Elektronik

Mobiler Eigenbauroboter mit Arduino - Aufbau und Programmierung

Die im Buch beschriebene Roboter­platt­form ent­stand im Zusammen­hang mit der Schüler­projekt­woche des Martin-Andersen-Nexö-Gymnasiums (MANOS) in Dresden. Im Rahmen dieser Projekt­woche werden seit 2010 am Institut für Regelungs- und Steuerungs­theorie der Technischen Universität Dresden Schüler­praktika zur Linien-Folge-Regelung eines mobilen Roboters durch­geführt.

Audioverstärker mit Röhrenvorstufe - Einfache Schaltungen zum Selberbauen

Vollständig mit Röhren bestückte Verstärker sind sowohl schaltungstechnisch als auch mechanisch sehr aufwendig. Ein konzeptionell wie technisch interessanter Kompromiss ist die Verknüpfung einer Röhrenvorstufe mit einer transistorisierten bzw. integrierten Endstufe. Dieser Ansatz, der auch bei etlichen kommerziellen Geräten umgesetzt wurde, bildet den Schwerpunkt dieses Buches. Die beschriebenen Röhrenvorstufen können natürlich auch leicht mit anderen Verstärkern kombiniert werden.

Radiobasteln mit Elektronenröhren - Detektorempfänger und Audionschaltungen

In der ersten Hälfte des letzten Jahrhunderts waren Elektronenröhren die bestimmenden Bauteile der Elektronik und haben Rundfunk- bzw. Fernsehtechnik geprägt. Obwohl Röhren in nahezu allen Anwendungsbereichen durch Transistoren verdrängt wurden, üben Elektronenröhren auch heute noch eine große Faszination auf Bastler und Anwender aus. Mit dem vorliegenden Buch wird Bastelfreunden die Möglichkeit geben, sich mit einfachen Radio- bzw. Röhrenschaltungen vertraut zu machen.

Simulation eines einfachen UKW-Mischers

In angegebenen Literatur wurde u.a. ein einfacher UKW-Konverter für MW-Empfänger vorgestellt. Die Schaltung arbeitet mit einem Quarzoszillator, welcher eine Rechteckschwingung mit der festem Frequenz von fQ=4,9152 MHz bereitstellt. Die Mischstufe weist hinsichtlich des Arbeitspunkte eine experimentell bestimmte, aber unübliche Schaltungskonfiguration auf (Betrieb am Ende des Spannungsbereichs). Zum besseren Verständnis wurde die Schaltung mit dem Open-Source-Programm Qucs simuliert.

KW- und UKW-Konverter für Mittelwellen-Radiobausätze

Auch nach der Abschaltung der letzten deutschen Mittelwellensender mit Jahreswechsel 2015/2016 sind nach wie vor verschiedene Bausätze für MW-Radios im Handel. Diese Bausätze basieren in der Regel auf dem AM-Empfangsschaltkreis TA7642, der weder für KW- noch für UKW-Empfang ausgelegt ist. Im u.g. Beitrag wird gezeigt, wie man derartige MW-Radios zu einem KW- bzw. UKW-Radio erweitern kann.

Einsatz eines mobilen Roboters beim Schülerpraktikum

Das Institut für Regelungs- und Steuerungstheorie der TU Dresden führt seit 2010 in Kooperation mit dem Martin-Andersen-Nexö Gymnasium Dresden (Gymnasium mit vertieftem mathematisch-naturwissenschaftlichem Profil) Schülerpraktika durch, um Schüler an das methodische Arbeiten an einer Universität heranzuführen und so für ein etwaiges Studium an der TU Dresden zu motivieren.

Adventskalender 2014

Der Adventskalender 2014 von Conrad befasst sich mit verschiedenen Leuchtdioden (LEDs). Im Folgenden werden dazu Schaltungsmodifikationen bzw. -erweiterungen vorgeschlagen.

Hybridverstärker mit Niederspannungsröhre EF98 und IC TDA7052A

Der IC TDA7052A ist ein 1W-NF-Verstärkerschaltkreis. Die maximale Verstärkung wird mit 35,5dB angegeben, was einem Verstärkungsfaktor von ca. 60 entspricht. Der Schaltkreis verfügt über eine integrierte Lautstärkeeinstellung. Der Nachteil dieses Schaltkreises liegt in der vergleichsweise niedrigen Eingangsimpedanz von ca. 20 kΩ. Zur Anhebung des Eingangswiderstandes wurde dem Verstärker ein Kathodenfolger mit der Niederspannungsröhre EF98 vorgeschaltet.

