Amateurelektronik - Schaltungen für den Hobbyelektroniker

Pfiffige Ideen für die Elektronikwerkstatt, der Stromreduzierung am PC-Arbeitsplatz und einer Gartenfontäne

Stand: 20.04.2021 - Startseite

Stichwortverzeichnis	ABK	Hinweise			Version	Dokumentation	Information / Stichwörter
E
Experimentierboard mit Adapterplatinen	EXB			E	10/2019		kostengünstige Testaufbauten mit Stecksystem für SMD-Bauteile unterschiedlichster Ausführung
Energieverteilung 230V	EVT			E	12/2019		intelligentes Zu- und Abschalten von 230V-Verbrauchern (z. B. für eine PC-Anlage), Zeitüberwachung
L
Lagerung von SMD-Bauelementen	LSB		-	E	10/2019	-	Münzkapseln zur Aufbewahrung von SMD-Bauelementen
W
Wannenstecker-Adapter	WST			E	04/2021	-	PCB-Adapter für Wannensteckerbuchsen in Schneidklemmentechnik (10/16-polig)
Wasserstrahl-Düse (laminar)	WSD			G	10/2019		Montagezubehör (DN75) für die Erzeugung laminarer Wasserstrahlen


E - Experimentierboard mit Adapterplatinen
Das Set besteht aus folgenden Leiterplatten: Basisplatine 90 x 150 [mm], unbestückt, einseitig Adapterplatine (LP-SB 03/06) 7 x 27,5 [mm], unbestückt, doppelseitig Mit diesem Konzept für ein kleines Experimentierboard, dass auf einem Stecksystem basiert, wird die Möglichkeit geschaffen, Schaltungsdetails oder komplette Funktionsbaugruppen mit elektronischen Bauelemente unterschiedlicher Bauformen schnell aufzubauen, zu testen und ggf. zu variieren. Basisplatine Der Träger der industriell gefertigten Platine besteht aus Epoxidharz. Das Lochraster (Abstand: 2,54 mm) ist nicht durchkontaktiert und die Lötaugen sind nicht verzinnt. Die Bilder zeigen die beispielhafte Bestückung mit Leiterplattensteckverbindern (gerade/ gewinkelt). Eine Zweiteilung ermöglicht sowohl den Einsatz von Adapterplatinen, aber auch den Aufbau eines "Draht-Igels". Adapterplatine (LP-SB 03/06) Der Träger der industriell gefertigten Leiterplatte besteht ebenfalls aus Epoxidharz. Allerdings sind die Lötaugen durchkontaktiert und verzinnt. Der vorhandene Lötstopplack und der Bestückungsaufdruck vereinfachen die Anwendung wesentlich. Vorgesehen ist dieser Adaptertyp für die Aufnahme von maximal drei SMD-Bauelementen der Bauform 1206 oder eines Schaltkreises mit der Bauform DIP-06. Über Jumper oder Lötbrücken kann bereits auf dem Adapter eine Verschaltung vorgenommen werden. Die Verbindung mit der Basiplatine erfolgt über einen 3(2)-poligen Steckverbinder (gewinkelt). Sollen alle Anschlusspunkte verfügbar sein, empfiehlt es sich, auf der gegenüberliegenden Seite eine 6-polige Buchsenleiste (gerade) aufzulöten. Für die Kontaktflächen wurden bewusst Lötpads gewählt, um die Baugröße des Adapters so klein wie möglich zu halten. Auf die Stabilität hat dies keinen Einfluss. Verdrahtung Für die Verdrahtung eignet sich dünne Litze am besten. Mit unterschiedlichen Längen und Farben behält man am besten den Überblick über die Schaltung. Geeignet sind ebenfalls die bei Ebay angebotene Verschaltungen für den Arduino. Als "Stecker" sollten die Kontakte einer Stiftleiste eingesetzt werden, die beidseitig an ein Stück Litze gelötet und mit einem Schrumpfschlauch versehen werden. Daneben können mit der gewählten Verbindungstechnik Verteiler, T-Stücke oder Stift-Buchse-Adapter unterschiedlicher Kontakt- anzahl individuell hergestellt werden. Daneben können Bauelemente, für die keine Adapterplatinen vorhanden sind (z. B. Potentiometer), über diese Verbindungstechnik mit dem Rest der Schaltung verbunden werden. Erweiterungen des Sortiments Zur Zeit ist neben dem vorgestellten Adapter ein Aufsteckmodul für den DIP06-Steckplatz in der Testphase, das zwei SMD-Transistoren aufnehmen kann. Es ist bei Interesse an diesem Konzept kein Problem, das Sortiment an Adapterplatinen zu erweitern!

