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--- hardware-ueberlebensregeln [2024/01/22 09:01] – [Transistor] torsten.roehl
+++ hardware-ueberlebensregeln [2024/01/22 12:54] (aktuell) – [Datenblätter] torsten.roehl
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 ===== Datenblätter =====
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-=== Was sind Datenblätter? ===
-<WRAP center round info 100%>
+<WRAP center round help 100%>
-Für jedes elektrische Bauteil erstellt der Hersteller in der Regel ein Datenblatt.
+**Wozu?** \\
+Für jedes elektrische Bauteil erstellt der Hersteller in der Regel ein **Datenblatt**.\\
+Mithilfe des Datenblattes ist man in der Lage das Bauteil fachgerecht einzusetzen.
 </WRAP>
-Dadurch ist man in der Lage das Bauteil fachgerecht einzusetzen. \\ 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.
+ 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.
 =====  Versorgungsspannung und Masse=====
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+<WRAP center round help 100%>
+**Wozu?** \\
-===Wozu? ===
 Jeder elektrischer Schaltkreis benötigt mindestens eine Spannungsquelle und besitzt damit zwei Pole (Plus- und Miniuspol).
+</WRAP>
 <WRAP center round important 100%>
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 === In Kürze... ===
+|{{ :inf:msr:vcc_source2.png?200 |}}|{{ :inf:msr:vcc_source1.png?200 |}} |{{ :inf:msr:vcc_source3.jpg?200 |}} |
+|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//).
   * **<color #ed1c24>+</color>** VCC ist der Anschluss für die Versorgungsspannung (<color #ed1c24>Pluspol</color>) einer Schaltung.
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   * **-** Masse (engl. //ground// (Abkürzung GND)) (Minuspol)
+|<color #ed1c24>PLUSPOL</color>|MINUSPOL|MINUSPOL |
 | {{ :inf:msr:vcc.jpg? |}}|{{ :inf:msr:gnd.jpg? |}} | {{ :inf:msr:symbol_ground_common_horizontal.svg.png? |}}|
-|Symbol für die Versorgungsspannung VCC |Ground Symbol |Ground Symbol|
+|Symbol für die Versorgungsspannung VCC |Ground Symbol |anderes Ground Symbol|
 Weiterer Bezeichnungen:
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 ===== Kondensatoren =====
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-===Wozu? ===
+<WRAP center round help 100%>
+**Wozu?**\\
 Kondensatoren speichern Energie (eigentlich speichern sie Ladung (damit indirekt auch Energie)). Die gespeicherte Energie kann natürlich auch wieder abgegeben werden, dadurch sind sie z.B. in der Lage Spannungsschwankungen auszugleichen.
+</WRAP>
 === In Kürze...===
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 ===== Widerstände =====
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+<WRAP center round help 100%>
+**Wozu?** \\
- $U = R \cdot I$
-=== Wozu?===
 Nahezu jede Schaltung benötigt Widerstände. Mithilfe von Widerständen kann der Strom begrenzt oder die Spannung aufgeteilt werden.
+</WRAP>
 === In Kürze...===
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   * 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 · I.
-          * U ist die Spannung (Einheit Volt, V)
-          * R ist der Widerstand (Einheit Ohm, Ω)
+Die wichtigste Formel zur Berechnung von Strom, Spannung und Widerstand ist das Ohmsche-Gesetz:
-          * I ist der Strom (Einheit Ampere, A)
+$$ U = R \cdot I $$.
+mit:
+  * U ist die Spannung (Einheit Volt, V)
+  * R ist der Widerstand (Einheit Ohm, Ω)
+  * I ist der Strom (Einheit Ampere, A)
 |{{ :inf:msr:r.jpg?100 |}}|{{ :inf:msr:resistor_symbol_iec.svg.png?}}|{{:inf:msr:resistor_symbol_america.svg.png? |}} |
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 ===== Leuchtdioden =====
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+<WRAP center round help 100%>
-===Wozu? ===
+**Wozu?** \\
 Leuchtdioden  //"leuchten"//.  Weil sie zum Leuchten aber nur sehr wenig Strom (typischerweise 10-20 mA) brauchen sind sie bestens dafür geeignet, als Signal oder Statuslampen ihren Dienst zu tun.
+</WRAP>
 === In Kürze...===
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 ===== Dioden =====
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-=== Wozu?===
+<WRAP center round help 100%>
+**Wozu?** \\
 Immer wenn man sicherstellen muss, dass der Strom nur in einer Richtung fließen darf, verwendet man Dioden. Dadurch lassen sich z.B. andere Bauteile vor Fehlspannungen (Strömen) schützen.
+</WRAP>
 === In Kürze...===
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 ===== Transistor =====
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+<WRAP center round help 100%>
+**Wozu?** \\
-=== Wozu? ===
 Transistoren können Ströme verstärken, außerdem können sie als Schalter verwendet werden. Transistoren gehören zu den wichtigsten Bauelementen elektronischer Schaltungen.
+</WRAP>
-|{{ :inf:msr:trans.png? |}}|{{ :inf:msr:transis.jpeg? |}}|{{ :inf:msr:bc548-pinout.jpg? |}}|
-| | | |
+|{{ :inf:msr:trans.png? |}}|{{ :inf:msr:transis.jpeg?150 |}}|{{ :inf:msr:bc548-pinout.jpg? |}}|
+|<WRAP>Das Schaltsymbol eines Transistors.
+Jeder Transistor hat drei Anschlüsse.
+  * Basis
+  * Emitter
+  * Collector
+</WRAP>|<WRAP>Der **BC548B** ein häufig verwendeter Transistor.
+Er kann Ströme ≈ 300 Fach verstärken!</WRAP>|<WRAP>Eine Seite ist abgeflacht, um die Anschlüsse unterscheiden zu können.</WRAP>|
 === In Kürze...===
+Hier zeigen wir als Beispiel die **Emitterschaltung** (das ist eine der drei Grundschaltungen von Transistoren).
+|{{ :inf:msr:transistor-emitter.png? |}}|
+|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.\\
+**<color #00a2e8>Der Steuerstrom bestimmt, ob die Lampe leuchtet oder nicht.</color>**\\
+Diese Schaltung verwendet daher einen Transistor als Schalter, um eine Lampe an- und auszuschalten.
+<WRAP center round info 100%>
+Das besondere beim Transistor ist, dass der Steuerstrom nur wenige mA beträgt. Der Strom, der aber im Stromkreis der Lampe fließt (der sogenannte Arbeitskreis) ist viel größer.
+**Faustregel:** Der Strom im Arbeitskreis ist ca. 10 mal größer als im Steuerkreis.
+</WRAP>
 ===== Spannungsregler =====
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+<WRAP center round help 100%>
+**Wozu?** \\
+Häufig benötigen elektronische Schaltungen eine Spannung, die nur wenig schwankt, da ansonsten die Bauteile nicht exakt arbeiten können. Spannungsregler dienen dazu, stabile Spannungen zu erzeugen, indem sie die Schwankungen der angeschlossenen Spannungsquelle (Batterie oder Netzspannung) ausgleichen.
+</WRAP>
+=== In Kürze...===
+|{{ :inf:msr:7805.png? |}}|{{ :inf:msr:vccreglersz2.jpg? |}} |
+|<WRAP>Ein häufig eingesetzter Spannungsregler ist der **7805**.\\  Er erzeugt eine stabile Ausgangsspannung von **5 Volt**.</WRAP>|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.