fischertechnik E-Tronic

Tauche ein in die spannende Welt der Eletronik!

Der Baukasten E-Tronic beschäftigt sich mit dem spannenden Thema der Elektrotechnik/ Elektronik. Zu Beginn schauen wir uns die Geschichte zum Thema und die Grundlagen zum einfachen Stromkreis an, bevor es anschließend um die verschiedenen elektronischen Bauteile wie Widerstand, Kondensator oder Transistor geht. Wie du diese spannenden Bauteile in Schaltungen und Geräte einbauen und steuern kannst zeigen wir anhand einiger Praxisbeispiele an den Modellen.

Geschichte

Die Anfänge der Elektrotechnik/Elektronik reichen ins 17. und 18. Jahrhundert zurück. Darauf bauten Wissenschaftler im 19. Jahrhundert auf. So entwickelte Alessandro Volta die Volta´sche Säule, eine erste, funktionsfähige Batterie. Philipp Reis erfand das Telefon und somit die elektrische Sprachübertragung. Im Jahre 1879 ging auf der Welt das Licht an durch die Erfindung von Thomas Alva Edison - der Kohlefadenglühlampe.

Durch Erasmus Kittler wurde im Jahre 1883 an der technischen Hochschule in Darmstadt der weltweit erste Studiengang im Bereich Elektrotechnik eingerichtet. 1884 gelang es Heinrich Hertz, die Existenz der elektromagnetischen Wellen nachzuweisen. Dies war der Beginn der drahtlosen Funkübertragung. 
Um 1905 erfand J. Ambrose Fleming die erste Radioröhre. Manfred von Ardenne realisierte mit Hilfe einer Kathodenstrahlröhre den ersten elektronischen Fernseher. 

Ein Meilenstein der Elektronik war 1941 die Herstellung des weltweit ersten funktionsfähigen Computers durch Konrad Zuse. 
Mit der Erfindung des Transistors wurde das Zeitalter der Röhren abgelöst. So konnten viele neue Geräte sehr kompakt gebaut werden. Im Jahre 1958 entwickelte Jack Kilby die erste integrierte Schaltung (IC). Diese Entwicklung machte die heutige Prozessorchiptechnik und somit auch die Entstehung moderner Computer erst möglich. 

Du hast nun bestimmt bemerkt, wie wichtig diese Erfindungen waren und auch heute noch unseren Alltag bereichern.
 

Grundlagen der Elektronik

Woher kommt eigentlich der Begriff „Elektronik“? Elektronik stammt vom griechischen Wort „Elektron“ ab. Man kann auch sagen, dass es aus zwei Wörtern zusammengesetzt ist, dem Begriff „Elektron“ und „Technik“. Elektronik ist somit die Elektronen-Technik. 

Die Elektronik lässt sich in fünf Bereiche einteilen:
- Analogelektronik
- Digitalelektronik
- Logik der Digitalelektronik
- Hochfrequenzelektronik
- Leistungselektronik

 

Du wirst hiervon drei Bereiche näher kennenlernen. Die Analog-, Digitalelektronik und die Logik der Digitalelektronik.

  • Von der Analogelektronik spricht man in Bezug auf Zeit- und Wertveränderungen bei physikalischen Größen. In der Analogtechnik kann somit ein Signal in einem bestimmten Zeitverlauf viele Wertigkeiten annehmen (Blinkdauer einer Lampe).
  • Die Digitalelektronik beschäftigt sich mit der Verarbeitung von Signalen. In der Digitaltechnik können nur Wertigkeiten von „1“ oder „0“ dargestellt und verarbeitet werden.
  • Die Logik der Digitalelektronik besteht aus Logikelementen wie AND, NOR, OR, NAND oder NOT Gattern. Flipflops oder Zähler können digitale Signale speichern, um sie weiterzuverarbeiten. Durch die Miniaturisierung der Bauteile auf einem Chip entstehen hochkomplexe elektronische Bauelemente. Ein Beispiel hierfür ist der Mikroprozessor in Computern
 

Der elektrische Stromkreis

Bevor es losgeht, musst du einige Bauteile wie z. B. Kabel, Stecker, Lampen und die 9 V-Stromversorgung montieren. Was du genau machen musst, ist in der Bauanleitung unter „Montagehilfen und Hinweise“ beschrieben.
Nachdem alle Bauteile einsatzbereit sind, wirst du dich mit ein paar einfachen Versuchen dem Thema „Elektronik“ nähern.
 

