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Inhaltszusammenfassung für Franzis 192501 - 62
- Seite 1 65141-7 Handbuch 17.08.12 13:18 Seite 1 Fledermaus- detektor zum Selberbauen...
- Seite 2 Impressum © 2012 Franzis Verlag GmbH, 85540 Haar bei München www.elo-web.de Autor: Burkhard Kainka ISBN 978-3-645-65141-7 Alle Rechte vorbehalten, auch die der fotomechanischen Wiedergabe und der Speicherung in elektronischen Medien. Das Erstellen und Verbreiten von Kopien auf Papier, auf Datenträger oder im Internet, insbesondere als PDF, ist nur mit ausdrücklicher Genehmigung des Verlags gestattet und wird widrigenfalls strafrechtlich verfolgt.
- Seite 3 Fledermausdetektor selbst bauen Weitgehend unbemerkt jagen Fledermäuse an vielen Orten in warmen Sommernächten nach Insekten. Oft bemerken wir nichts davon, weil eine Fledermaus in der Dämmerung leicht mit einem kleinen Vogel verwechselt werden kann. Die meis- ten Fledermäuse werden aber erst munter, wenn die Vögel bereits ihre Schlafplätze aufgesucht haben.
- Seite 4 kann Töne bis zu einer höchsten Frequenz von 20 kHz hören, in höherem Alter sinkt diese Grenze teilweise bis unter 10 kHz ab. Eine Fledermaus ruft aber mit Frequenzen weit oberhalb von 20 kHz, je nach Art z. B. bei 40 kHz oder noch höher. Der Fledermausdetektor »übersetzt«...
- Seite 5 Die Platine Die wichtigsten weiteren Bauteile sind das Ultraschall- Mikrofon, der Lautsprecher und die beiden Einstellregler für die Lautstärke (mit Schalter) und für die Frequenz. Die übri- gen Bauteile müssen noch in die Platine eingelötet werden. Ein Verstärker-IC LM386 mit acht Anschlussbeinchen sorgt für die erforderliche Lautstärke.
- Seite 6 Elektrolytkondensatoren, zwei mit 10 µF (Mikrofarad) und zwei mit 100 µF. Bauteile Bestückte Platine Lautsprecher 8 Ω Ultraschall-Mikrofon 40 kHz Potentiometer 22 kΩ mit Schalter Potentiometer 22 kΩ...
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Seite 7: Montage Der Bedienelemente
2 Drehknöpfe IC1 78L05 IC2 LM386 R5 470 Ω (Gelb, Violett, Braun) C6, C8 Elko 10 µF C4, C9 Elko 100 µF Drahtlitze Batterieclip 9 V Montage der Bedienelemente Der fertige Gerät hat zwei Drehregler für Frequenz (kHz) und Lautstärke (Vol) und einen Lautsprecher hinter den Schall- löchern. - Seite 8 Bauen Sie zuerst den Lautsprecher ein, indem Sie ihn in die entsprechende Halterung schieben. Verwenden Sie am besten auch gleich etwas Klebstoff, um ihn dauerhaft zu fixieren. Bauen Sie die beiden Potentiometer (Potis) so ein, wie es das Bild zeigt. Das Poti mit dem zusätzlichen Drehschalter und insgesamt fünf Anschlüssen ist der Lautstärkeregler (Vol), das Poti mit nur drei Anschlüssen der Frequenzregler (kHz).
- Seite 9 dabei nicht die zugehörigen Unterlegscheiben. Beim Anziehen der Muttern kann eine Flachzange helfen. Lautsprecher und Potis Beim Einbau des Ultraschall-Mikrofons muss die Einbau- richtung beachtet werden. Einer der beiden Anschlüsse (Masse, im Foto rechts, markiert mit einem schwarzen Punkt) ist leitend mit dem Alugehäuse verbunden, der andere (Signal, im Foto links) ist gegenüber dem Gehäuse isoliert.
- Seite 10 Das Mikrofon Bauen Sie das Mikrofon so in die obere Seitenwand des Gehäuses ein, dass der Massepin näher am Klappdeckel liegt. Markieren Sie diesen Anschluss eventuell wie im Foto durch einen Punkt, damit er später nicht verwechselt wird. Das Mikrofon soll mit etwas Klebstoff befestigt werden, damit es unbeweglich wird und keine Nebengeräusche entstehen können.
- Seite 11 Einbau des Mikrofons Lötarbeiten Falls Sie noch wenig Erfahrung mit dem Löten haben, ist es sinnvoll, mit den Drähten zu beginnen und diese mit dem Lötkolben vorzubereiten. Zum Aufbau des Geräts werden fünf Kabelabschnitte benötigt. Schneiden Sie zunächst Kabelstücke der folgenden Längen ab: 2 x 12 cm 3 x 5 cm...
