Elektronik Hacks · Ein Do it Yourself Guide für Einsteiger by Monk, Simon -- Read -- Imperial Library of Trantor

Index

Impressum Danksagungen Einführung

Erforderliche Bauteile und Werkzeuge Aufbau dieses Buches

Kapitel 1: Erste Schritte

1.1 Bezugsquellen

1.1.1 Beschaffung von Bauteilen 1.1.2 Geräte zum Hacken 1.1.3 Die wichtigsten Werkzeuge

1.2 Abisolieren eines Kabels

1.2.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge

1.3 Kabelverbindung durch Verdrillen

1.3.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge

1.4 Kabelverbindung durch Löten

1.4.1 Schutzvorkehrungen 1.4.2 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 1.4.3 Löten 1.4.4 Kabel verbinden

1.5 Durchgangsprüfung

1.5.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge

1.6 Computerlüfter als Lötrauchabsauger

1.6.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 1.6.2 Aufbau

Schritt 1: Abisolieren der Netzteilkabel Schritt 2: Feststellen der Polarität des Netzteilkabels Schritt 3: Verbinden der negativen Leitungen Schritt 4: Verbinden der positiven Leitung mit dem Schalter Schritt 5: Testen

1.7 Zusammenfassung

Kapitel 2: Theorie und Praxis

2.1 Zusammenstellen einer Ausrüstung für Einsteiger

2.1.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge

2.2 Identifizieren elektronischer Bauteile

2.2.1 Widerstände 2.2.2 Kondensatoren 2.2.3 Dioden 2.2.4 LEDs 2.2.5 Transistoren 2.2.6 Integrierte Schaltkreise (ICs) 2.2.7 Sonstiges 2.2.8 SMD-Bauteile

2.3 Strom, Widerstand und Spannung

2.3.1 Strom 2.3.2 Widerstand 2.3.3 Spannung 2.3.4 Das ohmsche Gesetz

2.4 Leistung 2.5 Lesen eines Schaltplans

2.5.1 Erste Regel für Schaltpläne: Positive Spannungen gehören nach oben 2.5.2 Zweite Regel für Schaltpläne: Ablauf von links nach rechts 2.5.3 Bezeichnungen und Werte 2.5.4 Schaltzeichen

2.6 Zusammenfassung

Kapitel 3: Einfache Hacks

3.1 Erhitzen eines Widerstands

3.1.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 3.1.2 Das Experiment

3.2 Verwenden von Widerständen zur Spannungsteilung

3.2.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge

3.3 Umwandeln eines Widerstandswerts in eine Spannung (und Bau eines Belichtungsmessers)

3.3.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge

3.4 Mobile Kleinleuchte mit Dämmerungsschalter

3.4.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 3.4.2 Steckplatine

Dunkelheit Helligkeit

3.4.3 Schaltungsaufbau

3.5 Auswahl eines Bipolartransistors

3.5.1 Datenblätter 3.5.2 MOSFETs 3.5.3 PNP- und N-Kanal-Transistoren 3.5.4 Gebräuchliche Transistoren

3.6 Steuern eines Motors per Leistungs-MOSFET

3.6.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 3.6.2 Steckplatine

3.7 Auswahl eines geeigneten Schalters

3.7.1 Taster 3.7.2 Mikroschalter 3.7.3 Wechselschalter

3.8 Zusammenfassung

Kapitel 4: LEDs

4.1 LEDs vor dem Durchbrennen schützen

4.1.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 4.1.2 Dioden 4.1.3 LEDs 4.1.4 Testen

4.2 Auswahl einer geeigneten LED

4.2.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 4.2.2 Helligkeit und Öffnungswinkel 4.2.3 Mehrfarbige LEDs 4.2.4 Infrarot- und Ultraviolett-LEDs 4.2.5 LEDs zur Beleuchtung verwenden

4.3 Konstantstromquelle mit dem LM317

4.3.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 4.3.2 Schaltungsentwurf 4.3.3 Steckplatine 4.3.4 Schaltungsaufbau

4.4 Flussspannung einer LED messen

4.4.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge

4.5 Verwenden vieler LEDs 4.6 LEDs blinken lassen

4.6.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 4.6.2 Steckplatine

4.7 Verwenden einer Lötstreifenrasterplatine zum Aufbau des LED-Blinkers

4.7.1 Entwurf des Schaltungsaufbaus 4.7.2 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 4.7.3 Schaltungsaufbau

Schritt 1: Zuschnitt der Lötstreifenrasterplatine Schritt 2: Teile des Lötstreifens entfernen Schritt 3: Verbindungen herstellen Schritt 4: Widerstände Schritt 5: Verlöten der verbleibenden Bauteile