E - Energieverteilung 230V

Steckdosenleisten - mit und ohne Schalter - sind die meist am schnellsten installierten Verteiler zum Anschluss der 230V-Verbraucher.
So werden oft komplette PC-Arbeitsplätze über einen Schalter zugeschaltet, obwohl einzelne Komponenten, wie z. B. der Zweitmonitor, ein Drucker
oder die Arbeitsplatzbeleuchtung stundenlang nicht benötigt werden.
Die Lösung zur Stromverbrauchsreduzierung ist ein bedarfsgerechtes Zu- oder Abschalten der Betriebsmittel.
An einer Steuerplatine, mit der sich neben den Schaltvorgängen eine Zeitüberwachung implementieren lässt, sind eine variable Anzahl von Relais- oder
Triac-Modulen anschließbar.
Die Ansteuerung erfolgt über ein individuell gestaltetes Tastenfeld, dessen Bedienelemente zu einer Matrix verschaltet sind. Dadurch wird die Anzahl
der zu verschaltenden Adern reduziert. Durch die Verwendung eine MCs ist es weiterhin möglich, zwischen eine kurzen oder längeren Bedienung zu
unterscheiden und damit ggf. abweichende Schaltvorgänge auslösen zu können.
Die Leiterbahnen der Relaismodule können bei höherem Strombedarf verstärkt werden und dienen als Schalter für die meisten Verbraucher.
Die Triac-Module, die kontaktlos im Nullspannungsdurchgang schalten, sind eher für öfters zu schaltende Verbraucher mit trägem Verhalten konzipiert.
Ich habe zwei für die unabhängige Temperatursteuerung von zwei Lötkolben am Elektronik-Arbeitsplatz im Einsatz.

Allerdings sind für den Aufbau und der Inbetriebnahme dieser Module ausreichende elektrotechnische Kenntnisse
erforderlich (Elektrofachkraft), da mit Spannungen gearbeitet wird, die für Menschen lebensgefährlich sind.

Modellansichten der Module Steuerung, Relais und Triac



Arbeitsplätze mit der EVT für
Elektronik       Computer

L - Lagerung von SMD-Bauelementen

Nachdem ich auf den Einsatz von SMD-Bauelementen umgestiegen bin, war ich auf der Suche nach einem platzsparenden und übersichtlichen Aufbewahrungs-
ort für die Bauteile. Letztendlich habe ich mich für Münzkapseln entschieden, die innen und am Rand beschriftet sind und in einer Aufbewahrungsbox schnell
mit einem kleinen Werkzeug entnommen werden können.

Ein CAD-Formular (DWG-Format) für die Erstellung der Beschriftungseinsätze der von mir gewählten Größe ist verfügbar.

W - Wannenstecker-Adapter)

Mit diesen Adaptern ist es möglich, an die Buchsen für Wannenstecker, die nur in Schneidklemmtechnik verfügbar sind, Einzeladern oder Leitungen
anzuschließen.
Dazu werden die Buchsen stirnseitig auf die jeweilige Leiterplatte (Schraubstock) zwischen die Kontakte gepresst, die Kontakte ausgerichtet und verlötet.