Stromversorgung

Normalerweise verwendest du für alle Versuche in diesem Baukasten die 9 V-Blockbatterie im Batteriehalter. 
An die Stromversorgung schließt du eine LED an. Baue dazu das Modell „einfacher Stromkreis“ aus der Bauanleitung auf.
Willst du in der Elektrotechnik verschiedene Bauteile darstellen verwendest du dafür Symbole

Aufgabe: Was kannst du beobachten, wenn die LED an die Stromquelle angeschlossen ist?

Antwort: Die Lampe leuchtet. Entfernst du ein Kabel, geht die Lampe wieder aus. Du hast einen Stromkreis aufgebaut und der Strom fließt im wahrsten Sinne des Wortes im „Kreis“. Nämlich vom Pluspol der Stromversorgung über die rote Leitung zur Lampe und über die grüne Leitung zurück zum Minuspol der Spannungsquelle. Unterbrichst du den Stromkreis an einer Stelle, z. B. indem du einen Stecker herausziehst, kann kein Strom mehr fließen

 

Einfacher Stromkreis mit Taster

In deinem Modell Einfacher Stromkreis mit Taster verwendest du ein neues Bauteil – den Taster. Diesen benötigst du, um den Stromkreis zur LED zu verbinden oder zu unterbrechen.
Baue anhand der Bauanleitung das Modell auf und verdrahte gemäß dem Schaltplan die elektrischen Komponenten. Wie du am Schaltplan erkennen kannst, hat der Taster verschiedene Schaltstellungen.

Technischer Hinweis zum Taster: 
Der Taster hat drei Anschlüsse. Je nach Anwendung kannst du den Taster einsetzen...

… als Schließer: Kontakte 1 und 3 werden angeschlossen.
- Taster gedrückt: Es fließt Strom.
- Taster nicht gedrückt: Es fließt kein Strom.

… als Öffner: Kontakte 1 und 2 werden angeschlossen.
- Taster gedrückt: Es fließt kein Strom.
- Taster nicht gedrückt: Es fließt Strom.

Aufgabe:
Überlege, ob der Taster als Öffner oder als Schließer funktionieren soll.

Durchgangsprüfer

Ein wichtiges Messinstrument des Elektrikers ist ein Durchgangsprüfer. Mit ihm ist es möglich, Unterbrechungen in einer elektrischen Schaltung oder in einem Kabel festzustellen. Baue den Durchgangsprüfer auf und verdrahte anhand des Schaltplans die elektrischen Komponenten.
Hast du schon eine Idee, wie es funktionieren könnte? Dann lege einfach los und probiere es aus. Wie du am Schaltbild erkennen kannst, benötigst du zwei offene Kontakte, die beide an die zu prüfende Leitung gehalten werden. Ist die Leitung in Ordnung, fließt Strom und die LED gibt ein optisches Signal ab. Ist die Leitung defekt, also unterbrochen, bleibt die LED aus.

Aufgabe: Teste mit dem Modell verschiedene Materialien. Welches Material leitet elektrischen Strom und welches nicht? Du kannst beispielsweise Holz, Metall oder Papier verwenden.
 

Kühlschrankbeleuchtung

Die Tasterfunktionen sollen am Modell Kühlschrankbeleuchtung umgesetzt werden. Baue das Modell auf und verdrahte die elektrischen Komponenten. Wie ist die Arbeitsweise der Kühlschrankbeleuchtung? Beim Öffnen der Türe soll die Innenbeleuchtung einschalten. Schließt man die Türe wieder, soll die Innenbeleuchtung ausgehen.

Aufgabe: Überlege bei dieser Aufgabe, ob der Taster als Öffner oder als Schließer funktionieren muss.

In den nächsten beiden Aufgaben wirst du etwas über Reihen- und Parallelschaltungen erfahren. Dazu baust du anhand der Bauanleitung verschiedene Modelle auf.

