Franzis Lernpaket Sensortechnik

[wolfgang]

Hallo,

seit längerem hatte ich mir das Lernpaket Sensortechnik beschafft, und jetzt endlich mal Zeit reinzuschauen.

Ein Teil der Versuche sind vergleichbar mit Versuchen aus dem Kosmos Hightech. Behandelt werden:

- Berührungssensor (Hautwiderstand)
- Bewegungssensor (na ja, Grundprinzip)
- NTC
- Fototransistor (inkl. Entfernungsmesser und Barcodeleser)
- Lautsprecher als Mikrofon
- Druckaufnehmer (mittels ESD-Schaumstoff)
- Hallsensor
- Kapazitiver Sensor
- Feuchtesenor (Blumentopf)

Als Anzeige wird ein LM3914N-1 (LED-Bargraphtreiber) verwendet. Beim Versuchsaufbau waren mir die LEDs zu hell. Ein Blick ins Datenblatt hat gezeigt, dass der Strom der low current LEDs zu hoch eingestellt war, was ich durch eine andere Widerstandsauswahl angepasst habe. Die Anzeige ist trotzdem sehr intressant, da durch externe Beschaltung mit wenigen Widerständen nahezu beliebige Anzeigebereiche, auch ohne Nullpunkt, erreicht werden können.

Die Bargraph-Anzeige werde ich auf jeden Fall als fertiges Modul umsetzen.

Gruß
Wolfgang

[JeanLuc7]

Salut,

ich habe diese Bargraph-Anzeige mal für Philips umgesetzt - benötigt ja sehr wenige Bauteile. Die von mir benutzten LEDs scheinen strommäßig zu passen - zu hell waren sie jedenfalls nicht. Ich habe einen Schalter integriert, damit man zwischen Einzel-LED und Graph umschalten kann.

Dokumentation ist im Wiki zu finden.

Grüße, JL7

[wolfgang]

Hallo,

seit einigen Tagen ist das Bargraph-Modul fertig.

Auf der linken Seite sind Spannungsversorgung und Signaleingang herausgeführt. Dazu kommt noch der Mod-Eingang. Wird er an die Betriebsspannung angeschlossen, wird aus dem Lichtpunkt ein Lichtband.

Die Referenzspannung recht oben habe ich auf 2,5 Volt eingestellt. Auf einen Abgleich habe ich verzichtet, da die Referenzspannung eine Genauigkeit von 2% hat, was für die stufige Anzeige ausreicht. Über Lo(w) und Hi(gh) kann der Anzeigebereich nahezu beliebig angepasst werden.

Ich habe zum Test den Versuchsaufbau nach Kapitel 11.4 Die Erfassung langsamer Schwingungen und 11.5 Künstlicher Horizont getestet. Die Anzeige klappt sehr gut.

IMG_3045_n.png (454.42 KiB) 23646 mal betrachtet

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Gruß
Wolfgang

[wolfgang]

Im Lernpaket befindet sich auch ein NE555, das sich ideal in ein Modul verpacken lässt. Da es dieses Modul auch im Kosmos XN3000 gibt, habe ich die Kontaktbelegung kompatibel zu Kosmos ausgeführt. Da die Beschriftung teilweise bei Kosmos gegenüber dem Datenblatt abweicht, habe ich die Kosmos-Bezeichnungen auf dem Modul in Klammern angefügt. Da der 555 der wohl am meisten eingesetzte IC ist, spare ich mir die weitere Beschreibung.

Zum Test habe ich die Schaltung nach Kapitel 4.1 (Sensorgesteuerter Timer) aufgebaut. Der als Monoflop geschaltete NE555 wird durch einen Sensortaster angesteuert.

IMG_3165_n.jpg (40.95 KiB) 23581 mal betrachtet

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Gruß
Wolfgang

[wolfgang]

Wenn es um Sensoren geht, darf natürlich ein Temperatursensor nicht fehlen. Dem Lernpaket liegt ein NTC mit 4,7 kΩ bei 25°C bei. Auf einem kleinen Modul habe ich neben dem NTC noch einen Widerstand mit 47Ω/1Watt platziert um den NTC zu erwärmen.

Als Test habe ich die Schaltung nach 7.1 Wohlfühlthermometer nachgebaut, wobei ich den Messbereich erweitert habe.

Die Schaltungsteil auf der roten Aufbauplatte dient nur der PWM-Steuerung für den Heizwiderstand.

