Kategorie: Allgemein

UPDATE: Vom Overload-Stromsensor zur elektronischen Sicherung, Teil I und II

Thomas Schaerer

Dieser Elektronik-Minikurs besteht aus zwei Teilen, bzw. aus zwei Links. Der erste Teil befasst sich damit, dass man keine kostspieligen Rail-to-Rail-Opamps benötigt, wenn man auf der Leitung der positiven Betriebsspannung den Strom detektieren möchte mittels eines Opamp in der Funktion als Komparator. Ein echter Komparator käme auch in Frage, ist aber nicht nötig. Warum dies möglich ist, liest man ausführlich im Theorie-Teil. Ebenso wird angedeutet, dass dies auch für eine negative Betriebsspannung gilt. Der Unterschied der verwendbaren Lowcost-Opamps liegt in deren Eingangsbeschaltung. Man beachte das Titelbild vor dem Weiterlesen…

Bild 1: Wenn der Strom von +Ue via Rs nach +Ua so klein ist, dass die Spannung über Rs niedriger ist als die Flussspannung der Schottky-Diode SD, erzeugt Opamp A an Uc eine Spannung von beinahe 0V (GND). Der umgekehrte Fall tritt ein, wenn der Strom soweit ansteigt, dass die Spannung über Rs die Flussspannung von SD überschreitet. Da schaltet Uc auf beinahe +Ue. Diese Logik-Steuerspannung Uc (c = control) eignet sich grundsätzlich für beliebige Anwendungen. Hier geht es um eine elektronische Sicherung.

Bild 2: Nachteilig in Bild 1 ist, dass die Spannungsreferenz nicht deutlich niedriger ist als die Flussspannung von SD (~0.2V), weil bei der Detektion eines hohen Stromwertes setzt es für Rs einen Leistungswiderstand voraus. Dazu kommt, dass  die Spannung +Ua deutlich stromabhängig ist und der Maximalstrom ist nicht einstellbar. Abhilfe schafft die einfache Konstantstromquelle aus R1, R2, T und LED. Die Temperaturdrifts von T und LED kompensieren sich ausreichend genug für diese Anwendung, jedoch nicht für eine präzise Strommessung. Mit dem Trimmpot P kann man die Schaltschwelle (maximaler Strom) calibrieren. Mit dieser Methode kann man leicht im 10-mV-Bereich verlustarm arbeiten. NEU: Es wird abschliessend in Teil 2 noch eine alternative Lösung mittels Bandgap-Referenzspannung vorgestellt.

Bild 3: Hier kommt die Stromsensor-Schaltung von Bild 2 mit dem Unterschied zum Einsatz, dass die Eingänge von Opamp A vertauscht sind. Uc ist beinahe +Ub im Betriebszustand und wird beinahe 0V (GND) zum Auslösen der Sicherungsfunktion. Das Relais unterbricht den Stromkreis. Nach der Beseitigung von Überlast oder Kurzschluss an +Ua, setzt man mit der Taste EIN die Schaltung wieder in Betrieb und das Relais schaltet ein. Anstelle eines Relais ist NEU! auch ein Power-MOSFET eine Option. Dazu und alles Andere (z.B. dimensionierbare Trägheit), detailliert beschrieben, in den folgenden beiden Links. Man beginnt mit den theoretischen Grundlagen in Teil 1 und man fährt fort mit der praktischen Anwendung in Teil2.

Gruss Euer
ELKO-Thomas

Elektronik-Minikurse: Diverse technische Infos

Thomas Schaerer

Meist findet man meine Elektronik-Minikurse direkt via Suchmaschine. Ein gewisser Nachteil besteht darin, dass man das Inhaltsverzeichnis (die Index-Seite) nicht zu sehen bekommt. Grundsätzlich ist das vorteilhaft, weil man sogleich am Ziel ist. Will man trotzdem das Inhaltsverzeichnis besuchen, ist das kein Problem, weil im Header aller Minikurse hat man per Link den direkten Zugriff zum Inhaltsverzeichnis. Zusätzlich hat es Links zur Philosophie der Minikurse, zum Thema Leserfragen und zu einem Vorwort mit dem Titel „Simulieren und Experimentieren“. Und, last but not least, gibt es das Kapitel „Diverse technische Infos“.

