B. Kainka, J. Schreiber

Mit Brick’R’knowledge von der Röhre
bis zum Mikrocontroller    

Siehe auch: Das Experimentiersystem Brick 'R' knowledge
     
http://www.amazon.de/Mit-BrickRknowledge-von-Röhre-Mikrocontroller/dp/3981784405
http://www.elektroniklernen.de
http://www.ak-modul-bus.de/stat/buch_mit_brick_r_knowledge_von_der_roehr.html

Vorwort


Was bringt heute noch Menschen dazu, sich für Röhren zu interessieren, wo doch die Blüte der Röhrentechnik schon mehr als 50 Jahre zurückliegt? Es ist die Neugier und das Bemühen, den Dingen auf den Grund zu gehen. Dazu kommt noch ein wenig Nostalgie. Manch einer erinnert sich an vergangene Tage, als das geheimnisvolle Glühen der Röhren zum Alltag gehörte.

Versuche mit Röhren sind in mancher Hinsicht einfacher als mit modernen Halbleitern, die immer komplexer und kleiner werden. Eine Röhre ist angenehm groß, ihre Funktion ist überschaubar. Daher interessieren sich auch Elektronik-Newcomer für Röhren. Da hat man noch eine Chance, eigene Ideen zu verwirklichen und Geräte zu bauen, die es in der Form nirgendwo gibt. Der erste Teil des Buchs wurde von Jörg Schreiber verfasst und beschäftigt sich mit den verwendeten Brick-Komponenten (Kapitel 1.1) sowie kleinen Experimenten zu den Grundlagen der Elektronik (Kapitel 1.2), ohne den Einsatz von Röhren. Untersucht der Leser die hier gezeigten Grundschaltungen, kann er daraus eigene Schaltungen mit dem vermittelten Elektronikwissen und dem Brick’R’knowledge Elektronikbaukasten-System entwickeln.

Mit dem zweiten Teil dieses Buchs erhält der Leser nicht nur eine gründliche Einführung in die Grundlagen der Röhrentechnik (Kapitel 1.3 bis 6.3), für die sich Burkhard Kainka verantwortlich zeigt. Es wird vielmehr gezeigt, wie sich das eine oder andere Röhren-Experiment mit Transistoren oder ICs bauen lässt. Durch den direkten Vergleich zwischen Röhren, Dioden, Transistoren, Relais und ICs werden viele Funktionen leichter verständlich. Vieles was im Großen mit Röhren und anderen elektronischen Bauteilen möglich ist, wird hier im Kleinen erprobt.

Im dritten Teil des Buchs, der ebenfalls von Jörg Schreiber verfasst wurde, werden weiterführende Elektronik-Experimente mit anderen Röhren (Kapitel 6.4) sowie Experimente ohne Röhren (Kapitel 7) gezeigt. Im Anhang (Kapitel 8) werden wichtige Begriffe der Elektrotechnik und notwendige Formeln erklärt. Außerdem erhält der Leser Informationen über alle verfügbaren Bricks sowie weiterführende Internetseiten und Bezugsquellen.

Aufwendige Netzteile und hohe Spannungen sind nicht erforderlich, weil spezielle Batterieröhren und andere Komponenten eingesetzt werden, die in den meisten Fällen mit 9 V auskommen. Gelötet wird nur bei der Herstellung eigener Bricks wie z.B. beim Röhren-Brick. Die Nutzung von Bauteilen, die nicht als Bricks erhältlich sind, wird genau erklärt, damit der Leser alle notwendigen Komponenten für dieses Buch und auch für eigene Experimente entweder mit einem Universal-Brick oder durch Herstellung eigener Bricks zur Verfügung hat. Seitens des Herstellers kommen ständig neue Bricks auf den Markt. Über den aktuellen Stand der lieferbaren Bricks können Sie sich im Elektronik-Baukasten Wiki oder auf den Seiten des Herstellers oder der Autoren (vgl. Kapitel 8.8) informieren.

Die Brick-Bausteine für den Bau der Schaltungen kann man entweder einzeln kaufen oder man beginnt mit dem Advanced Set, in dem viele der benötigten Bauteile enthalten sind und das viele weitere, zusätzliche Experimente ermöglicht. Fehlende Leitungen und sonstige Bauteile kann man jederzeit einzeln erwerben.

Viel Spaß und Erfolg beim Experimentieren wünschen
Burkhard Kainka und Jörg Schreiber