IMG_3660_n.jpg (61.31 KiB) 23340 mal betrachtet

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Gruß
Wolfgang

[13thFloor]

Hallo Wolfgang!

als ich gestern (unter Bedenken) einen Op Amp gegen eine IC-Fassung ausgetauscht habe, beschlich mich der Gedanke das es besser wäre eine neue Platine zu ätzen, statt ein originales Kosmos-Teil zu verstümmeln. Und nun sehe ich das Du hier Module baust die besser aussehen als die von Kosmos.

Die weißen Oberflächen mit der Beschriftung sehen super aus. Wie hast Du das gemacht? Tief in die Tasche gegriffen und die Platinen von einer Firma anfertigen lassen? Oder Drucker und Klebefolie?

Viele Grüße Tanja

[wolfgang]

Hallo Tanja,

meine Platinen fertige ich meistens aus Lochrasterplatinen. Das Rastermaß mit 2, 54 mm passt weitgehend auf das 15 mm Raster von Kosmos. Die Platinen hübsche ich dann mit einem passend bedruckten Aufkleber auf.

Die Idee von JL7 den Aufkleber mit Lack zu fixieren, habe ich für mich verworfen, da die Aufkleber teilweise transparent wurden.

Gruß
Wolfgang

[JeanLuc7]

Die Idee von JL7 den Aufkleber mit Lack zu fixieren, habe ich für mich verworfen, da die Aufkleber teilweise transparent wurden.

Transparent? Das ist natürlich doof. Wahrscheinlich hatte ich dann bloß Glück mit meinem Lack: Dupli-Color Colorspray Klarlack Matt Nr. 585050. Bei den aufwändigeren Platinen verwende ich inzwischen eine transparente dünne Klebefolie statt des Lacks.

Grüße, JL7

[TKRoth]

Ich drucke Etiketten immer auf Normalpapier und überklebe diese mit selbstklebender Bucheinschlagfolie. Das beklebte und ausgeschnittene Etikett dann mit Klebestift auf Platine kleben. Anschließen (nochmal) durchbohren und bestücken. Dadurch wird das Etikett dann auch fixiert.

Beispiel: Mein EES-System (siehe Wiki).

[wolfgang]

Transparent? Das ist natürlich doof. Wahrscheinlich hatte ich dann bloß Glück mit meinem Lack: Dupli-Color Colorspray Klarlack Matt Nr. 585050.

Ich habe Revel farblos glänzend Nr. 32101 verwendet. Das hatte ich noch zu Hause. Den Auftrag mit Pinsel konnte ich nicht gleichmäßig dünn durchführen. Dort wo die Farbe etwas zu viel ins Papier eingezog, wurde die Platine darunter sichtbar. Dieser Effekt hat auch noch mehrtägigem trocken angehalten.

Gruß
Wolfgang

[13thFloor]

@ Wolfgang

Könnte es sein das die Transparenz wieder verschwindet wenn der Lack getrocknet ist? Lochraster hatte ich verworfen, da es so aussah als ob das Raster nicht passen würde. Lochraster ist natürlich die einfachste Lösung, man kann damit ohne großen Aufwand Module bauen.

@TKRoth

Die Methode mit Papier und Bucheinschlagfolie ist preiswert, einfach und robust. Ich habe das benutzt als es noch keine PCs und Drucker gab, mit Tuschfüller und Schablone oder mit den Buchstaben zum Aufreiben. Unten ein Foto von einem inzwischen fast antiken Ladegerät für NiCd-Akkus, das ich damals intensiv benutzt habe. Irgendwann löst sich die Folie jedoch von der Oberfläche.

An alle:

Pinseln würde ich nicht, da die Tinte von Inkjet Druckern löslich ist und verwischen kann. Ich drucke auf einer selbstklebenden Folie, die ich anschließend mit Klarlack aus dem Baumarkt übersprühe. Die Folie heißt InkVinyl. Seit Jahren überlebt ein Aufkleber daraus auf meinem Briefkasten Wind und Wetter.

Unten ein Foto von der Folie als Frontplatte. Die Folie ist mit einem Inkjet bedruckt und mit Sprühlack überzogen.

Grüße Tanja

[wolfgang]

Könnte es sein das die Transparenz wieder verschwindet wenn der Lack getrocknet ist?

Ich habe 3 Tage gewartet, danach hatte sich noch nichts geändert. Ich vermute den gleichen Effekt, wie bei einem Öltropfen auf Papier. Dabei wird das Papier ebenfalls transparent. Da die Farbe selbst ja im Papier bleibt, ändert sich auch nichts am Effekt.

Pinseln würde ich nicht, da die Tinte von Inkjet Druckern löslich ist und verwischen kann.

Da ich einen Laserdrucker (nur SW) verwende, gab es d das Problem mit dem verwischen der Farben nicht.