 

Reihenschaltung mit Maschine

Bei der Herstellung von Bauteilen in der Industrie werden Maschinen verwendet. Damit der Bediener seine Hände nicht in die Maschine einklemmt, muss er mit jeder Hand einen Taster betätigen, damit der Arbeitsgang beginnt. Diese Taster sind in Reihe geschaltet. Man spricht auch von einer „Und-Schaltung“.
Wenn Taster 1 UND Taster 2 gedrückt werden, dann läuft der Motor der Maschine an. Die Schaltzustände kannst du auch in einer Tabelle darstellen. 

Baue die Maschine zur Demonstration der Reihenschaltung auf. Dazu verwendest du ein neues Bauteil, den Motor.

Aufgabe: Informiere dich im Internet über die Funktion eines Gleichstrommotors. Was geschieht, wenn du die Anschlüsse des Motors vertauschst?
 

Parallelschaltung

Du möchtest gerne, dass du von deinem Zimmer aber auch von der Sprechanlage die Haustür öffnen kannst. Mit einer Parallelschaltung von zwei Tastern lässt sich dies realisieren.
Die Anordnung der Taster wird als „Oder-Schaltung“ bezeichnet. Wenn Taster 1 ODER Taster 2 oder beide Taster gedrückt werden, wird der Türöffner betätigt. Die Schaltzustände kannst du auch in einer Tabelle darstellen.

BILD SCHALTZUSTÄNDE
 
Baue das Demomodell elektrischer Türöffner zur Simulation der Parallelschaltung auf. Als Ersatz für einen Türöffner verwendest du die LED aus dem Baukasten. Im Schaltbild siehst du das Schaltzeichen für den Türöffner.

BILD SCHALTZUSTÄNDE
 

Wechselschaltung Flurbeleuchtung

Die Wechselschaltung dient dazu, eine oder mehrere Leuchten von zwei verschiedenen Stellen ein- bzw. auszuschalten. Eingesetzt wird sie in kleinen Fluren, Dielen und Räumen mit zwei Eingängen. Für die Schaltung benötigst du die zwei Taster aus dem Baukasten. Baue das Modell anhand der Bauanleitung auf und verdrahte die Schaltung.

Aufgabe: Was geschieht, wenn du in deinem Modell einen Taster (Schalter) betätigst? Was passiert, wenn du den zweiten Taster (Schalter) betätigst?
BILD SCHALTZUSTÄNDE
 

Aufzug mit Polwender

Sicher wirst du schon festgestellt haben, dass sich am Batteriehalter ein Schalter mit drei Stellungen befindet. Dieser Schalter wird als Kreuzschalter oder Polwender bezeichnet. Es ist ein Schalter mit vier Anschlüssen. Zwei davon sind jeweils verbunden. Bei Betätigung werden die Verbindungen vertauscht. 

Aufgabe: Versuche mit deinen beiden Tastern den Schaltplan des Polwenders nachzubauen und setze diesen direkt in dein Modell ein.
 

Elektronische Bauteile

Bevor du mit den Versuchen zur Elektronik beginnst, noch einige Grundlagen zu den elektronischen Bauteilen in deinem Baukasten.
 

Widerstand

Ein Widerstand ist ein zweipoliges, passives Bauelement und wird in Ohm (Ω) angegeben. Widerstände werden verwendet, um:
- den elektrischen Strom auf bestimmte Werte zu begrenzen.
- die elektrische Spannung in einer Schaltung aufzuteilen.
 

Kondensator 

Ein Kondensator ist ein elektrisches Bauelement, das die Fähigkeit hat, elektrische Ladung und die damit zusammenhängende Energie zu speichern. Er besteht aus zwei gleich großen Metallplatten (Elektroden).
Diese werden durch einen Isolierstoff „Dielektrikum“ voneinander getrennt. Doch wie funktioniert das Ganze? Ein Stromfluss durch einen Kondensator lädt eine der Elektroden negativ, die andere positiv auf. Das heißt, die auf den Metallplatten gebildete Ladung/Spannung V, wird gespeichert.
In deinen folgenden Modellen setzt du den Kondensator als frequenzbestimmendes Element ein. Mit einem Widerstand zusammen kann die Blinkdauer einer LED bestimmt werden. Die Kapazität des Kondensators wir in Farad (F) angegeben.
 