Adapter
Leiterplatten Musteraufbau

W - Wasserstrahl-Düse (laminar)

Montagezusatzteile für eine Wasserspiel-Düse mit laminarem Strahl (Jumping Jet; Nennquerschnitt DN75) für Brunnen oder Fontänen

Das Set besteht aus folgenden Leiterplatten:
1 Stück Platine Düsenflansch_unten      90x90 [mm]
1 Stück Platine Düsenflansch_oben       90x90 [mm]
4 Stück Platine Düsenplatte (geritzt)   50x50 [mm]

Bei den Platinen handelt es sich um industriell gefertigte Leiterplatten, deren Basismaterial aus glasfaserverstärktem Epoxidharz besteht.

Wem es bisher noch nicht bekannt ist: Man ist fasziniert von Wasserspielen, die mit laminaren Wasserstrahlen betrieben werden.
Ein "gebündelter" Wasserstrahl, große Reichweiten und - je nach Aufbau - einzigartige Lichteffekte bei Nacht - im Internet gibt es
neben den Angeboten zu den Düsen und Steuerungen viele "Selfmade"-Projekte.

Aber wie werden laminare Wasserstrahlen erzeugt? Dazu sind grundsätzlich die Turbulenzen im strömenden Wasser zu minimieren und ein
scharfkantiger Übergang beim Austritt zu realisieren. Als kostengünstige Lösung für die eigenen Experimente haben sich Abwasserrohre
erwiesen. Mit Rohren, Muffen und Kappen, die in jedem Baumarkt verfügbar sind, können schnell und kostengünstig Düsen unterschiedlichster
Abmessungen aufgebaut werden. Mit dem normalen Wasserdruck sind Fontänen mit Höhen größer 5 m ohne Probleme zu erreichen.

Das hier angebotene ergänzende Montagematerial reduziert den Fertigungsaufwand wesentlich. Welche Funktionen übernehmen die Teile, die
für das Nennmaß DN75 vorgesehen sind? Die Verbindungen bei den Abwasserrohren sind nicht dafür ausgelegt, höheren Drücken standzuhalten.
Befüllt man daher eine Kombination aus zwei Kappen und einer Muffe über einen Gartenschlauch, werden die Teile auseinander gedrückt. Dies
wird durch die Düsenflansche verhindert, die beidseitig angebracht und über handelsübliche Gewindestangen (M4) verbunden sind. Somit kann
mit unterschiedliche langen Düsen experimentiert werden, wenn die Gewindestangen entsprechend angepasst werden.
Für erste Experimente sind verzinkte Normteile ausreichend, ansonsten sollten Teile aus Messing oder Edelstahl eingesetzt werden.

Düsenflansch_unten
Der untere Düsenflansch besitzt Bohrungen für zwei Kabelverschraubungen (M12 für eine Leitung, wenn der Wasserstrahl durch eine interne LED
beleuchtet werden soll und M25 für einen 1/2" Wasserschlauch). Eine interne Wasserschlauch-Hülse im Klemmbereich aus Metall oder Plastik
garantiert Dichtheit bei den üblichen Wasserdrücken.

Düsenflansch_oben
Der obere Düsenflansch besitzt mittig die Öffnung für den laminaren Wasserstrahlaustritt und weitere Aussparungen für die Schraubenköpfe der
Düsenplattenbefestigung; die Düsenplatte befindet sich innerhalb der oberen Kappe.
Für die Dichtungen an den Kabelverschraubungen und der Düsenplatte können die unterschiedlichsten Materialien eingesetzt werden. Am
günstigsten erwies sich ein entsprechend zugeschnittener Fahrradschlauch.