In diesem Kapitel gibt es Infos, die z.T. viele Minikurse betreffen, wie z.B. Hinweise zu den Spannungsangaben und zur DC-Entkopplung. Darauf folgen Hinweise zu positivem und negativem Strom in Bezug zu Stromsenken und Stromquellen. JFETs spielen eine bedeutende Rolle. Sehr beliebt ist der BF245 (A bis C) bis er obsolet erklärt wurde. Es gibt Alternativen, genauer erklärt in einem Minikurs.

Neu ist das Kapitel „(Trimm-)Potentiometer, optimal eingesetzt“. Realisiert man das Potmeter als variablen Widerstand, empfiehlt es sich aus Gründen der Betriebssicherheit den Schleifer-Anschluss mit einem der Fixanschlüsse zu verbinden. Warum dies so ist und warum diese Verbindung dort sein sollte, wo die Impedanz am niedrigsten ist, z.B. GND, informiert dieser aktuelle Beitrag:

Gruss und viel Spass
Euer ELKO-Thomas

Elektronik-Fibel

NEU: Die 7. Auflage der Elektronik-Fibel ist lieferbar

Patrick Schnabel

Das Warten hat ein Ende. Die Elektronik-Fibel ist jetzt in der 7. aktualisierten Auflage als gedrucktes Buch, eBook oder PDF-Datei erhältlich.

  • Elektronik – Einfach und leicht verständlich
  • Nachschlagewerk für den Unterricht und die Ausbildung
  • Stressfreier Lernen auf Klassenarbeiten, Klausuren und Prüfungen

Elektronik muss nicht schwer sein. Die Elektronik-Fibel beschreibt die Grundlagen der Elektronik einfach und leicht verständlich, so dass der Einstieg in die Elektronik so einfach wie möglich gelingt.

Die Elektronik-Fibel eignet sich besonders zum Lernen auf Klassenarbeiten, Klausuren und Prüfungen oder als Nachschlagewerk für die Schule und Ausbildung.

Mit den vielen grafischen Abbildungen, Formeln, Schaltungen und Tabellen dient diese Buch dem Einsteiger und auch dem Profi immer und überall als unterstützende und nützliche Lektüre.

Mehr Informationen und Bestellen

Kennzeichnung elektronischer Bauteile

Patrick Schnabel

In Schaltplänen und Schaltzeichnungen findet man in der Regel neben den Symbolen der elektronischen Bauelemente einen Buchstaben, mit dem ein Bauelement gekennzeichnet ist. Nun ist es so, dass es eine feste Zuordnung von Kennzeichen (Buchstaben) und Bauelementen gibt. Für die Kennzeichnung von elektronischen Bauteilen gibt die Normen DIN EN 81346-2 aus dem Jahr 2010 und die alten Normen DIN 40719-2 von 1978 bzw. DIN EN 61346-2 von 2000.

Weil es Schaltpläne gibt, die nach den alten Normen erstellt wurden und die auch nicht mehr geändert werden, muss der Elektroniker heute die alten Normen und die aktuelle Norm beherrschen. Gleichzeitig muss man mit verschiedenen Kennzeichnungssysteme in Lehre und Ausbildung leben.

Die Fragestellung, die ich gerne diskutieren will ist, an welche Norm man sich aktuell halten sollte?

Und vor allem, wie eng sollte man sich in der Lehre und Ausbildung daran halten?

Eine kurze Einführung zur Indexseite meiner Elektronik-Minikurse

Thomas Schaerer

Meine Elektronik-Minikurse werden zur Hauptsache mittels Suchmaschine erreicht. Die Leichtigkeit des Findens ist begründet in der hohen Google-Sensivität des Elektronik-Kompendium (das ELKO) und damit betrifft dies auch meine Elektronik-Minikurse.