Leuchtdiode

Eine Leuchtdiode ist ein Halbleiter-Bauelement, das Licht aussendet. Die Kurzbezeichnung ist LED. Die Abkürzung kommt aus dem englischen Begriff „light-emitting diode”. Fließt durch die Diode elektrischer Strom, sendet sie Licht aus. Die Wellenlänge (Farbe des Lichts) hängt vom Halbleitermaterial und der Dotierung ab.
Die Kathode (−) ist durch eine Abflachung am Gehäusesockel gekennzeichnet. 

Wichtig: Die im Baukasten verwendeten LEDs sind in einem Lampenstein eingebaut. Hier musst du nur, wie in der Bauanleitung angegeben, auf die richtige Polung achten.

In der Regel arbeiten die LEDs mit einer Spannung von 2 V und einer Stromaufnahme von ca. 20 mA. Deine Batterie liefert eine Spannung von 9 V. Deshalb muss ein Widerstand vorgeschaltet werden, der die restlichen 7 V verbraucht. Die Größe des Widerstandes lässt sich mit dem ohmschen Gesetz berechnen.

 R (Widerstand) = U (Spannung)/I (Strom) also 7 V/0,02 A = 350 Ω 

Wichtig: Die LEDs, die du in deinem Baukasten verwendest, benötigen keinen zusätzlichen Vorwiderstand. Dieser wurde schon mit in das Gehäuse der LED eingebaut.
 

Transistor

Der Transistor, auch bipolarer Transistor genannt, ist ebenfalls ein elektronisches Bauelement. Er wird eingesetzt zum Schalten und Verstärken von elektrischen Signalen. Transistoren sind die wichtigsten Bestandteile in elektronischen Schaltungen. Besondere Bedeutung haben Transistoren in integrierten Schaltkreisen. Der Name Transistor wurde aus seiner Funktion abgeleitet. Ändert sich der Widerstand in einer Halbleiterschicht wird auch der Widerstand in der anderen Schicht beeinflusst. „Transfer resistor“ wurde zur Bezeichnung Transistor.

Aufgabe: Informiere dich über den Einsatz und die Funktion eines Transistors als Schalter. Dazu findest du im Internet auch zahlreiche Informationen.
 

Jetzt geht's an die Anwendung der vielen verschiedenen Bauteile!

Einfacher Blinker

Windkraftanlagen, Sendemasten aber auch Funktürme und Flugzeuge haben aus Sicherheitsgründen Blinklichter, um ihre Position optisch anzuzeigen. Baue das Demomodell Blinkschaltung auf und verdrahte anhand des Schaltplans die elektrischen Komponenten.
Der Kondensator ist zuerst ein leerer Ladungsspeicher. Solange er aufgeladen wird, kann kein Basisstrom an T2 fließen, die LED1 geht aus. Erst wenn der Kondensator genügend aufgeladen ist, fließt wieder Basisstrom und die LED geht wieder an
 

Berührungssensor

Berührungssensoren findest du sehr häufig als Schalter zum Öffnen von Türen oder beim Einschalten von Licht. Den Schaltungsaufbau nennt man in der Fachsprache „Darlington Schaltung“. Baue die Schaltung anhand der Bauanleitung auf. 

Aufgabe: Berühre die beiden blanken Enden der Steckerkontakte mit zwei Fingern. Was geschieht? Was geschieht, wenn du die Stecker mit ganz trockenen Fingern berührst?

Dass die LED leuchtet, liegt an der Stromverstärkung der beiden Transistoren. Diese Verstärkung reicht aus, einen wirksamen Berührungsschalter zu erhalten. Warum der Widerstand R1? Er schützt die beiden Transistoren vor zu viel Strom, der an der Basis anliegen würde, wenn du die beiden Kontakte direkt verbindest.

Aufgabe: Berühre nur den Kontakt, der zur Basis der Darlington Schaltung führt und bewege deine Füße auf dem Boden. Was geschieht mit der LED?

