Ausbau mit der 2001er Serie

Elektronik Experte - Grundlagen moderner Bauelemente

Die Serie EE2001 - Elektronik Experte - (erschienen 1977) war eine neue und zugleich eigenständige Reihe an Experimentierkästen. Sie löste folglich nicht die vorherige und bewährte Serie EE2000 ab. Hauptsächlich richtete sich diese neue Serie an Elektronik Interessierte mit mindestens Vorkenntnissen aus der 2000er Reihe. Dennoch war ein direkter Einstieg mit dem Grundkasten EE2013 in diese Serie möglich. Für den Übergang aus der 2000er Reihe wurde der EE2010 angeboten, der zusammen mit dem EE2003 den Grundkasten EE2013 bildete. Allerdings konnte mit dem Grundkasten der neuen Reihe EE2013 nicht alle Geräte des Vorseriens-Grundkastens EE2003 gebaut werden.

Nachdem der Fokus bei der 2000er Serie bei der diskrete Schaltungstechnik lag, widmete sich die neue Serie verstärkt dem Integrierten Schaltkreis (IC) sowie weiteren modernen Bauelementen wie dem Feldeffekt-Transistor, der LED und der Kapazitätsdiode. Bei den Erweiterungskästen wurden aufbauend jeweils abgeschlossene Themenbereiche wie Meßgerätetechnik (EE2014), Digitaltechnik (EE2015), Ultraschalltechnik (EE2016) und Optoelektronik (EE2017) behandelt.

EE2010 - moderne Halbleiterbauelemente

Den Mittelpunkt dieses Baukastens bildet der Operationsverstärker LM3900. In diesem integrierten Baustein befinden sich vier voneinander unabhängig arbeitende Operationsverstärker (OP). Ursprünglich wurden diese integrierten Schaltkreise (IC) für Rechenoperationen eingesetzt, woraus letztendlich sich auch der Name des Bausteins ableitet. Das Arbeitsbuch geht bezüglich der grundlegenden Thematik Arbeitspunkt und Verstärkungsfaktor tiefer auf die Materie ein, als man dies aus der 2000er Serie gewohnt ist. Grundlegende Kenntnisse über konventionelle Bauteile wie Widerstände, Dioden und Kondensatoren sowie deren Funktionsweise werden jedoch vorausgesetzt. Im Zusammenhang mit Experimenten werden weitere wichtige Themen wie Integrierer, Logik Schaltungen sowie Hochpass- und Tiefpass-Filter behandelt. Die Funktionen des Operationsverstärkers selbst, werden in den einzelnen Grundschaltungen umfassend dargestellt und kommen dann später in den zu bauenden Geräten zur Anwendung. Weiterhin werden die neuen Bauteile wie Leuchtdiode (LED), Kapazitätsdiode und Feldeffekt-Transistor (FET) in ihrer Funktion und Anwendung erläutert. Auch hier erfolgt die Erläuterung anhand von Kennlinie, Berechnungsbeispielen und dem Experimenten selbst.

Neben den zahlreichen Experimenten im Bereich der Grundlagen von Halbleiterbauelementen können mit diesem Baukasten 27 eigenständige Geräte gebaut werden. Die folgende Liste zeigt einen kleinen Ausschnitt dieser Geräte:

  • Umblendverstärker mit Übersteuerungsanzeige
  • Lichtorgel mit Mischpult
  • Alarmanlage mit Annäherungsschalter
  • Dimmerschaltung mit Sensortaste
  • Elektronisches Kombinationsschloss
  • Lügendetektor
  • UKW-Empfänger mit Sensorabstimmung

Das Anleitungsbuch zum Experimentierkasten EE 2010 kann auf der Webseite von Norbert Schneider als PDF Datei herunterladen werden.

EE2014 - Grundlagen der Meßgeräte-Technik

Dieser Ergänzungskasten behandelt für mich ein ganz besonderes interessantes Themengebiet. Nicht alle Vorgänge in der Elektronik können einfach durch ein Lämpchen sichtbar gemacht werden. Und damit nicht all diese Vorgänge einfach im Dunkeln bleiben, bedarf es eines Gerätes, mit dem Ereignisse und Ergebnisse gemessen werden können. Nun bin ich selbst nicht im Besitz eines Originalkastens, aber in Verbindung mit dem EE2010 und den unten in der Liste aufgeführten Bauteilen, lassen sich die meisten und aus meiner Sicht wirklich interessanten Schaltungen bauen. Das einzige, was ein bischen schwieriger werden kann, ist heutzutage ein geeignetes Drehspulenmeßwerk aufzutreiben. Meines zum Beispiel stammt aus einem alten Transitorradio und hat einen mir bis dato unbekannten Innenwiderstand. Doch mit Hilfe der Anleitung (dem Ohmschen Gesetz und Kirchhoffschen Regel) und eines Meßaufbaues war auch dieser zu bestimmen und der Weg für die interessanten Experimente frei.