Wenn man stets auf diese Weise zielorientiert Elektronik-Minikurse erreicht, kann es leicht geschehen, dass man den Header übersieht, obwohl jeder Elektronik-Minikurs den selben Header, mit den selben informativen Links, enthält. Dies passiert deshalb so leicht, weil man auf ein Thema fixiert ist. Dieser Beitrag soll auf diesen Header und auch auf die Indexseite mit der grossen Übersicht zu weiteren Elektronik-Minikursen hinweisen, die z.T. ebenfalls zum interessierten Thema passen. Mehr dazu und zu zwei Spezialthemen in diesem Beitrag hier:

Gruss Euer
ELKO-Thomas

2. Auflage von Operationsverstärker und Instrumentationsverstärker

Patrick Schnabel

Seite Mitte August gibt es die 2. Auflage des Buches „Elektronik-Workshop: Operationsverstärker und Instrumentationsverstärker“. Dazu hat Thomas Schaerer seine Sammlung von Minikursen rund um Operationsverstärker vollständig überarbeitet und erweitert.

Dieses Buch ist nicht einfach nur ein Buch, sondern ein Elektronik-Workshop. Denn es gibt was zu tun. Dieser Elektronik-Workshop ist eine Sammlung von Minikursen zum Thema Operationsverstärker und Instrumentationsverstärker, die auf der Webseite von Elektronik-Kompendium.de von Thomas Schaerer veröffentlicht sind.

In praxisbezogenen Minikursen wird der Vielseitigkeit des Operationsverstärkers Ausdruck verliehen. Mit einer Einführung in das Thema Operationsverstärker und zusätzlich vertiefenden und erweiterten Erklärungsansätzen.

Die neue 2. Auflage dieses Buches ist bis zum 30.9.2014 zum Einführungspreis von nur 19,90 Euro erhältlich.

Jetzt bestellen

NEU: Die 6. Auflage der Elektronik-Fibel

Patrick Schnabel

Elektronik-Fibel

Es ist soweit. Die Elektronik-Fibel ist in der 6. überarbeiteten Auflage erschienen.

Dazu habe ich in den letzten Monaten die Themengebiete Elektronik Grundlagen, Bauelemente, Schaltungstechnik und Digitaltechnik überarbeitet. Besonderen Wert habe ich auf verständliche Beschreibungen von Bauelementen und Schaltungen gelegt. So gehen einige Themen deutlich mehr ins Detail.

Bei dieser Gelegenheit habe ich auch die Elektronik-Fibel auf den neusten Stand gebracht. Neben den vielen neuen Details habe ich unwichtiges gestrichen. So ist nur noch das in der Elektronik-Fibel, was wirklich wichtig ist.

20 Jahre DE.SCI.ELECTRONICS

Thomas Schaerer

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Es ist nur möglich auf der Hauptseite des ELKO das begleitende Titelbild zum folgenden Text zu sehen. Damit dies im Newsletter auch möglich ist, öffne man im Web-Browser den folgenden Link:

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‚de.sci.electronics‘ ist die deutschsprachige Elektronik-Newsgruppe des Usenet. Martin Huber und ich haben ‚de.sci.electronics‘ vor 20 Jahren Jahren gemeinsam ins Leben gerufen. Nach all den Prozeduren, welche die Vorbereitungsphase zu durchlaufen hatte, wurde ‚de.sci.electronics‘ am Montag den 7. Februar 1994 um 17:09:04h durch einen dafür zuständigen Administrator eröffnet.

Was diese Vorbereitungsphase beinhaltet, ist Teil dieser speziellen Beilage zu meinen Elektronik-Minikursen. Diese Vorbereitungsphase ist im Detail soweit mit notwendigen Links erklärt, dass jedermann/frau in der Lage ist, selbst eine Usenet-Newsgruppe zu irgend einem Thema ins Leben zu rufen. Auch heute ist das noch möglich. Dass sich das lohnen kann, beweist ‚de.sci.electronics‘, die bis heute sehr aktiv geblieben ist.

Dies alles konnte man bisher lesen und ebenso meine persönliche Internetgeschichte, die eng mit der Entstehung von ‚de.sci.electronics‘ zusammenhängt. Um das Jahr 1992/93 kam ich beruflich erstmals mit dem Internet in Kontakt. Das war eine Zeit in der man sich kaum vorstellen konnte was aus dem Internet einmal werden wird. Neben dem E-Mailing bestand mein Umgang zur Hauptsache mit Usenet-Newsgruppen die mich interessierten, dem Informationssystem Gopher und in der Zeit der Morgendämmerung des World-Wide-Web benutzte ich den reinen textbasierten Browser Lynx, zu deutsch der Luchs, – den es übrigens auch heute noch gibt.

