Hardware-Experimente mit SMD-Platinen

Hack 11 bis 14

Hack 11: Metalldetektor von Thomas Baum

Ein 555 Metalldetektor auf Basis der "Fingerpfeife". Für den Versuch habe ich eine kleine Spule mit 30 Wicklungen (Durchmesser 4cm) verwendet. Trotz dieses kleinen Versuchsaufbaus konnte ich mit etwas Abstimmung bereits Objekte orten, die 5 cm Abstand hatten. Lässt sich dies 1:1 auf eine größere Spule (Durchmesser) übertragen wäre das sehr ordentlich.

Dazu kamen folgende Fragen auf: Auf welcher Frequenz wird gearbeitet? Hört man die Grundfrequenz des Oszillators oder ist das eine Interferenz mit einem andern Signal?

Beobachtung: Der Sinus ist sehr unsauber aber er ist da. Wird dann heller bei Annährung. Bei einer anderen Potistellung kommt zu dem Ton noch ein Brummen das bei Annährung dazu. In dieser Einstellung ist die Reichweite am größten. Stromversorgung war ein 9V Block.

20 µs/Skt

Diese Beobachtungen werden durch ein Oszillogramm ergänzt. Man sieht ein sehr unregelmäßiges Signal. Der Rechteckoszillator regt offensichtlich den Schwingkreis zu Eigenschwingungen an, die wiederum den Oszillator beeinflussten. Bei manchen Einstellungen entstehen dabei hörbare Töne, die sich mit geringen Änderungen der Induktivität verändern. An anderen Stellen entsteht sogar ein Rauschen. Die Schaltung mutiert also zu einem Chaosgenerator. Wenn das kein Hack ist!

Hack 12: Elkos bipolar formieren, aus www.elektronik-labor.de/Notizen/Elko.html

Den Timer ganz langsam laufen lassen, zwei Widerstände dran und dann noch den vorgesehenen 5-V-Spannungsregler rein, damit man auch hohe Spannungen verwenden kann. Fertig ist die vollautomatische Verpolungs- und Umpolungsmaschine. Und die Widerstände sorgen für die nötige Strombegrenzung, damit der Elko garantiert nicht überhitzt. Bei Falschpolung ist der 1,5-k-Widerstand zuständig. Der Leckstrom kann also maximal auf 16 mA ansteigen, wenn eine Spannung von 24 V anliegt.

Ein paar Stunden später zeigt der Elko eine Spannungsfestigkeit bis ca. -20 V. Weitere Messungen haben gezeigt dass aus dem Elko ein vollwertiger bipolarer Elko geworden ist. Allerdings hat er jetzt nicht mehr 100 µF sondern nur noch 78 µF. Das macht Sinn, denn jetzt gibt es zwei Aluminiumoxid-Schichten, also auf beiden Platten, die sich wie zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren verhalten. Vorher gab es nur eine.

Hack 13: Belastungstest für den ULN2003, aus www.elektronik-labor.de/Notizen/ULN2003.html

Das Datenblatt des ULN2003 sagt, dass ein Ausgang 500 mA verkraften kann. Und man darf mehrere Treiber parallel schalten um mehr Strom zu schalten. Über eine Gesamtbelastung steht da nichts, ich meine aber, dass frühere Datenblätter mal irgendwas in Richtung 1 A sagten.

Auf einer Steckplatine wurden dann zusätzliche Glühlämpchen parallel angeschlossen. So konnte 100-mA-weise die Belastung erhöht werden. Auf der Platine war noch der 555 als Blinker aktiv. Mit dem Oszilloskop wurde gleichzeitig die Emitter-Kollektor-Restspannung gemessen. Sie steigt von ca. 1 V bei 100 mA bis auf fast 2 V bei 500 mA. Daraus ergibt sich schon eine Verlustleistung von fast einem Watt, was wohl etwa als die Grenze angesehen werden kann. Die Platine ist aber thermisch sehr günstig, weil eine große Massefläche an der Unterseite als Kühlfläche arbeitet. Während der Versuche hat es übrigens auch mal einen Kurzschluss an den Lampen gegeben, allerdings mit einer eingestellten Strombegrenzung von 1 A am Netzteil. Der ULN hat' s überlebt.

Hack 14: Podracer 2.0, ein automatischer Roboter mit Steuerung über NE555 und ULN2003 an 3 V in Youtube.

Das Fahrwerk ist in einem andern Video beschrieben: Zwei kleine DC-Motoren bekommen weiche Kabelisolierungen als "Räder". Schrag gestellt sorgen sie für den Antrieb. Man sieht, es geht auch ohne Getriebe und ohne Düsentriebwerke.