. Alles nur im Bereich bis 24V, also nichts wirklich gefährliches. Trotzdem schon einmal der Hinweis: KLICK!

In vielen Büchern und auch während meiner Ausbildung startet das Thema Elektronik oft mit den physikalischen Grundlagen. Elektronen und Protonen, negatives und positives, geladenes und ungeladenes. Diese Dinge lasse ich aus! Wenn man nicht gerade sehr spezielle Vorhaben angehen möchte, spielt z.B. das Wissen über einen P/N Übergang keine große Rolle. Da soll ein Transistor schalten oder verstärken, eine Diode leiten oder sperren. In einigen Fällen geht es nicht ganz ohne Hintergrundtheorie, ich versuche dieses aber so kurz wie möglich zu halten. Wer verstärktes Interesse an der Elektronik verspürt, kann sich ja immer noch tiefer in die Materie einarbeiten, interessante Themen gibt es reichlich.

Die lose und ohne Reihenfolge auftretenden Beiträge kommen übrigens in die Rubrik ‘Tipps und Tricks’. Wie oft und umfangreich die Beiträge erscheinen werden weis ich noch nicht. Das erstellen der Artikel ist recht aufwändig, auch werden zu vielen Bauteilen mehrere Teilartikel erscheinen, manchmal ist es eben viel Stoff. Ich werde mit dem NPN Transistor beginnen und habe bei der Vorbereitung schon bemerkt, dass diese Themen nicht in 10 Minuten zu behandeln sind.

Bitte nehmt diesen Artikel auch als Ausgleich für die Antworten in den Mails, in denen nur ‘ich versuche mich darum zu kümmern‘ stand :mrgreen:

 

Spannungswandler für den Magirus Umbau

Habe gerade nochmal zwei PR4402 Platinen bestückt, im Magirus sollen diesmal die Wandler für Irdis (Info kommt noch an diesem Weekend…denke ich… mal sehen… : ;-) ) und die Beleuchtung getrennt arbeiten.

Elektronik Faller Car System 1:87 www.michael-floessel.de

Hier im Foto die beiden Wandlerplatinen, zum Vergleich daneben die Flexleiterbahn.

 

 

 

 

Durch getrennte Wandler ist es vielleicht machbar, die Akkulaufzeiten zu otimieren. Immerhin ist es so möglich, die Ströme auf den wirklichen Bedarf anzupassen, ohne allzuviel in unnötige Wärme umzuwandeln, so ganz ohne Vorwiderstände geht es ja nun nicht. Und die haben ja keinen anderen Zweck, als überschüssige Energie in Wärme umzusezten :-) Sollte es keinen Unterschied geben, kann ich bei anderen Modellen immer noch stärkere Wandler einsetzen. Allerdings habe ich ja schon etliche Modelle mit nur einem PR4402 ausgestattet, das hat eigentlich super funktioniert. Aber man will ja immer was verbessern ;-)

 


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Strom, Benzin, KFZ Versicherung

Sind denn diese (und andere) Gierlappen gar nicht mehr zu stoppen?

Egal wo man hinschaut, es wird gar nicht mehr versucht, die Unverschämtheiten zu verstecken… Im Gegenteil, es wird im Vorfeld ja schon gebrüllt ‘Wir wollen immer noch mehr!’ Und unsere Politik sitzt tatenlos daneben und labert Phrasen, wenn sie die Argumente der Verursacher nicht gleich selber wiederholen.

Klingt doch alles gleich: ‘Arbeitsmarkt BLAFASEL Energiewende QUASSEL Euro LABER Rente SCHWÄTZ Zukunft’

VIELEN DANK!

Am Wochenende wird Kraftstoff wieder teurer: ADAC rechnet mit neuem Benzinpreis-Rekord. RP-Online

Strompreise sollen um 30% steigen – Die Welt

Kfz-Haftpflicht wird für viele Autos ab 2013 teurer – Heise

Und es fehlen noch reichlich weitere Beispiele…

Ach, was reg’ ich mich auf… Ich weiß, ich habe etwas in der Art schon einmal geschrieben, mir kam beim Lesen der aktuellen Nachrichten aber mal wieder die Galle und der Magensaft hoch :evil:

 


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