4.7.4 Fehlerbehebung

4.8 Verwendung eines Laserdioden-Moduls 4.9 Hacken eines Spielzeugautos

4.9.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 4.9.2 Ladung eines Kondensators 4.9.3 Schaltungsentwurf 4.9.4 Schaltungsaufbau 4.9.5 Testen

4.10 Zusammenfassung

Kapitel 5: Batterien und Stromversorgung

5.1 Auswahl einer geeigneten Batterie

5.1.1 Speicherkapazität 5.1.2 Maximale Entladungsrate 5.1.3 Einwegbatterien

Batterien zusammenschalten Auswahl einer Batterie

5.1.4 Akkus

5.2 Laden von Batterien und Akkus

5.2.1 C 5.2.2 Überladung 5.2.3 Tiefentladung 5.2.4 Lebensdauer

5.3 Laden eines NiMH-Akkus

5.3.1 Normales Laden 5.3.2 Schnelles Laden

5.4 Laden eines verschlossenen Bleiakkus

5.4.1 Laden mit regelbarem Labornetzgerät

5.5 Laden eines LiPo-Akkus 5.6 Hacken eines Mobiltelefonakkus 5.7 Spannungsregelung

5.7.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 5.7.2 Steckplatine

5.8 Spannungsverstärkung 5.9 Berechnung der Laufzeit 5.10 Notstromversorgung

5.10.1 Dioden

Nur Batterie Nur Netzteil Batterie und Netzteil

5.10.2 Ladungserhaltung

5.11 Solarzellen

5.11.1 Überprüfen eines Solar-Moduls 5.11.2 Ladungserhaltung via Solar-Modul 5.11.3 Minimierung des Energieverbrauchs

5.12 Zusammenfassung

Kapitel 6: Arduino-Hacks

6.1 Anschluss des Arduinos und eine blinkende LED

6.1.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 6.1.2 Arduino anschließen 6.1.3 Sketch zum Blinken der LED ändern

6.2 Relaissteuerung per Arduino

6.2.1 Relais 6.2.2 Arduino-Ausgänge 6.2.3 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 6.2.4 Schaltungsaufbau 6.2.5 Software

6.3 Umbau eines elektronischen Spielzeugs

6.3.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 6.3.2 Schaltungsaufbau 6.3.3 Der serielle Monitor 6.3.4 Software

6.4 Spannungsmessung mit dem Arduino

6.4.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 6.4.2 Schaltungsaufbau 6.4.3 Software

6.5 LED-Ansteuerung per Arduino

6.5.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 6.5.2 Schaltungsaufbau 6.5.3 Software (Blinken) 6.5.4 Software (Helligkeit)

6.6 Tonwiedergabe mit dem Arduino

6.6.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 6.6.2 Schaltungsaufbau 6.6.3 Software

6.7 Arduino-Shields 6.8 Relaissteuerung über eine Webseite

6.8.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 6.8.2 Schaltungsaufbau 6.8.3 Netzwerkkonfiguration 6.8.4 Testen 6.8.5 Software

6.9 Steuern eines LCD-Shields per Arduino

6.9.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 6.9.2 Schaltungsaufbau 6.9.3 Software

6.10 Steuern eines Servos mit dem Arduino

6.10.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 6.10.2 Schaltungsaufbau 6.10.3 Software 6.10.4 Charlieplexen von LEDs 6.10.5 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 6.10.6 Schaltungsaufbau 6.10.7 Software

6.11 Automatische Kennworteingabe

6.11.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 6.11.2 Schaltungsaufbau 6.11.3 Software

6.12 Zusammenfassung

Kapitel 7: Modul-Hacks

7.1 Bewegungsmelder

7.1.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge (PIR und LED) 7.1.2 Steckplatine 7.1.3 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge (PIR und Arduino) 7.1.4 Schaltungsaufbau 7.1.5 Software

7.2 Entfernungsmessung per Ultraschall

7.2.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge (PIR und Arduino) 7.2.2 Der Entfernungsmesser HC-SR04 7.2.3 Der Entfernungsmesser MaxBotix LV-EZ1

7.3 Funkfernsteuerungen

7.3.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 7.3.2 Steckplatine

7.4 Funkfernsteuerung und Arduino

7.4.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 7.4.2 Software

7.5 Drehzahlregelung per Leistungs-MOSFET

7.5.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 7.5.2 Steckplatine 7.5.3 Software

