Mit Brick’R’knowledge von der Röhre bis zum Mikrocontroller (Buch)

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Brick ’R’ knowledge
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Brick ’R’ knowledge (Buch) • ISBN 978-3-9817844-0-4

Mit Brick’R’knowledge von der Röhre bis zum Mikrocontroller (Buch)
ein Überblick von Burkhard Kainka & Jörg Schreiber

Farbe, 228 Seiten, 148 x 210 mm, über 300 Abbildungen, Softcover

Die ersten 500 Bestellungen werden wahlweise mit Widmung von Jörg Schreiber versehen.
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Gewidmete Bücher sind vom Umtausch ausgeschlossen.

--------------------------------------------- Der Erfinder von Brick’R’knowledge über dieses Buch ---------------------------------------------

Brick’R’knowledge ermöglicht es auf einfache Weise mit kleinen modularen Bau-steinen elektronisches Wissen weiterzugeben und Experimente durchzuführen. In diesem Buch wird das noch erweitert, indem eigene Bausteine entwickelt werden, um bestimmte Funktionalitäten realisieren zu können. Hierzu wurde der Begriff „brickifizieren“ eingeführt.

Durch Hinzufügen weniger neuer Elemente kann bereits eine Vielzahl zusätzlicher Experimente durchgeführt werden. Man packt das Wissen dabei in kleine Container. Durch das Entwerfen neuer Bricks lässt sich der korrekte Umgang mit elektronischen Bauteilen schnell und einfach realisieren, ohne dass, wie sonst üblich, die ganze Schaltung aufwendig zusammengelötet werden muss.

So kommt man vom einfachen Messinstrument bis zu Anwendungen mit Prozessoren, die das entwickelte System steuern. Auch die Röhrentechnik kommt in diesem Buch nicht zu kurz. Sie wird heute nicht nur bei nostalgischen Röhrenverstärkern verwendet, sondern auch im industriellen Einsatz, wenn es um Leistung geht.

Röhren sind bei Funkamateuren in Endstufen sehr beliebt. In diesem Buch werden Röhren verwendet, die mit ungefährlicher Batteriespannung betrieben werden und damit hervorragend ins Brick-System passen. Gerade Röhrenschaltungen lassen sich mit den Bricks besonders einfach nachbauen, verstehen und modifizieren.

Alles in allem ein gelungenes Werk, das für viele Elektronik-Interessierte eine große und interessante Schaltungssammlung bietet, aber auch viele Experimente, die zum tieferen Verständnis der Technik geeignet sind.

Viel Spaß beim Durcharbeiten wünscht

Dipl. Ing. Rolf-Dieter Klein
München im Dezember 2015

------------------------------------------------------------ Vorwort der Autoren zu dem Buch ------------------------------------------------------------

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

---------------------------------------------------------------------- Inhaltsverzeichnis ----------------------------------------------------------------------

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

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