Stereoverstärker mit ECC82-Vorstufe

Der unten abgebildete Verstärker kombiniert den bei Conrad angebotenen 2 x 10 W Stereo-Verstärker-Bausatz mit einer Röhrenvorstufe. Dabei kommt die auch für niedrige Anodenspannungen geeignete Doppeltriode ECC82 zum Einsatz, so dass für beide Kanäle (rechts und links) je eine Triode zur Verfügung steht. Die Trioden werden in Kathodenbasisschaltung betrieben. Die Versorgungsspannung der Schaltung beträgt 12V.

Elektrische Klingel im Eigenbau

Eine elektromechanische Klingel ist heutzutage kaum noch zu finden. Der Nachbau einer Klingel ist nicht sehr kompliziert, da etliche Bauanleitungen in der einschlägigen Literatur zu finden sind [1-3]. Man benötigt eine Spule als Elektromagneten. Hier bietet es sich beispielsweise an, die Spule aus einem alten Relais auszubauen. Als Resonanzkörper kann man die Metallglocke einer Fahrradklingel verwenden.

Komplementärblinker mit Glühlämpchen

Vor vielen Jahren hatte ich eine komplementäre Blinkschaltung aus dem Elektronikbastelbauch von Hagen Jakubaschk [1] nachgebaut. In Verbindung mit einem Helligkeitssensor funktionierte die Schaltung mit einer einzigen Flachbatterie über mehrere Wochen.

Wechselblinker mit Glühlämpchen

Im Funkamateur 5/2014 erschien kürzlich ein Beitrag über das Leben und Wirken von Hagen Jakubaschk [1]. In einem zweiten Beitrag des gleiches Heftes wurden einige der von Hagen Jakubaschk veröffentlichten Schaltungen hinsichtlich heute üblicher Bauteile angepasst. Dabei durfte ein Wechselblinker auf Basis eines astabilen Mulivibrators nicht fehlen.

Aufbau des KW-Retro-Radio-Bausatzes

Der folgende Beitrag befaßt sich mit dem Aufbau des KW-Retro-Radios, welches von Conrad angeboten wird. Die Inbetriebnahme habe ich abweichend von der mitgelieferten Anleitung vorgenommen. Mit dieser Variante der Inbetriebnahme kann man schrittweise die Funktion überprüfen.

Simulation einer Klangwaage mit Qucs

Eine Klangwaage ist ein spezieller Klangregler, bei dem man mit einem einzigen Potentiometer zwischen Höhen- und Tiefeneinstellung wechseln kann. Die in Anlehnung an [1] entworfene Schaltung besteht aus zwei (dynamischen) Spannungsteilern, wobei einer als Hochpass und der andere als Tiefpass agiert. Mit einem Potentiometer kann man zwischen diesen Ausgangsspannung überblenden. Diese Schaltung wird auch in [2] zusammen mit der Doppeltriode ECC82 eingesetzt.

Nachtbeleuchtung für das Kinderzimmer

Die Anregung zu diesem kleinen Projekt stammt aus [1]. Die Stromversorgung erfolgt über 3 R6-NiMH-Akkus (AA). Zuerst kam eine  Glühlampe mit 3,5 V und 0,2 A zum Einsatz. Mit dieser Glühlampe erzielt man eine gute Helligkeit, im Dauerbetrieb halten selbst Akkus mit einer Nennkapazität om Bereich 2,5-3 Ah kaum eine Nacht durch. Daher wurde später eine 3,8 V-Glühlampe mit einer Stromaufnahme von 0,07 A verwendet, wodurch man auch Akkus mit 1100 mAh nutzen kann.

Klangregler für Röhrenverstärker: Tiefeneinstellung

Die folgende Schaltung aus [1] dient zur Einstellung der Tiefen (Bass) und ist für Röhrenvorstufen in NF-Verstärkern vorgesehen. Gegenüber der Mitteleinstellung des Potentiometers, bei der ein exakt konstanter Frequenzgang mit der "Verstärkung" 0,5 (d.h. einer Dämpfung um Faktor 2) vorliegt, können die tiefen Töne sowohl angehoben als auch gedämpft werden. Für ω→∞ kommt man unabhängig von der Potentiometerstellung auf den Verstärkungsfaktor 0,5. Diese Schaltung findet in [2] zusammen mit einer aktiven Röhrenstufe zur Höheneinstellung Anwendung, wobei auf die UKW-Doppeltriode UCC85 zurückgegriffen wurde.

Klangregler für Röhrenverstärker: Höheneinstellung

Die folgende Schaltung aus [1] dient zur Einstellung der Höhen. In ihrer sehr hochohmigen Ausführung ist die Schaltung für Röhrenverstärker vorgesehen. In der Mitteleinstellung des Potentiometers hat man einen exakt konstanten Frequenzgang mit dem Dämpfungsfaktor 2. Für ω→0 erhält man den Verstärkungsfaktor 0,5. Die Höhen können gegenüber dieser Bezugseinstellung sowohl angehoben als auch gedämpft werden.

