1.Einleitung
2.Schaltmodul
3.Grundplatte
4.Die Matrix
5.Die Anzeigeeinheit
6.LED-Wechselblinker
7.Tongenerator
1.Einleitung
Die Aufgabenstellung unseres Projektes war es eine Konstruktion zu bauen, damit sich eine Tür wie von Geisterhand
alleine öffnet. Da wir keine reinen Mechaniker sind, fiel ein Motor als Lösung des Problems aus
. Also entschieden wir uns für einen elektro-mechanischen Ansatz.
Wir hatten die Idee, dass ein gesteuertes Magnetfeld im Boden unter der Tür sie öffnet und
schließt. Da unsere Mittel begrenzt waren und sind, begnügten wir uns mit einem Türmodell.
Zur Umsetzung wurden Teilgruppen gebildet die an der jeweiligen Aufgabenstellung arbeiteten.
Die gesamte Konstruktion wurde um Tongeneratoren und Blinklichter als akustische und optische
Anzeige erweitert und alle Module mussten am Ende miteinander harmonieren, damit der Aufbau funktionieren kann.
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2.Schaltmodul
2.1.Aufbau
Das Schaltmodul wird auf eine Grundplatte von 30 x 30 cm aufgebaut. Angesteuert wird sie über
die Reedkontakte bei angeschlossener Spannungsquelle.
Auf der Grundplatte sind je 6 Elektromagnete im Winkel 0 - 45° sowie 6 Reedkontakte im Winkel
90 - 135° auf einen Achspunkt bezogen befestigt. Auf dieser steht eine gelagerte Achse mit 2
festen Auslegern, welche im 90° -Winkel ausgerichtet sind. Ausleger 1 ist mit einem Eisenstück
bestückt. Am 2. Ausleger ist ein Dauermagnet befestigt.
2.2.Funktion
Der Dauermagnet schaltet den 1. Reedkontakt und ein Stromkreis wird geschlossen. Dadurch wird
Elektromagnet 1 angesteuert. Durch die Magnetwirkung wird das Eisenstück vom Ausleger 1 angezogen.
Ausleger 2 wird dabei mitbewegt, löst Reedkontakt 1 und schließt Reedkontakt 2. Reedkontakt 2
schaltet wieder Magnet 2 frei. Dies wiederholt sich bis zum 6. Magneten.
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3.Grundplatte
Über dem Schaltmodul wird mit Abstandshaltern eine Grundplatte befestigt. Der Achspunkt wird
durchgeführt und an die freihängende Achse eine Modellholztür befestigt, um die zur Verzierung eine Wand.
eine Wand angebracht wird.
Ein Reedkontakt besteht aus 2 Schaltkontakten, in z. B. einem Glasröhrchen, die sich schließen,
sobald ein äußeres Magnetfeld einwirkt.
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4.Die Matrix
Buchse A = Reedkontakte
Buchse B = Elektromagnete
Buchse C = Relais (elektromagnetischer Schalter)
Eine Matrix ist in verschiedenen Zusammenhängen etwas, das andere Dinge umgibt, oder eine
abstrakte Struktur, innerhalb derer etwas angeordnet ist. Im elektrotechnischen Bereich ist
die Matrix eine Steckplatte aus nicht leitendem Material, die eine beliebige Größe und eine
beliebige Anzahl von Steckbuchsen haben kann. Sie dient der flexiblen Schaltung von anderen
Baugruppen.
Die Matrix für das Projekt Magnetfeld besteht aus Plexiglas in den Abmaßen 300 x 300 x 6 mm.
Die Steckplatte hat 48 Buchsen zur flexiblen Schaltung der Anzeigeeinheit und des Schaltmoduls,
2 Buchsen für die Stromversorgung (Ein- und Ausgang) und drei 25-poligen Sub-D-Buchsen zum
Anschließen des Schaltmoduls und der Anzeigeeinheit.
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5.Die Anzeigeeinheit
Die Anzeigeeinheit dient zur Signalisierung der Position der sich in einem Winkel von 0 bis 45
Grad drehenden „Tür“ (siehe Grundplatte).
Durch das Schalten der Reedkontakte auf der Grundplatte wird das Signal über die Matrix in eine
25-polige Sub-D-Buchse der Anzeigeeinheit geleitet.
In der Anzeigeeinheit wird das Signal über eine Relaisschaltung verarbeitet und an die
Leuchtdioden sowie über Bananensteckerbuchsen an die externen Module (Tongenerator und
Blinklicht) weitergeführt.
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6.LED-Wechselblinker (astabile Multivibratoren)
Ein astabiler Multivibrator ist eine Schaltung, deren Pegelzustand sich rhythmisch ändert.
Durch das wechselseitige Ent- und Aufladen der Kondensatoren, gesteuert durch die beiden
Transistoren, entsteht ein in der Frequenz einstellbares Signal, welches die beiden LEDs
zum wechselseitigen Leuchten bringt. Diese Änderung, deren Auswirkungen durch die Leuchtdioden
sichtbar werden, betrifft den Stromfluss und die Spannung. Abhängig von der Einstellung des
Potentiometers (Spannungsregler/-teiler) ändert sich die Geschwindigkeit, mit der sie blinken.
Es werden rote und grüne Leuchtdioden verwendet
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7.Tongenerator
Als Grundlage für den Tongenerator dient die astabile Kippschaltung.
Wird die Schaltung an eine Spannungsquelle angeschlossen, wird ein Ton erzeugt, welchen man durch
einen Potentiometer (Spannungsregler/-teiler) in der Frequenz ändern kann.
Dieser Ton entsteht durch zwei wechselseitig gekoppelte Kondensatoren, die mit je einem
Transistor verbunden sind. So wird durch das Einschalten des einen das Ausschalten des anderen
verursacht. Hierdurch wird ein Impuls erzeugt, der über die angeschlossene Endstufe
(Kollektorschaltung) an den Lautsprecher geleitet wird. Der Lautsprecher formt impulsförmige Signal
in Töne um.
Die astabile Kippschaltung:
Die astabile Kippschaltung besitzt keinen stabilen Zustand. Sie kippt von einem nichtstabilen in den
anderen nichtstabilen Zustand und wieder zurück.
Die astabile Kippstufe wird hauptsächlich als Rechteckgenerator, Impulsgeber, Taktgeber, als
elektronische Blinkschaltung und als periodischer Schalter verwendet.
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