Inhalt

1 Einleitung         9 
1.1 Benötigtes Material für die Experimente         10 
1.1.1 Stromversorgung        10 
1.1.2 Leuchtdiode (LED)       11 
1.1.3 Widerstand      12 
1.1.4 Kondensator     15 
1.1.5 Elektrolytkondensator     16 
1.1.6 Universal-Brick  17 
1.1.7 Transistor       17 
1.1.8 Leitung   18 
1.1.9 Masse    19 
1.1.10 Umschalter und Taster    19 
1.1.11 Potentiometer   20 
1.1.12 Spule (Induktivität)     . 22 
1.1.13 Diode  22 
1.1.14 Schallwandler   23 
1.1.15 Voltmeter und Amperemeter     24 
1.1.16 Relais   25 
1.1.17 LM386 Verstärker      . 26 
1.1.18 Quarz  27 
1.1.19 Drehkondensator        27 
1.1.20 Lautsprecher    28 
1.1.21 Probe 4 mm    29 
1.1.22 UKW-Radio-IC BK1068  30 
1.1.23 Mittelwellen-Radio-IC ZN414  30 
1.1.24 Spannungswandler       31 
1.1.25 Doppelte Leitung        31 
1.1.26 Glühlampe     32 
1.1.27 Bricks selber bauen mit Experimentierplatinen und Gehäusen       33 
1.2 Grundlagen von Brick’R’knowledge    36 
1.2.1 Sicherheitshinweise       36 
1.2.2 Die Verwendung der Brick’R’knowledge Bausteine         37 
1.2.3 Grundlegende Begriffe der Elektrizitätslehre     40 
1.2.4 Grundbausteine der Schaltungen   40 
1.2.5 Der Stromkreis   42 
1.2.6 Widerstände     45 
1.2.7 Potentiometer    47 
1.2.8 Spannungsteiler  48 
1.2.9 Schwellspannung         49 
1.2.10 Kondensatoren  50 
1.2.11 Transistoren    52 
1.2.12 Dioden  56 
1.3 Die Röhre 2SH27L   57 
1.4 Grundfunktionen der Röhre     64 
2 Die Röhrendiode   67 
2.1 Gitterstrom    67 
2.2 Gleichrichterdiode    70 
3 Gesteuerter Strom  73 
3.1 Sensortaste    73 
3.2 Verbesserte Triodenschaltung   76 
3.3 Positive Gittervorspannung     77 
3.4 Stromverteilung      79 
3.5 Logikgatter    81 
4 NF-Verstärker     97 
4.1 Triodenschaltung     97 
4.2 Pentodenschaltung    99 
4.3 Mikrofonverstärker         .102 
4.4 Stethoskop   105 
4.5 Zweistufiger Verstärker       107 
5. Oszillatoren      111 
5.1 Rückkopplung     111 
5.2 Multivibrator (Wechselblinker)       113 
5.3 HF-Oszillator       116 
5.4 Höhere Frequenzen  119 
5.5 Pendelschwingungen         123 
6 Radioschaltungen       125 
6.1 Röhren-Detektorempfänger    125 
6.2 Trioden-Audion     130 
6.3 Pentoden-Audion    133 
6.4 Radioschaltungen mit ICs    135 
6.5 Verwendung anderer Röhren   139 
7 Experimente ohne Röhren         147 
7.1 Fotowiderstand     147 
7.2 Lichtgesteuerte astabile Kippstufe     148 
7.3 Dämmerungsschalter         148 
7.4 Strom & Spannung messen    150 
7.5 Hochempfindlicher Sensortaster      151 
7.6 Alarmschaltung mit Memory-Funktion         151 
7.7 Zeitschaltuhr      152 
7.8 Blinklicht (astabile Kippstufe)  153 
7.9 Zähler mit SN74143N        155 
7.10 Zähler mit Arduino Nano     164 
7.11 Analoger Zähler    167 
7.12 Bewegungsmelder         . 168 
7.13 Oszilloskop      169 
7.14 Diode und Gleichrichter    172 
7.15 Spannungsgenerator (Spannungswandler)      174 
7.16 Solarmodul  176 
7.17 Bistabiler Multivibrator (Flip-Flop)         179 
7.18 Dreiphasen-Blinker         180 
7.19 Elektrische Energie ernten    181 
7.20 Weicher Blinker (Phasenschieber-Oszillator)   183 
7.21 Magnetismus-Testgerät      184 
7.22 Verkehrsampel     185 
8 Anhang        187 
8.1 Brick’R’knowledge Baukästen       187 
8.1.1 Brick’R’knowledge Basic Set (Art.-Nr. 115589)  187 
8.1.2 Brick’R’knowledge Advanced Set (Art.-Nr. 118704)        187 
8.1.3 Brick’R’knowledge Arduino Coding Set (Art.-Nr. 125697)   189 
8.1.4 Brick’R’knowledge 7 Color Light Set (Art.-Nr. 124344)     190 
8.1.5 Brick’R’knowledge DIY Set (Art.-Nr. 124343)    190 
8.2 Brick’R’knowledge Bricks alphabetisch        192 
8.3 Brick’R’knowledge Bricks nach Art.-Nr.       196 
8.4 Originale Datenblatt der Röhre 2SH27L        200 
8.5 Elektrizitätslehre und ohmsches Gesetz        202 
8.5.1 Ladung und Stromstärke  202 
8.5.2 Leistung und Spannung   204 
8.5.3 Ladung, Kapazität und Energie   206 
8.5.4 Elektrischer Widerstand   208 
8.5.5 Widerstand von Leitungen und Drähten    209 
8.5.6 Reihenschaltung         213 
8.5.7 Parallelschaltung        215 
8.5.8 Vorwiderstand  216 
8.5.9 Innenwiderstand         217 
8.5.10 Kondensator   219 
8.6 Berechnung der Kenndaten einer Spule        222 
8.7 Frequenzbereiche für Radioempfang u.a.       223 
8.8 Weiterführende Internetseiten  224 
8.9 Weiterführende Literatur      224 
8.10 Bezugsquellen     224