Detektor mit NF-Verstärker auf Basis des Sperrschicht-FET BF245

Erweitert man einen Detektorempfänger um eine NF-Stufe, so lässt sich bei Einsatz eines Sperrschicht-Feldeffekttransistors eine hohe Eingangsimpedanz der Verstärkerstufe realisieren. Der Schwingkreis wird dadurch weniger belastet, was auch der Trennschärfe zugute kommt. Derartige Schaltung sind beispielsweise in [1] und [2, Abschnitt 2.1] zu finden.

Detektorempfänger mit einstufigem Transistorverstärker

Die nachfolgend angegebene Detektorschaltung mit einstufigen Transistorverstärker wurde durch [1] inspiriert. Im Unterschied zu den damals üblichen hochohmigen Kopfhörern sind heutzutage niederohmiger Kopfhöher mit einer Impedanz von 32 Ω üblich. Daher wurde eine Impedanzanpassung mit einem Tonfrequenzübertrager der 100 V-Technik vorgenommen. Der Transistorverstärker mit dem npn-Transistor BC547 wird in Emitterschaltung mit Spannungsgegenkopplung betrieben.

Detektorempfänger mit Villard-Verdopplerschaltung und Trafo

Detektorempfänger lassen sich auch mit der Villard-Verdopplerschaltung aufbauen. In [1, Abb. 2.27] wurden dazu zwei Dioden der Allstrom-Röhre UABC80 verwendet. Der untengezeigte Aufbau nutzt zwei ältere Halbleiterdioden OA685 in Verbindung mit einem Übertrager zur Impedanzanpassung an einem 32Ω-Stereokopfhörer.

HF-Drossel mit Spulenkörper T1.4

Der Spulenkörper T1.4 ist für den Frequenzbereich von 1 MHz bis 15 MHz vorgesehen. Der Spulenkörper wird in [1] bei zahlreichen Schaltungen eingesetzt. Die Induktivitätskonstante (AL-Wert) beträgt ca. 5 nH pro Windungsquadrat. Damit ergeben sich in Abhängigkeit von der Windungszahl folgende Induktivitätswerte:

Nichtselektive HF-Vorstufe mit der Batterieröhre DF91 (1T4)

Ein Empfänger mit Batterieröhren sollte auch ohne Erdung und längere Antenne funktionieren. Bei Geradeausempfängern ist dazu die Demodulationsstufe um eine HF-Vorstufe zu ergänzen. Die nachfolgende Abbildung zeigt einen Schaltungsvorschlag für eine nichtselektive HF-Vorstufe [1].  Man spricht dabei auch von einer aperiodischen Vorstufe. Der Vorteil gegenüber einer selektiven Vorstufe liegt darin, dass der aufwendige Abgleich der zwei Schwingkreise entfällt. Als HF-Verstärkerröhre wird die DF91 (Äquivalenztyp: 1T4) eingesetzt. Die Triode der DAF91 bzw. DAF96 ist hierfür nicht geeignet, da sie nur für den Einsatz in NF-Verstärkern ausgelegt ist [2]. Die angegebene Schaltung lässt sich leicht um eine Entdämpfung erweitern [1, S. 59].

Detektorempfänger mit Graetzbrücke und Trafo

Ein Detektorempfänger läßt sich auch mit einem Vollweggleichrichter aufbauen. Die nachfolgend verwendete Brückenschaltung ist auch unter der Bezeichnung Graetzschaltung oder Graetzbrücke bekannt. Als Dioden wurden vier Germaniumdioden des Typs OA685 aus Altbeständen eingesetzt.

Detektorempfänger mit Verdopplerschaltung und Trafo

In Ergänzung zu den in [1] angegebenen Detektorschaltungen wird eine Verdopplerschaltung mit der Impedanzanpassung über einen Trafo erprobt. Ein ähnlicher Detektorempfänger (ohne Trafo) wurde in [2, S. 39] unter der Bezeichnung "Vollwegdemodulator" vorgestellt. Tatsächlich handelt es sich um eine doppelte Einweggleichrichtung, die auch als Spannungsverdopplerschaltung nach Greinacher bzw. Delon bekannt ist [1, S. 36].

Detektorempfänger mit Trafo zur Impedanzanpassung

Die heute üblichen Kopf- bzw. Ohrhörer sind aufgrund ihrer niedrigen Impedanz von typischerweise 32Ω nicht für den direkten Anschluss an  Detektorschaltungen geeignet. Mit einem Übertrager lässt sich eine Impedanzanpassung vornehmen. Im einfachsten Fall setzt man dazu einen 6V-Klingeltrafo ein. Die verwendete Gleichrichterschaltung nennt man Einweggleichrichter oder auch Halbwellengleichrichter.

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