Lochraster hatte ich verworfen, da es so aussah als ob das Raster nicht passen würde. Lochraster ist natürlich die einfachste Lösung, man kann damit ohne großen Aufwand Module bauen.

Das Rastermaß bei Kosmos beträgt 15 mm, bei der Lochrasterplatine kommt man auf 15,24 mm. Die Differenz liegt im normalen Toleranzbereich. Bis zur vier Reihen (= 45 mm) merkt man es fast nicht. Bei 5 Reihen (= 60 mm) muss man die Anschlüsse schon vorab etwas zurechtbiegen.

Gruß
Wolfgang

[13thFloor]

Hallo Wolfgang!

Ich habe im Web nach den Lötnägeln gesucht und nichts gefunden. Die Lötnägel die ich habe sind auf der kurzen Seite spitz und an der langen Seite abgerundet. Hast Du Deine Lötnägel abgefeilt oder gibt es die von Kosmos benutzten Lötnägel irgendwo zu kaufen? Oder heißen die Lötnägel gar nicht Lötnägel und ich finde deshalb nichts?

Grüße, Tanja

[Bambini]

Hallo Tanja!
Wenn man sich die Nägel von Kosmos genau anguckt sieht man ganz klar, dass da auch jemand nachträglich Hand angelegt hat. Ich tippe mal auf ein Schleifband...

Kosmos_Nagel.jpg (35.09 KiB) 23116 mal betrachtet

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[13thFloor]

Hallo Beat!

Die Riefen habe ich gesehen. Nie ist mir die Idee gekommen auf was die Riefen hinweisen. :? Das bedeutet das irgendwo hunderttausende von Lötnägeln zurecht geschliffen wurden. Welch eine Arbeit...

Gruß, Tanja

[TKRoth]

Ich verwende für mein neues System 'MMES' (viewtopic.php?f=26&t=1608, wird in Kürze fortgeführt), Messingnägel aus dem Modellbau (0,6x10mm oder länger).

[wolfgang]

Hallo Wolfgang!

Ich habe im Web nach den Lötnägeln gesucht und nichts gefunden. Die Lötnägel die ich habe sind auf der kurzen Seite spitz und an der langen Seite abgerundet. Hast Du Deine Lötnägel abgefeilt oder gibt es die von Kosmos benutzten Lötnägel irgendwo zu kaufen? Oder heißen die Lötnägel gar nicht Lötnägel und ich finde deshalb nichts?

Grüße, Tanja

Hallo Tanja,

ich verwende Messingstifte aus der Herstellung für Theaterschmuck. Meine Frau hat da mal eine große Menge Material geschenkt bekommen. Wo man die Beschaffen kann, kann ich leider nicht sagen.

Die original Lötnägel gibt es m. W. nicht. Hier im Forum wurden aber schon sehr viele verschiedene Möglichkeiten mit Erfolg ausprobiert oder zumindest besprochen:

- Die von dir beschriebenen Lötnägel von unten in die Platine gesteckt
- kurze Drahtstücke, teilweise zur Stabilität umgebogen und ins Nachbarloch gesteckt
- verchromte Stifte aus einer Haarbürste
- Messingnägel

An einen eigenen Thread zum Thema Lötnägel kann ich mich jetzt nicht erinnern, es gibt aber einige Beiträge und Bilder hier im Forum, die verschiedene Techniken im Einsatz zeigen. Suche dich mal durch die bebilderten Beiträge unter Elektronik/Computing Kosmos.

Gruß
Wolfgang

[13thFloor]

Hallo Wolfgang!

Dein Material für Theaterschmuck in geschenkter Form ist eine unschlagbare Resource. Es gibt hier in Köln mindestens ein Geschäft das solche Materialien führt. Nur gekauft ist das vermutlich teurer als eine Schachtel mit Messingnägeln. Die Idee mit der Haarbürste hört sich gut an, da eine Bürste die Stifte für zig Module liefert. Die Frage ist ob sich die Stifte dann löten lassen.

Zunächst werde ich Lötnägel nehmen, die spitze Seite ein wenig kürzen und mit dem Kragen von der Lötseite her einlöten. Also genau anders herum als die Kosmos Originale.

Grüße, Tanja

[TKRoth]

Guck da: http://www.hobby-lobby-modellbau.com/on ... -----.html

[13thFloor]

TKRoth war schneller mit den Nägeln. Die Dinger vom Theaterschmuck heißen "Nietstifte". Ich habe ein Tütchen mit 20 Stück für 1,29 gekauft.