Je nach Beschaffenheit des Bodens und des Materials deiner Schuhsohlen kommt es zu mehr oder weniger starker Aufladung (statischer Aufladung). Dies wird durch ein Flackern der LED sichtbar.

Aufgabe: Ersetze die LED durch einen Motor. Ist es möglich, dass die Darlington Schaltung auch den Motor ansteuert, sodass dieser läuft?
 

E-Tronics-Modul

In deinem Baukasten PROFI E-Tronic befindet sich das E-Tronics-Modul. Es entspricht einem Kleincomputer, zwar nicht so leistungsfähig wie ein PC, aber für die folgenden Steuerungsaufgaben vollkommen ausreichend. Du kannst das E-Tronics-Modul nicht selbst programmieren. Vielmehr sind im Modul verschiedene Programme fest gespeichert. Je nachdem welches Modell du steuern möchtest, kannst entsprechende Programm über die fünf kleinen Schiebeschalter auswählen und ausführen lassen.
 

Stromversorgung

Das E-Tronics-Modul funktioniert nur, wenn du es an eine 9 V Stromversorgung anschließt. Dazu verwendest du den Batteriehalter mit einer 9 V Blockbatterie. Achte beim Anschluss auf die richtige Polung (rot = Plus). Wird das Modul korrekt mit Strom versorgt, leuchtet die grüne LED
 

Eingänge I1 - I3

An diese Eingänge kannst du fischertechnik Sensoren anschließen. Sie liefern Informationen an das Modul. Als Sensoren stehen dir der Taster, ein Reedkontakt aber auch Elektronikschaltungen zur Verfügung. 
 

Ausgänge Motor M1 und M2

An die Ausgänge kannst du einen Motor, eine LED aber auch eine Elektronikschaltung anschließen. Wie die Ausgänge geschaltet sind hängt von dem ausgewählten Programm ab und welchen Zustand die Eingänge haben.
 

Schiebeschalter (DIP-Schalter) 1-5

Die Stellung der fünf Schiebeschalter, auch DIP-Schalter genannt, bestimmt die Funktion des E-Tronics-Modul. Mit diesen Schaltern stellst du das gewünschte Programm ein. Achte dabei darauf, dass sich die DIP-Schalter in der für das jeweilige Modell benötigten Stellung befinden. Jeder Schalter hat zwei Stellungen, „ON“ (oben) und „OFF“ (unten).

Stelle zu Beginn deiner Versuche alle DIP-Schalter auf „OFF“

Funktionsmodell mit E-Tronics-Modul

Wichtig: Das E-Tronics-Modul prüft beim Einschalten der Stromversorgung, welches Programm es ausführen soll. Stelle daher immer zuerst das gewünschte Programm ein und schließe anschließend die Stromversorgung an.
Steht der DIP-Schalter DIP5 auf „OFF“, ist das sogenannte Grundprogramm aktiviert. Dies ist ein universelles Programm, mit dem du viele Modelle steuern kannst. Verwende für die Übungen zum Grundprogramm das Funktionsmodell mit E-Tronics Modul. Schließe die elektrischen Komponenten, wie in der Bauanleitung angegeben, an das E-Tronics-Modul an.

In diesem Modell kommt ein neuer Sensor zum Einsatz, der so genannte Reedkontakt. Es handelt sich um einen Schalter, der geschlossen wird, sobald ein Magnet in seine Nähe kommt. Den Reedkontakt schließt du in deinem Funktionsmodell an den Eingang I3 an. Einen Magneten zum Schließen des Schalters findest du ebenfalls im Baukasten: 
 
Aufgabe: Drücke kurz den Taster an I1 - der Motor dreht sich. Drücke den Taster an I2 – der Motor dreht sich in die andere Richtung. Halte den Magneten an den Reedkontakt an I3 – was beobachtest du?

Die Schiebeschalter 1-4 haben im Grundprogramm besondere Funktionen:
DIP1 - DIP3: Kehrt die Funktion der Eingänge um. Steht der DIP-Schalter 1 auf „ON“ wird der Eingang aktiviert, wenn der Taster losgelassen wird. Diese Funktion ist z. B. beim Einsatz einer Lichtschranke sinnvoll. Der Eingang wird dann aktiviert, wenn die Lichtschranke unterbrochen wird.