Düsenplatte
Die Ausführung der Austrittsöffnung hat einen entscheidenden Einfluss auf die Qualität des Wasserstrahles. Laminar wird der Wasserstrahl bereits,
wenn man in die Kappe eine sich nach Außen konisch öffnende Bohrung anbringt und ggf. mit mäßiger Wärmezufuhr glättet. Dann hat man sich
aber bei geringer Qualität auf einen Durchmesser festgelegt.Optimaler ist der Einsatz der Düsenplatte, bei der es sich um eine zweiseitige Leiterplatte
handelt. Sie wird innerhalb der Kappe mit einer Dichtung montiert. Die Öffnung für den Wasseraustritt ist so gestaltet, dass sich bearbeitetes Blech,
konisch bearbeitetet Ringe oder Hülsen einlöten lassen. Diese lassen sich jederzeit wechseln oder man verwendet eine weitere Düsenplatte.

Am Ende soll kurz auf das innere "Geheimnis" der Düse eingegangen werden, denn sie darf nicht leer bleiben! Montagetechnisch sollte hinter dem
Wassereintritt ein Raum von ca. 1- 2 cm frei bleiben (z. B. Distanzring aus einem abgesägten, aufgetrennten und angepassten Rohr). Danach
kommt ein grober Schwamm o. ä. für ca. 1- 2 cm. Ein feinmaschiges Gitter aus Metall oder Plastik dient als stabiler Boden für die Trinkhalme (Plastik),
die den gesamten Durchmesser des Rohres ausfüllen müssen. Mittig, etwas nach unten versetzt, kann die abgedichtete Leistungs-LED angebracht
werden. Ein weiteres Gitter hält die Trinkhalme in Position, das durch einen Distanzring gehalten wird. Hintergrund: Diese Schichtung bewirkt die
Entstehung einer laminaren Wasserströmung.

Aufstellung und Einsatz:
Sollte es nicht möglich sein, die Düse(n) ebenerdig anzubringen, können diese nach eigenen Vorstellungen verkleidet werden. Für unterschiedliche
Strahlstärken (kleiner 6 mm sollte für große Reichweiten nicht verwendet werden) ist eventuell der Druck und/oder die Durchflussmenge der Wasserein-
speisung anzupassen, ggf. durch eine separate Pumpe.

Achtung!
Soll die Düse bei höheren Wasserdrücken eingesetzt werden (z. B. Pumpenspeisung), müssen die entsprechende Angaben beim Hersteller der
eingesetzten Teile eingeholt werden, ggf. Metallausführungen für die Kabelverschraubungen gewählt und die Düsenflansche aus Aluminium, Messing oder
Edelstahl gefertigt werden. Daneben ist für die Gewindestangen ein Maß zu wählen, dass den auftretenden Kräften sicher standhält.

* * * H a v e F u n * * *

PS
Wie sieht die Zukunft aus?
Der Eine oder Andere wird im Internet bereits auf den faszinieren Anblick von zwei sich treffenden beleuchteten Wasserstrahlen gestoßen sein. Entwickelt
wird im Moment eine XY-Düsensteuerung, mit der u. a. dieser Effekt möglich sein wird. Auch hier sollen weitestgehend kostengünstige Bauteile (Schrittmotoren,
Zahnräder und -riemen aus der 3D-Drucktechnik) zum Einsatz kommen. Weiterhin wird an einer einfachen Mechanik zum "Abschneiden" des Wasserstrahles
geknobelt; vielleicht hat jemand eine erprobte Idee?

Legende
		@ - Kontakt für weitere Informationen
		Baugruppe und/oder Dokumentation in der Entwicklung
		Baugruppe im Einsatz

		Dokumentation
		Leiterplattenbezug möglich (SMD-Bauteile: keine)
		Leiterplattenbezug möglich (SMD-Bauteile: einzelne)
		Leiterplattenbezug möglich (SMD-Bauteile: fast alle)

ABK		Abkürzung
Version		Bearbeitungsstand <Monat/Jahr>

E		Elektronik/ Elektrotechnik
G		Garten

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