Werkstättenprotokoll 13.11

Inhalt

1. Übung: NPN-Transistor als Schalter
   • Ziel: Eine Glühlampe mit einem Taster ein- und auszuschalten
   • Umsetzung
     1. Schaltplan erstellen mit easyEDA
     2. Schaltung berechnen
     3. Prototyp mit der Hilfe des Steckbretts schaltplangetreu aufbauen
2. Das Relai
   • Ziel: Eine Lampe mit einem Taster ein und aus zu Schalten
3. Der Halleffektsensor
   • Ziel: Ein magnetisches Feld mit einem Mikrocontroller messen zu können

Protokoll

Übung: NPN-Transistor als Schalter

Ziel der Übung war es, eine Glühlampe mit der Hilfe eines NPN-Transistors ein- und auszuschalten.

Schaltplan

Schaltung berechnen

Auf dem Schaltplan ist ein Basiswiderstand zu finden. Dieser wurde mit folgender Formel berechnet:

$R_b = \frac{U_E-1,4}{I_b}$

$I_b$ entspricht dabei $\frac{I_C}{h_{FE}}$.

Weiteres zu dem NPN-Transistor kann unter diesem Skriptumseintrag nachgelesen werden.

Das Relai

Ziel der Übung war ähnlich zu der des Transistors. Der Unterschied: Diesmal soll der Transistor mit einem Relai ersetzt werden.

Schaltplan

Auf dem Schaltplan ist ein Übungsrelai zu sehen, welches durch einen Transistor und einem Taster gesteuert wird.

Funktionsweise eines Relais

Dies kann aus diesem Skriptumseintrag entnommen werden.

Aufbau

Der Halleffektsensor

Bei diesem praktischen Aufbau war das Ziel, ein magnetisches Feld zu messen und über die serielle Schnittstelle eines ESP32 auszugeben.

Funktionsweise des Halleffektsensors

Ein Halleffektsensor nutzt den Hall-Effekt, bei dem in einem stromdurchflossenen Leiter eine Spannung (Hall-Spannung) entsteht, wenn dieser senkrecht zu einem Magnetfeld steht. Die Stärke der Hall-Spannung ist proportional zur Stärke des Magnetfelds. Dadurch kann der Sensor magnetische Felder erfassen und zur Messung von Position, Drehzahl oder Strom verwendet werden.

Diese Grafik kann diesen Prozess näher beschreiben:

Code

Mit folgendem Code konnte das magnetische Feld gemessen werden:

#include <Arduino.h>

#define SENSOR 33

void setup() {
  pinMode(SENSOR, INPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  Serial.println(analogRead(SENSOR));
}

Code

Der gesamte Code befindet sich auf Github und kann unter diesem Link geöffnet werden.