[wolfgang]

Hallo Tanja,

jetzt weiß ich endlich das die Dinger Nietstifte heißen. Meine sind etwas kürzer und aus Messing und nicht so edel wie Deine. Dafür bin ich überrascht wegen des Preises. Ein Päckchen ist jetzt nicht so teuer, aber die Menge die ich habe, da kommt schon einiges an Geld zusammen .

Gruß
Wo

[13thFloor]

...aber die Menge die ich habe, da kommt schon einiges an Geld zusammen

Jetzt wissen wir warum Kosmos die Lötnägel selbst abgeschliffen hat.

Gruß, Tanja

[Ingo63]

Hallo Tanja,
auch ich habe ein eigenes System für Kosmos. Ich setze in die Pinlöcher Rohrnieten oder Aderendhülsen ein in die der Nietstift oder Messingnagel verlötet wird. Durch die Rohrniet oder Aderendhülse begrenze ich auch die Einstecktiefe der Module, was bei komplexen Modulen schon mal wichtig ist um keinen Kurzschluss zu produzieren. Aber auch hier kann ich nur sagen: "Alle Wege führen nach Rom" und solange System funktionieren ist alles OK.

[wolfgang]

Während an anderer Stelle hier im Forum ein großes und tolles Platinen-, Handbuch-, Experimenteprojekt entsteht, habe ich eine weitere kleine Platine auf Lochraster zusammengelötet:

Im Lernpaket Sensortechnik befindet sich ein LM386. Meistens wird er als Schwingungserzeuger für Warntöne eingesetzt. Getestet habe ich ihn auch in dieser Beschaltungsart gemäß Kapitel 2.12 "Der integrierte Audio-Verstärker LM386".

Auf der Platine sind die 8 IC-Anschlüsse herausgeführt. Die Versorgungsspannung hat einen Puffer-Elko mit 100µF erhalten. Da der Ausgang in den meisten Fällen ebenfalls einen Elko braucht, habe ich ihn in der Größe von ebenfalls 100µF vorgesehen. Sollte der Elko mal stören, ist der Ausgang direkt über einen Lötnagel erreichbar.

IMG_3658_n.jpg (53.02 KiB) 22895 mal betrachtet

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[wolfgang]

In den Kapitel 10.2 und 10.3 soll ein Drucksensor aufgebaut werden. Ein Stück ESD-Schaumstoff soll dabei bei Druck den Widerstandswert ändern.

Ich habe den Versuch 10.3 "Waage mit Bargraph" mit dem im Lernpaket mitgelieferten Schaumstoff aufgebaut. Ich konnte so fest auf den Schaumstoff drücken wie ich wollte, die Anzeige hat sich nicht geändert. Bei der Fehlersuche konnte ich feststellen das der mitgelieferte Schaumstoff auch bei noch so festem drücken nicht unter 20MΩ kommt - Ohmmeter war im höchsten Messbereich immer auf Messbereichsüberlauf. Also habe ich verschiedene Schaumstoffe getestet. Das Ergebnis, alle festen Schaumstoffe sind für diesen Versuch ungeeignet, nur die sehr weichen Schaumstoffe haben niedrige Werte, die sich beim Drücken ausreichend verändern. Nach dem Anpassen des 100kΩ-Widerstandes auf 220kΩ hat sich die Anzeige dann tatsächlich wie im Handbuch beschrieben durch auflegen von Münzen verändert. Wie im Handbuch beschrieben, ist die Anzeige aber wenig genau.

Aufbau "Waage mit Bargraph"

IMG_3935_n.jpg (76.74 KiB) 22841 mal betrachtet

Aufbau "Waage mit Bargraph"

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Messung mit "Waage mit Bargraph"

IMG_3936_n.jpg (78.6 KiB) 22841 mal betrachtet

Messung mit "Waage mit Bargraph"

IMG_3936_n.jpg (78.6 KiB) 22841 mal betrachtet

[13thFloor]

Hallo Wolfgang!

Was ist mit "ungenau" gemeint? Der Schaumstoff? Die Balkenanzeige gibt ohnehin keinen Zahlenwert an, zeigt nur mehr oder weniger Druck.

Viele Grüße,

Tanja

[wolfgang]

Hallo Tanja,

mit "ungenau" habe ich den Messwertaufnehmer, als den Schaumstoff gemeint. Die Werte sind nur begrenzt reproduzierbar, soll heißen wenn ich mehrere Messungen mit dem gleichen Gewicht mache, kommen unterschiedliche Ergebnis dabei heraus.

Der Aufbau dient daher nur einer kostengünstigen - und damit für Experimentierkästen geeigneten - Darstellung eines Druckaufnehmers und nicht eines praktisch verwertbaren Aufbaus. Wie schon geschrieben wird im Handbuch auf darauf hingewießen.

Gruß
Wolfgang