- Seite 12 Entfernen Sie die Isolierung am Ende auf einer Länge von 5 mm. Die Isolierung ist relativ weich und kann mit etwas Kraft mit den Fingernägeln abgezogen werden. Verdrillen Sie die feinen Adern mit den Fingern. Verzinnen Sie die abisolierten Kabelenden mit dem Lötkolben, damit die feinen Adern zusammen bleiben.
- Seite 13 Schaltbild der Platine...
- Seite 14 Das Schaltbild der Platine dient zur besseren Orientierung, falls Sie bereits Erfahrungen mit elektronischen Schaltungen haben. Das Gerät wird aber auch dann funktionieren, wenn Sie nicht alles genau verstehen sollten Am Ende dieser Anlei- tung finden Sie auch doch den Komplettschaltplan mit Mikrofon, Lautsprecher und Potis.
- Seite 15 Der Bestückungsplan zeigt alle Bauteile mit ihren Werten und Teilenummern. Vergleichen Sie zuerst die Platine mit diesem Plan, um sich einen Überblick zu verschaffen, welche Bauteile bereits aufgelötet sind und welche Sie noch selbst einbauen müssen. Bauen Sie zuerst die integrierten Schaltungen ein. Beginnen Sie mit dem Lautsprecherverstärker LM385 (IC2).
- Seite 16 IC1 und IC2 eingebaut Bauen Sie als Nächstes die Elkos ein. Beachten Sie dabei die Einbaurichtung. Die Elkos besitzen einen weißen Strich zur Kennzeichnung ihres Minuspols. Der gegenüber liegende Pluspol ist auf der Platine mit einem Pluszeichen markiert. Kontrollieren Sie vor dem Anlöten noch einmal die Richtung. Bei den oberen beiden Elkos C6 (10 µF) und C9 (100 µF) weist der weiße Strich nach rechts, bei den rechten beiden Elkos C4 (100 µF) und C8 (10 µF) weist er nach links.
- Seite 17 Eingebaute Elkos Jetzt fehlt nur noch ein Bauteil, der Widerstand mit 470 Ω (Gelb, Violett, Braun). Diesmal ist die Einbaurichtung unbe- deutend.
- Seite 18 Die fertig bestückte Platine Kontrollieren Sie am Ende noch einmal die Lötstellen. Eine zuverlässige Verbindung erkennt man an ihrer glatten Ober- fläche. Meist findet man neben den Lötstellen noch etwas Flussmittel (Kolophonium), was aber völlig unbedenklich ist, weil es gut isoliert.
- Seite 19 Lötstellen auf der Unterseite der Platine Nun folgt die Endmontage. Die Platine wird dabei so mit den übrigen Bauteilen verbunden, dass sie auch mechanisch fest- gehalten wird. Verwenden Sie die abgeschnittenen harten Drahtstücke der Elkos für einige der Verbindungen, damit die Platine stabil gehalten wird.
- Seite 20 Einbau der harten Drähte Die Anschlüsse LS+ und LS- werden mit kurzen Drahtstücken mit dem Lautsprecher verbunden. Ein Draht führt von V+ zu einem Pol des Schalters auf dem Lautstärkepoti. Der Anschluss P1A wird mit dem oberen Anschluss des Frequenz- potis verbunden, der Anschluss P1S mit dem Mittelpin (Schleifer).
- Seite 21 Alle weiteren Verbindungen werden mit weichem Kabel gebaut. Die drei Anschlüsse P2B, P2S und P2A führen zum Lautstärkepoti. Am zweiten Pol des Schalters wird der Pluspol (rot) des Batterieclips angelötet. Der Minuspol führt zum Anschluss GND (Ground, Masse). Einbau der weichen Kabel Zwei weitere Drähte von 12 cm Länge führen zum Ultra- schallmikrofon.
- Seite 22 Verbindung zum Mikrofon Der erste Test Setzen Sie eine 9-V-Batterie ein und schalten Sie das Gerät ein. Stellen Sie zunächst eine mittlere Lautstärke ein. Sie hören ein leises Rauschen. Reiben Sie dann ganz leicht den Zeigefinger gegen den Daumen. Dabei entsteht ein leises Geräusch, das Sie nur nahe am Ohr wahrnehmen können.
- Seite 23 detektor ist bei dieser Frequenz besonders empfindlich. Auch im Abstand von einem Meter sind Geräusche reibender Finger noch deutlich zu hören. Testen Sie das Gerät bei unterschiedlichen Einstellungen und auch bei voller Lautstärke. Wenn alles in Ordnung ist, arbeitet das Gerät stabil. Falls ein Pfeifen hörbar wird, das bei kleinerer Lautstärke ganz verschwindet, kommt es zu einer akustischen oder elektrischen Rückkopplung.
- Seite 24 Mischer zu testen, berühren Sie den Mikrofoneingang am Pin K1. Dabei sollte ein lautes Rauschen oder Summen entstehen, weil elektrische Störsignale wie über eine Antenne einge- koppelt werden. Berühren Sie auch einmal die Anschlüsse des Mikrofons und das Mikrofon-Gehäuse. Nur der Signalpin sollte ein lautes Geräusch liefern.