Aufgabe: Überlege dir, wie der DIP3 gestellt werden muss, damit der Motor stehen bleibt, sobald man den Magneten vom Magnetschalter entfernt.

Aufgabe: Verändere mit dem Poti die Drehgeschwindigkeit des Motors.
Mit dem DIP4 (0) lässt sich im Grundprogramm die Motorgeschwindigkeit an M1 über das Potentiometer, kurz Poti genannt, regeln. Dieser veränderbare Widerstand wurde in dein Electronics-Modul eingebaut. Steht der Schalter auf „ON“ kann die Blinkfrequenz an M2 verändert werden.
 

Kugelbahn

Die Kugelbahn ist das erste „richtige“ Modell, das du mit dem Grundprogramm des E-Tronics-Moduls steuerst. Baue dazu das Modell aus der Bauanleitung auf und stelle die DIP-Schalter am E-Tronics-Modul wie folgt ein:

Mit dem Taster kannst du den Motor starten. Sobald der Magnet, der die Kugel nach oben transportiert, am Reedkontakt ankommt, stoppt der Motor. Sobald die Kugel unten ankommt wird durch die Kugel der Taster unter der Bahn betätigt und der Motor läuft wieder an, um die Kugel nach oben zu transportieren.

Aufgabe: Der Motor kann entweder von dem einen oder dem anderen Taster gestartet werden. Wie nennt man diese Art der Schaltung?
Antwort: Parallelschaltung
 

Spezialprogramme

Neben dem Grundprogramm enthält das E-Tronics-Modul weitere Programme, die speziell auf verschiedene Modelle abgestimmt sind. Um die Programme zu nutzen, muss der Schiebeschalter DIP5 auf „ON“ gestellt werden. Jetzt dienen die DIP1-4 nicht mehr zum Codieren der Taster und als Motor- oder Blinkfrequenzregelung, sondern zur Auswahl der Spezialprogramme. Wie die Codierung festgelegt wurde, findest du bei jedem Modell beschrieben oder in der Tabelle am Ende des Begleithefts.
 

Alarmanlage

Die Alarmanlage ist das erste Modell, für das es ein Spezialprogramm gibt. Baue dazu die Alarmanlage anhand der Bauanleitung auf und verbinde die elektrischen Komponenten mit dem E-Tronics-Modul.
Stelle DIP4 auf „ON“. Somit hast du das Programm zum Steuern der Alarmanlage aufgerufen. Wie soll die Funktion aussehen? Sobald die Tür geöffnet wird, beginnt die rote Lampe (LED) zu blinken. Wird die Türe wieder geschlossen, blinkt die LED weiter. Erst wenn ein weiterer Taster (der die Alarmanlage ausschaltet) gedrückt wird, geht die LED aus. Mit dem Spezialprogramm kannst du eine richtige Alarmanlage bauen. Damit kannst du sogar die Tür zu deinem Zimmer gegen unbefugten Zutritt sichern.
 

Aufzugsteuerung

Auch der Aufzug, den du zuvor schon mit einem Polwendeschalter ausgestattet hast, lässt sich mit dem E-Tronics-Modul steuern. Auch hier wird ein Spezialprogramm verwendet. Stelle die DIP-Schalter am E-Tronics-Modul wie folgt ein:

Sobald du mit dem Magneten den Reedkontakt betätigst, fährt der Aufzug in das jeweils andere Stockwerk, also nach oben, wenn er unten steht und nach unten, wenn er oben steht.

Aufgabe: Wo liegen die Vorteile dieser Steuerung des Aufzugs gegenüber der Steuerung mit dem Polwendeschalter, die du bereits ausprobiert hast?
Antwort: 
1. Der Sensor muss nur kurz betätigt werden, und nicht die ganze Zeit gedrückt werden wie es beim Polwendeschalter der Fall war.
2. Der Aufzug hält von selbst an, wenn er das Stockwerk erreicht hat. Die Taster werden als Endschalter verwendet. Das schont den Motor, da er rechtzeitig abgeschaltet wird.
 