Dem Experimentierkasten lag gemäß Bauteilliste auch ein blauer Transistor (BC 158) bei. Dieser wird aber nur für das Widerstands- und Beleuchtungsstärken-Meßgerät benötig und so lassen sich mit der unten aufgeführten Bauteilliste alle aufgelisteten Experimente durchführen. Das Anleitungsbuch zum EE2014 kann auf der Webseite von Norbert Schneider als PDF Datei herunterladen werden.

Benötigte Bauteile mit Wertangaben Anzahl
Zenerdiode    BZX 79 C5 V1 (od. Ersatztyp) 1
Drehspulenmeßwerk    ca. 200 μA 1
Trimmpotentiometer    47 kΩ (*) 2
Widerstände    (siehe Anleitungsbuch) n.n
Diverse Kondensator    (siehe Anleitungsbuch) n.n
NTC-Widerstand    47 kΩ 1

(*) Ersatzweise ist auch ein Potentiometer mit 47 kΩ verwendbar, welches dann fest in das Schaltpult eingebaut werden kann. Für die Anschlüsse am Schaltpult stehe noch die Klemmen 21 - 24 zur Verfügung.

EE2015 - Grundlagen der Digital-Technik

Die Digitaltechnik spiel im täglichen Leben auch für den "Nicht-Techniker" eine immer größer werdende Rolle  -  so der Einleitungssatz aus dem Anleitungsbuch des Jahre 1978. Ganz erstaunlich wirkt dabei auf mich, wie aktuell dieses Thema gerade heutzutage ist und unser Zeitalter beschreibt. Dabei liegen die Ursprünge dieser Technik weit zurück. Und genau dies ist für mich Grund, sich mit den Grundlagen dieser aktuellen und hoch interessanten Technik zu beschäftigen. Dem Baukasten lagen vier integrierte Schaltkreise und eine Digitale Anzeige bei, mit der die Grundzüge der Digitaltechnik experimentell erforscht werden konnten. Dabei wurden sowohl das Umwandeln von Dezimal- in Dualzahlen, das Rechnen mit Dualzahlen sowie die Grundverknüpfungen von Logik-Bausteinen behandelt. Wie mit dem Bild rechts angedeutet, bin ich auch hier nicht im Besitz eines Originalbaukastens. Aber mit etwas elektromechanischen Fertigkeiten (Sägen, Bohren, Löten), lassen sich im Selbstbau die benötigten Bausteine problemlos anfertigen. Mit den dann vorhandenen Bauteilen, wird es bei den anschließenden Experimente erst so richtig interessant. Hier kann dann, neben vielen anderen Experimenten, z.B. eine Schaltung mit einem Zähler Baustein aufgebaut werden, dessen Ausgangssignale über einen Codeumwandler auf eine digitale Anzeige übertragen wird.

Das Anleitungsbuch zum Experimentierkasten EE2015 kann auf der Webseite von Norbert Schneider als PDF Datei herunterladen werden. Mit den Bauteilen der unten aufgeführten Tabelle lassen sich, in Verbindung des EE2010, sämtliche Experimente des Anleitungsbuches (mit Ausnahme der Anpaßschaltung unter Verwendung des Reeds-Relais) durchführen. Unter anderen können auch folgende Geräte aufgebaut werden:

  • Impulszähler
  • Treppenspannungsgenerator
  • Stufentongenerator
  • Zähler mit Ziffernanzeige
  • Frequenzzähler
  • Automatischer Notrufgeber (SOS)
  • Digitalvoltmeter
Auch ohne den Übergangskastens EE2010 lassen sich in Verbindung mit dem EE2003, viele Experimente des EE2015 durchführen. Hierfür sind jedoch, zusätzlich zur unteren Bauteilliste, die Widerstände, Kondensatoren, zwei Dioden und beide LED´s laut Anleitungsbuch EE2010 notwendig.
Benötigte Bauteile mit Wertangaben Anzahl
Leuchtdiode (LED)    gelb 1
Widerstand    220 Ω 8
Widerstand    1 kΩ 1
IC - Dezimalzähler    SN 7490 (1) 1
IC - Inverter    SN 7405 (1) 1
IC - NOR Gatter    SN 7402 (1) 1
IC - Code-Umsetzer    SN 7447 (1) 1
Sieben-Segment-Anzeige    (Segment rot, gemeins. Anode, Strom max. 20mA) 1
Lötfahnen (ca. 50 St.)  |  IC-Sockel 14 polig (4 St.)  |  Platine (2) n.n

(1) Für die Integrierten Schaltkreise (IC) können Ersatzweise auch die LS-Typen verwendet werden. Die Typenbezeichnung am Beispiel des Inverters lautet dann SN 74LS05. Diese LS-Typen sind wesentlich stromsparender und auch ohne weitere Anpassung der Schaltung für die Experimente des EE2015 verwendbar.
(2) Für den Platine-Selbstbau eignet sich z. B. jene von Rademacher mit der Bezeichnung "WR-Typ 910". Diese ist bereits für 4 IC´s ausgelegt und kann mit Hilfe einer Laubsäge individuell angepasst werden.