- Seite 25 sche einer Fledermaus. Und wenn Sie einmal die Richtung gefunden haben, fällt es auch nicht mehr schwer, sie zu sehen. Meist fliegen die Tiere in engen Kreisen, auf der Jagd nach Insekten. Manchmal jagen sie immer um einen Baum herum oder immer wieder nahe an einem Haus entlang, manchmal auch tief über dem Boden, je nachdem, wo sich gerade die meisten Insekten aufhalten.
- Seite 26 wird es aber einfacher, die Richtung auszumachen. Vielleicht haben Sie die ganze Zeit vergeblich über dem Wasser nach den Tieren gesucht, aber das Gerät weist nach oben. Und tatsäch- lich, da ist eine größere Gruppe zwischen den Baumwipfeln gut gegen den Abendhimmel zu sehen. In anderen Fällen weist das Gerät nach vorn, und Sie entdecken die Tiere über dem Wasser.
- Seite 27 bei einer bestimmten Einstellung des Geräts besonders gut zu hören ist. Auch das Klicken der Tasten an Ihrer Computer- Maus erzeugt Töne im Ultraschallbereich, weil die beteiligten Metallteile sehr klein sind. Andere Geräusche sind im normalen Hörbereich sehr leise, im Ultraschallbereich dagegen sehr laut.
- Seite 28 Schwebungstöne Besonders stabile Ultraschalltöne werden von Röhrenmonito- ren und Röhrenfernsehern abgestrahlt. Man hört dann die Zeilenfrequenz oder ihre Obertöne. Ein üblicher Röhrenfern- seher arbeitet mit 15,625 kHz, ein hoch auflösender Compu- termonitor z. B. mit ca. 60 kHz. Mit dem Frequenzregler können Sie einen gut hörbaren Ton von z.
- Seite 29 Der Dopplereffekt tritt mit dem Ultraschalldetektor noch deutlicher hervor und ist auch schon bei kleinen Geschwin- digkeiten gut zu hören, weil eine relative Frequenzänderung durch das Heruntermischen größer wird. Wenn sich die Ton- höhe bei 40 kHz um 1% ändert, macht das 400 Hz aus. Heruntergemischt auf 1 kHz bleibt der Unterschied von 400 Hz erhalten, macht aber nun 40 % aus und ist damit deut- licher zu hören.
- Seite 30 Wenn stehende Wellen zu beobachten sind, kann man sehr leicht die Wellenlänge ausmessen. Am besten gelingt dies, wenn der Schall von einer geraden Wand genau wieder auf die Schall- quelle zurück reflektiert wird. Der kürzeste Abstand zwischen zwei Lautstärke-Minima ist eine halbe Wellenlänge. Aus der Wellenlänge lässt sich die Frequenz berechnen, denn es gilt die Beziehung: Frequenz = Schallgeschwindigkeit / Wellenlänge.
- Seite 31 würden dafür millionenfach höhere Geschwindigkeiten nötig. Wenn Sie also unsicher sind, ob Sie gerade ein Schallsignal oder ein elektrisches Signal empfangen, bewegen Sie das Gerät hin und her. Wenn sich dabei die gehörte Frequenz verändert, handelt es sich eindeutig um ein Schallsignal. Der Ultraschalldetektor kann mit geringem Aufwand zu einem Detektor für elektrische Wechselfelder im Frequenzbereich 20 kHz bis 100 kHz erweitert werden.
- Seite 32 Erläuterungen zum Schaltbild Die wichtigsten Bauteile des Fledermausdetektors stammen aus der Radiotechnik. Die Aufgabe ist ganz ähnlich: Signale mit hoher Frequenz müssen so verarbeitet werden, dass sie hörbar werden. Aber statt einer Antenne besitzt der Fledermaus- detektor ein spezielles Mikrofon, das seine höchste Empfind- lichkeit im Ultraschallbereich bei etwa 40 kHz hat.
- Seite 33 samt können jedoch Signale zwischen 20 kHz und 100 kHz verarbeitet werden. Das Ultraschallmikrofon ist direkt mit der Basis des rausch- armen Transistors BC859 verbunden. Dieser Vorverstärker bietet eine optimale Anpassung und etwa 100-fache Span- nungsverstärkung (20 dB). Ein paralleler Kondensator am Eingang schwächt eindringende HF-Signale und vermindert die Empfindlichkeit gegen elektromagnetische Störungen.
- Seite 34 Drahtbrücke eingebaut werden, um die Verstärkung um 10 dB zu vergrößern. Je größer die Verstärkung ist, desto eher kann es allerdings zu einer akustischen Rückkopplung mit unangenehmen Pfeifgeräuschen kommen. Der Endverstärker erzeugt üblicherweise gewisse Spannungs- einbrüche auf der Betriebsspannung, weil der Innenwider- stand der Batterie nicht beliebig klein sein kann.