Badezimmerlüftung

Wenn man ein Badezimmer nicht durch Öffnen eines Fensters lüften kann, muss maschinell gelüftet werden. Du kennst das vielleicht aus öffentlichen Toiletten, wenn ein Lüfter automatisch angeht.
Bei deiner fischertechnik Badezimmerlüftung geht der Lüfter an, wenn das Licht angeschaltet wird. Schaltet man das Licht wieder aus, läuft der Lüfter einige Sekunden nach und geht ebenfalls aus. Über das Poti kannst du einstellen, wie viele Sekunden er nachlaufen soll. (0,5 sec - 5 sec)
Stelle DIP3 und DIP4 auf „ON“. Somit hast du das Programm zum Steuern der Badezimmerlüftung aufgerufen.

Garagentor

Ein Garagentor, das sich von einem Motor angetrieben von selbst öffnet und schließt ist sehr komfortabel. Vielleicht gibt es so ein Tor bei euch zu Hause auch. 
Baue das Modell anhand der Bauanleitung auf und verdrahte die elektrischen Komponenten. Stelle die DIP-Schalter wie im Schaltplan abgebildet ein.  
Wie soll das Garagentor funktionieren? 
Du startest das Programm und das Tor schließt sich. Gleichzeitig schaltet die Ampel auf rot. Hältst du den Magneten an den Reedkontakt, öffnet sich das Garagentor. Ist das Tor offen, schaltet die Ampel auf grün. Der Berührungsschalter sorgt dafür, dass sich das Tor schließt. Zuvor springt die Ampel auf rot. 

Aufgabe:
Wie nennt man in der Fachsprache die elektronische Schaltung für den Berührungsschalter?
Antwort: Darlingtonschaltung 

 

Spezialprogramme für Digitaltechnik

Nachdem du dich mit allen Modellen des Baukastens beschäftigt hast, wollen wir dir zeigen, welche Funktionalitäten noch im E-Tronics-Modul stecken. Diese Funktionen kannst du sicherlich für deine eigenen Modellideen verwenden. Es sind Programme vorgesehen, mit denen du logische Schaltungen aufbauen kannst (Monoflop, Flip-Flop, UND- und ODER-Funktion). Richtig Spaß macht das natürlich erst, wenn du mehrere E-Tronics-Module miteinander verknüpfst.
Da dies über den Rahmen dieses Baukastens hinausgeht, findest du Informationen zu diesen Funktionen in einem separaten Bereich hier
 

Fehlersuche

Es ist immer frustrierend, wenn du ein Modell aufgebaut hast und es nicht so funktioniert, wie du es gerne hättest. Deshalb hier ein paar Tipps, wie eventuell auftretende Fehler behoben werden können.

- Kabel und Stecker
Achte darauf, dass beim Montieren der Stecker, Kontakt mit der Litze hat. Dies kannst du mit der Batterie und der Lampe testen. Du kannst auch den beschriebenen Durchgangsprüfer verwenden. 

- Stromversorgung 
Verwendest du einen ACCU-Pack oder eine Batterie, solltest du sicherstellen, dass noch genügend Energie zur Verfügung steht. Teste dies mit einer LED. 

- Richtige Polung
Bei einigen Bauteilen (Kondensator, Transistor, Fototransistor, LED) muss auf richtige Polung der Anschlüsse geachtet werden. 

- Einstellen der DIP-Schalter am E-Tronics-Modul
Damit das E-Tronics-Modul das richtige Programm ausführt, müssen die DIP-Schalter richtig eingestellt sein. Zu jedem Modell ist die Schalterstellung in der Bauanleitung oder im Begleitheft ersichtlich
Wichtig: Das eingestellte Programm wird nur beim Einschalten des E-Tronics-Modul abgefragt. Stellst du das Programm zwischendurch um, musst du kurz die Stromversorgung unterbrechen, damit das neue Programm aktiviert wird.