Es werden auch Nebenschauplätze erwähnt, wie z.B. der beeindruckend fantastische Meteoriteneinschlag in die Jupiteratmosphäre und wie ein heute offiziell in Vergessenheit geratenes Computersystem viel dazu beigetragen hat das MAUS-Net entstehen zu lassen, wo es die sehr gute Elektronik-Newsgruppe ‚maus.technik.elektronik‘ gab. Leider gab, weil da läuft schon seit vielen Jahren praktisch nichts mehr.

Selbstverständlich gibt es auch eine Gegenüberstellung zwischen dem ELKO-Forum und ‚de.sci.electronics‘. Beide haben ihre Stärken und Schwächen. In einer Sache ist das ELKO-Forum der klare Sieger, in einer ganz andern ist es ‚de.sci.electronics‘. Was es ist, das verrate ich hier nicht. Ich verrate nur soviel, das ELKO-Forum und ‚de.sci.electronics‘ sind keine Konkurrenten. Sie ergänzen sich.

Aus ‚de.sci.electronics‘ entstand die beliebte ‚de.sci.electronics-FAQ‘. Da werden viele Fragen beantwortet die immer wieder gestellt werden und es gibt eine Menge Ratschläge zur Entwicklung von Schaltungen mit vielen Links. Man erreicht diese ‚de.sci.electronics-FAQ‘ mit jeder beliebigen ELKO-Seite ganz oben rechts: Einfach DSE-FAQ anklicken.

Viel Spass beim Lesen des folgenden Spezialbeitrages zu meinen
Elektronik-Minikursen:

Gruss Euer
ELKO-Thomas

Schalten und Steuern mit Transistoren II

Thomas Schaerer

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Es ist nur möglich auf der Hauptseite des ELKO das begleitende Titelbild zum folgenden Text zu sehen. Damit dies im Newsletter auch möglich ist, öffne man im Web-Browser den folgenden Link:

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Das Thema dieses Elektronik-Minikurses ist das praxisbezogene Erlernen einer einfachen Transistorschaltung mit bipolaren Transistoren zum schnellen Schalten von Spannungen mit kleinen Strömen. Man kann universelle Transistoren einsetzen, die hauptsächlich für niederfrequente analoge Anwendungen (Verstärker, Filter) gedacht sind, sofern die niedrige Schaltgeschwindigkeit genügt. Was bei diesen NF-Transistoren täuscht, ist die oft hohe Transitfrequenz von mehr als 100 MHz. Man denkt da leicht, das sind ja weniger als 10 ns und damit lässt sich leicht auch ein schnelles Ein- und Ausschalten von Spannungen realisieren. Aber ganz so einfach ist das nicht. Da muss man schon Transistoren suchen, welche Wertangaben in den Einschalt- (Turn-On-Time), Speicher- (Storage-Time) und Ausschaltzeiten (Turn-Off-Time) enthalten und diese Werte müssen, wenn notwendig, im 10ns-Bereich oder sogar deutlich darunter liegen.

Es gibt zwei Probleme mit denen man sich betreffs hoher Schaltgeschwindigkeit auseinandersetzen muss. Es ist der Sättigungseffekt, den es zu vermeiden gilt und es ist die Millerkapazität, die man kompensieren muss. Ob man überhaupt solche Transistorschaltungen einsetzen will, ist abhängig von der Anwendung. Gibt es eine solche Einheit nur einmal in einer Schaltung, kann sie sich eignen, sonst lohnt es sich nach passenden ICs Ausschau zu halten. Ein schneller Komparator kann durchaus zweckmässig sein oder eine passende Treiberschaltung, bei der es gleich mehrere Einheiten in einem Gehäuse gibt. Aber das ist hier nicht das Thema. Hier geht es um Grundlagen, die leicht in eine Transistorschaltung umsetzbar sind.

Gruss
Euer ELKO-Thomas