Wer das erste Mal mit elektronischen Schaltungen in Berührung kommt, muss lernen, dass man einiges falsch machen kann. Wer bereits viel Erfahrung mit elektronischen Schaltungen hat, hat gelernt, dass man immer mal wieder etwas falsch macht

Die genaue Funktionsweise der Bauteile und elektronisches Fachwissen sind dabei erst einmal unwichtig. Wir werden die Bauteile nur soweit behandeln, wie es für das Messen, Steuern und Regeln im Rahmen der Informatik notwendig ist. In den Projekten werden die Bauteile ausführlich erläutert.

Einige Datenblätter sind sehr kurz (lediglich eine Seite lang), während andere Datenblätter eher Bücher sind.

So ist z.B. das Datenblatt für den Mikroprozessor ATmega32 über 350 Seiten lang.

Immer wenn Sie sich fragen, woher jemand so viele Details über ein Bauteil kennt, sollten Sie daran denken, dass es neben dem Internet, Foren und dem eigenen Experimentieren auch noch das Datenblatt gibt.

Symbole für eine Spannungsquelle mit Angabe des Plus- und Minuspols. Dies könnte z.B. eine Batterie sein.

• Spannung (Formelzeichen U). Die Einheit der Spannung ist Volt (Spannung engl. voltage).
• + VCC ist der Anschluss für die Versorgungsspannung (Pluspol) einer Schaltung.
  • Falls eine Schaltung mehrere unterschiedliche Spannungen benötigt, wird häufig statt VCC das + Symbol mit der Spannungsangabe verwendet. Bsp.: +5V, +12V, usw.
• - Masse (engl. ground (Abkürzung GND)) (Minuspol)

PLUSPOL	MINUSPOL	MINUSPOL
Symbol für die Versorgungsspannung VCC	Ground Symbol	anderes Ground Symbol

Weiterer Bezeichnungen:

• Positive Spannung: VDD, VCC (D engl. drain, C engl. collector)
• Negative Spannung: VSS, VEE (S engl. source, E engl. emitter)

• Als Kapazität bezeichnet man die Fähigkeit eines Kondensators, eine bestimmte Menge an Energie (Ladung) zu speichern. Die Einheit der Kapazität ist das Farad.
• Bei Folienkondensatoren oder Keramikkondensatoren braucht man nichts weiter beachten, d.h. sie besitzen keine bestimmte Einbaurichtung.

Folienkondensator	Keramikkodensator	Schaltzeichen für ungepolte Kondensatoren

• Elektrolytkondensatoren haben eine Polarität, d.h. hier ist die Einbaurichtung unbedingt zu beachten (Explosionsgefahr bei Missachtung! -.-). Das kurze Beinchen des Kondensators ist der Minuspol. Der Kondensator besitzt außerdem einen Aufdruck mit Minuszeichen.

Elektrolytkondensator	Schaltzeichen für Kondensatoren bei der die Einbaurichtung (Polarität) beachtet werden muss!

• Widerstand engl. Resistance, daher die Abkürzung R für den Widerstand.
• Die Einheit des Widerstandes ist das Ohm Ω (griech. Omega).
• Die Einbaurichtung braucht nicht beachtet zu werden.

Die wichtigste Formel zur Berechnung von Strom, Spannung und Widerstand ist das Ohmsche-Gesetz:

$$ U = R \cdot I $$.

mit:

• U ist die Spannung (Einheit Volt, V)
• R ist der Widerstand (Einheit Ohm, Ω)
• I ist der Strom (Einheit Ampere, A)

	Schaltzeichen des elektrischen Widerstandes	(alternatives Schaltzeichen)

• Um den Widerstandswert zu ermitteln kann man entweder ein Multimeter benutzen, oder aber die Reihenfolge der farbigen Ringe bestimmen. Die Farbkodierung der Widerständen kann im Internet nachgeschlagen werden.

grüne, gelbe und rote Led.	Schaltzeichen einer Leuchtdiode. Die Kathode muss an Masse angeschlossen werden!

• Leuchtdioden (kurz LED engl. light-emitting diode, dt. Licht-emittierende Diode)
• Leuchtdioden besitzen eine Polarität, d.h. die Einbaurichtung muss beachtet werden.
• Leuchtdioden benötigen nur wenig Strom (10-20 mA), zu viel Strom zerstört sie! Deswegen müssen immer Widerstände verwendet werden, wenn Leuchtdioden zum Einsatz kommen sollen.
• Das Kurze Beinchen der LED ist die Kathode (-) und muss mit Masse verbunden werden.

Sind die Anschlüsse schon gekürzt, betrachtet man das Plastikgehäuse der LED. Bei der Kathode ist es knapper (abgeflacht) - siehe Pfeil.

Eine häufig benutze Diode ist z.B. die Diode: 1N4148.	Schaltzeichen einer Diode. Im Unterschied zum Schaltzeichen für LEDs fehlen hier die Pfeile.

* Bei Dioden muss die Einbaurichtung beachtet werden.

• Die Kathode (-) ist durch den Balken gekennzeichnet.
• Der Strom fließt nur in eine Richtung (Plus nach Minus), in die andere Richtung versperrt die Diode den Weg.

Hier zeigen wir als Beispiel die Emitterschaltung (das ist eine der drei Grundschaltungen von Transistoren).

Ein Transistor in Emitterschaltung. Beachte, der Emitter ist mit der Masse verbunden!

• Bei der Emitterschaltung ist der Emitter mit Masse verbunden.
  • Die Emitterschaltung kann z.B. benutzt werden um die Lampe (L) zum Leuchten zu bringen.

Damit sie leuchtet, muss ein Strom zwischen Collector (C) und Emitter (E) fließen. Dieser Strom kann aber nur fließen, wenn zwischen der Basis (B) und dem Emitter (E) ein viel kleinerer sogenannter Steuerstrom fließt. Fließt nun dieser Steuerstrom, dann sagt man, 'der Transistor schaltet durch', d.h., die Lampe leuchtet. Fließt kein Steuerstrom, dann sperrt der Transistor und die Lampe leuchtet nicht.

Der Steuerstrom bestimmt, ob die Lampe leuchtet oder nicht.

Diese Schaltung verwendet daher einen Transistor als Schalter, um eine Lampe an- und auszuschalten.

Ein häufig eingesetzter Spannungsregler ist der 7805. Er erzeugt eine stabile Ausgangsspannung von 5 Volt.	Das Schaltzeichen des Spannungsregler hat die Anschlüsse INPUT, OUTPUT und Masse (GND).

• Die Eingangspannung liegt zwischen IN und GND an. Die stabilisierte Ausgangsspannung liegt dann zwischen OUT und GND an.
• Die genauen Anschlüsse sind dem Datenblatt des jeweiligen Bausteins zu entnehmen.
• In der Praxis werden zum Betrieb noch Schutzdioden und Abblockkondensatoren eingebaut.