7.6 Steuerung eines Gleichstrommotors mit einem H-Brücken-Modul

7.6.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 7.6.2 Steckplatine

Verwendung der Pins zur Motorsteuerung

7.7 Steuerung eines Schrittmotors mit einem H-Brücken-Modul

7.7.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 7.7.2 Schaltungsaufbau 7.7.3 Software

7.8 Ein einfaches Roboterfahrzeug

7.8.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 7.8.2 Schaltungsaufbau

Schritt 1: Roboterfahrgestell Schritt 2: Programmierung des Arduino Schritt 3: Befestigung von Arduino und Steckplatine Schritt 4: Aufbau der Schaltung auf der Steckplatine Schritt 5: Anschließen des Motors Schritt 6: Batterie anschließen

7.8.3 Testen 7.8.4 Software

7.9 Siebensegmentanzeigen

7.9.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 7.9.2 Schaltungsaufbau 7.9.3 Software

7.10 Echtzeituhr

7.10.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 7.10.2 Schaltungsaufbau 7.10.3 Software

7.11 Zusammenfassung

Kapitel 8: Sensor-Hacks

8.1 Gasmelder

8.1.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 8.1.2 Der Komparator LM311 8.1.3 Steckplatine 8.1.4 Anschluss des Methangas-Sensors am Arduino

8.2 Farbmessung

8.2.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 8.2.2 Schaltungsaufbau 8.2.3 Software

8.3 Vibrationsmessung

8.3.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 8.3.2 Schaltungsaufbau 8.3.3 Software

8.4 Temperaturmessung

8.4.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 8.4.2 Schaltungsaufbau 8.4.3 Software

8.5 Beschleunigungsmessung

8.5.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 8.5.2 Schaltungsaufbau 8.5.3 Software

8.6 Magnetfelder messen

8.6.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 8.6.2 Schaltungsaufbau 8.6.3 Software

8.7 Zusammenfassung

Kapitel 9: Audio-Hacks

9.1 Audiokabel

9.1.1 Allgemeines 9.1.2 Löten an Audiosteckern 9.1.3 Stereosignal zu Mono konvertieren

9.2 Mikrofon-Module 9.3 UKW-Abhörwanze

9.3.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 9.3.2 Schaltungsaufbau 9.3.3 Testen

9.4 Auswahl von Lautsprechern 9.5 1-Watt-Audioverstärker

9.5.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 9.5.2 Schaltungsaufbau 9.5.3 Testen

9.6 Tonerzeugung mit dem Timer-Baustein 555

9.6.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 9.6.2 Schaltungsaufbau

9.7 Steuerung elektronischer Musikinstrumente via USB

9.7.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 9.7.2 Schaltungsaufbau 9.7.3 Software

9.8 Aussteuerungsmessung per Software

9.8.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge 9.8.2 Schaltungsaufbau 9.8.3 Software

9.9 Zusammenfassung

Kapitel 10: Elektronische Geräte öffnen und reparieren

10.1 Vermeidung von Stromschlägen 10.2 Auseinandernehmen und Wiederzusammenbauen von Geräten 10.3 Überprüfen von Sicherungen 10.4 Überprüfen von Batterien 10.5 Überprüfen einer Heizspirale 10.6 Aufspüren und Ersetzen defekter Bauteile

10.6.1 Überprüfen von Bauteilen 10.6.2 Entlöten 10.6.3 Bauteile ersetzen

10.7 Ausbau noch brauchbarer Bauteile 10.8 Wiederverwendung eines Mobiltelefonladegeräts 10.9 Zusammenfassung

Kapitel 11: Werkzeuge

11.1 Verwendung eines Multimeters

11.1.1 Durchgangsprüfer und Diodentest 11.1.2 Widerstand 11.1.3 Kapazität 11.1.4 Temperatur 11.1.5 Wechselspannung 11.1.6 Gleichspannung 11.1.7 Gleichstrom 11.1.8 Wechselstrom 11.1.9 Frequenz

11.2 Überprüfen eines Transistors mit dem Multimeter 11.3 Regelbare Labornetzgeräte 11.4 Kurz vorgestellt: Das Oszilloskop 11.5 Software

11.5.1 Simulation 11.5.2 Fritzing 11.5.3 EAGLE 11.5.4 Online-Rechner 11.5.5 Widerstandsrechner

11.6 Zusammenfassung

Anhang A: Bauteile

A.1 Werkzeug A.2 Elektronische Bauteile A.3 Einsteigersortimente A.4 Widerstände A.5 Kondensatoren A.6 Halbleiter-Bausteine A.7 Sonstige Komponenten A.8 Module

Anhang B: Über den Autor

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