Hinweis: 

- Bei Neustart des E-Tronics-Modul gilt im Grundprogramm (DIP 5 „OFF“): Wenn DIP4 auf „OFF“ -> Blinker 0,5 sec an M2. Wenn DIP4 auf „ON“ -> Motor auf schnellster Geschwindigkeit an M1. 
- Umschalten DIP4 mit Spannung am E-Tronics-Modul: Die Einstellung am Poti wird übernommen. • Umschalten DIP5: Programmwechsel erst nach Neustart (Spannung aus- und wieder einschalten)
 

Programm

DIP1

DIP2

DIP3

DIP4

DIP5

Grundprogramm: M1: Motor mit Funktion:

 

 

 

 

0

I1 = Motor links

I2 = Motor rechts

I3 = Motor stopp

 

 

 

 

 

M1: Motorgeschwindigkeit über Potentiometer einstellbar

 

 

 

0

M2: Blinklicht oder Motor Rechts-/Linkslauf, Frequenz 0,5 s

 

 

 

 

 

M1: Motorgeschwindigkeit konstant

 

 

 

1

M2: Frequenz 0,5 s bis 5 s über Potentiometer einstellbar

 

 

 

 

 

I1, I2 und I3 als Eingang (Schließer)

0

0

0

 

I1, I2 und I3 als Eingang (Öffner)

1

1

1

Alarmanlage

0

0

0

1

1

Aufzug mit E-Tronicsmodul

0

1

1

0

1

Badezimmerlüftung

0

0

1

1

1

Garagentor

0

1

0

1

1

Legende: 0 = „OFF”, 1 = „ON”

Kontroll-LED

LED

Beschreibung

LED leuchtet dauerhaft

Stromversorgung O.K., Electronics-Modul ist betriebsbereit

LED blinkt 1 mal

Eingang an I1, I2 oder I3

LED blinkt 4 mal kurz, Pause, blinkt 4 mal kurz

Kurzschluss an M1 und / oder M2

LED leuchtet nach dem Einschalten der Stromversorgung nicht

Stromversorgung nicht in Ordnung, Stromversorgung verpolt oder Electronics-Modul defekt (fischertechnik-Service kontaktieren)


Messen von Spannung und Strom mit einem Multimeter (nicht im Baukasten enthalten)

Falls du ein Multimeter besitzt, das ist ein Messgerät, mit dem man Spannung, Strom, Widerstände messen kann, kannst du dieses perfekt einsetzen, um bei den Modellen und Bauteilen dieses Baukastens interessante Messungen vorzunehmen. 

Du kannst z. B. nachmessen, ob die Widerstände, die im Baukasten enthalten sind, tatsächlich die Werte aufweisen, die auf der Platine aufgedruckt sind. Außerdem kannst du feststellen, ob deine montierten Kabel auch alle korrekt angeschlossen sind und den Strom richtig leiten.
Mit der Spannungsmessung kannst du überprüfen ob deine Batterie noch genügend Spannung liefert, um die Modelle zu versorgen. 
Mit der Strommessung kannst du überprüfen, wieviel Strom ein Motor verbraucht oder eine LED. 
Probiere es einfach aus. Die Bedienungsanleitung des Multimeters zeigt dir, wie du die Messungen richtig vornimmst.
 

Noch intelligenter steuern – fischertechnik ROBOTICS

Wir hoffen, dass dir das Steuern der Modelle aus dem Baukasten PROFI E-Tronic Spaß gemacht hat. Vielleicht verwirklichst du ja noch einige Modellideen und steuerst sie mit dem E-Tronics-Modul. Irgendwann kommst du sicher an einen Punkt, wo das Grundprogramm nicht mehr ausreicht, Modelle richtig zu steuern und auch kein passendes Spezialprogramm zur Verfügung steht.
Vielleicht enthält dein Modell mehrere Motoren und mehrere Taster und du willst einen bestimmten technischen Ablauf verwirklichen. Dann bist du bereit für die nächste Stufe in der Steuerungstechnik. Dem fischertechnik ROBOTICS Programm. Dort gibt es Steuerungsmodule, die du selbst programmieren kannst. Der BT Smart Controller wird über ein Smartphone oder Tablet mit der Software ROBOPro Smart gesteuert und hat 2 Motorausgänge und 4 Eingänge. Mit dem TXT 4.0 Controller kannst du vier Motoren und 3 Servomotoren gleichzeitig steuern. Er hat außerdem acht Eingänge für Taster, Fototransistoren oder Reedkontakte. Außerdem stehen dir Bluetooth, WiFi, und vieles mehr zur Verfügung.
 
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