Praktisches Arbeiten

Die Einrichtung

Bevor wir loslegen können benötigen wir eine gewisse Grundausstattung, die wir uns organisieren müssen. Glücklich darf sich schätzen, wer den Platz für eine eigene Werkstatt hat. Vielleicht lässt sich ja auch mit einem ausgedienten Schreibtisch eine kleine Bastelecke einrichten. Zur Not tut es zwar auch der Küchentisch, aber hier müssen wir sehr vorsichtig sein, um nichts zu beschädigen. Egal wo wir arbeiten ist eine geeignete Arbeitsunterlage wichtig. Sie sollte möglichst rutschfest, schwer entflammbar und antistatisch sein, damit vor allem empfindliche Halbleiterbauelemente nicht durch statische Entladungen zerstört werden können. Im Bastlerbedarf gibt es passende Arbeitsmatten, die aber nicht ganz billig sind.
WerkstatteinrichtungZum Herstellen der Verbindungen in unseren Schaltungen ist eine passende Lötausrüstung unverzichtbar. Dazu gehört zunächst mal ein kleiner Elektronik-Lötkolben. Einen passenden Lötkolbenständer können wir uns aus etwas Metallblech selbst bauen, denn ein heißer Lötkolben darf nie einfach so herumliegen. Besser ist natürlich eine Lötstation, bei der man die Temperatur des Lötkolbens einstellen kann. Ausserdem benötigen wir noch passendes Lot und Flussmittel. Am besten eignet sich ein Lötdraht mit einer Seele aus Kolophonium. Wir besorgen uns noch etwas säurefreies(!) Flussmittel nebenbei. Man bekommt es z.B. als Paste unter dem Namen "Löthonig" oder wir stellen es selbst her. Dazu besorgen wir uns Kolophonium im Bastlerbedarf oder in Musikgeschäften, denn Kolophonium benutzt man auch um den Bogen von Streichinstrumenten einzureiben. In einem kleinen Glas oder Fläschchen lösen wir es in Brennspiritus auf. So können wir es dann mit einem Pinsel auf die Lötstelle bringen.
Für Messungen an unseren Schaltungen benötigen wir ein Multimeter, mit dem wir Ströme und Spannungen messen oder sogar Widerstände und Transistoren ausmessen können. Als Werkzeug sollten wir ein paar Schraubendreher, einen Seitenschneider und eine kleine Zange griffbereit haben. Nützlich sind auch eine Pinzette und ein Glashaarpinsel, sowie ein Abisolierer oder ein Kabelmesser. Zum Entlöten ist eine kleine Entlötpumpe ganz praktisch.
Ein paar Universalleiterplatten dienen uns zunächst zum Aufbau unserer Schaltungen. Zum Verdrahten nehmen wir kleine Stücke aus einfachem Klingeldraht oder dünne Litzen. Wer das Taschengeld dafür sparen will, kann diese auch aus alten Geräten ausschlachten. In unserer Überfluss- und Wegwerfgesellschaft können wir uns zwar alles problemlos neu besorgen, aber den echten Bastler zeichnet ja gerade aus, dass er aus vorhandenen Dingen etwas "zaubert". Aus alten Geräten lassen sich viele Dinge wiederverwenden, wie z.B. Transformatoren, Lautsprecher, Schalter, Befestigungswinkel und -schienen und das eine oder andere Bauelement. Das gesparte Geld lässt sich dann an anderer Stelle besser gebrauchen.
Als Grundausrüstung soll das erst einmal genügen. Wer sparsam ist, kommt mit ca. 50€ Anfangsinvestition aus. Mit der Zeit werden wir unsere Werkstatt erweitern.

Richtig löten

KolophoniumIm Gegensatz zum Schweißen werden beim Löten die zu verbindenden Teile nicht aufgeschmolzen, sondern durch ein Lot mit geringer Schmelztemperatur verbunden. Es entsteht lediglich an der Oberfläche eine Legierung zwischen Lot und Bauteil. Das klassische Lot im Elektronikbereich besteht aus 60% Zinn und 40% Blei und ist wegen des geringen Schmelzpunktes gerade für Anfänger leicht zu verarbeiten. Im industriellen Bereich dürfen bleihaltige Lote seit 2006 nur noch im Ausnahmefall verwendet werden. Mittlerweile ist es für Privatanwender kaum noch möglich bleihaltige Lote zu bekommen. Die bleifreien Lote bestehen aus Zinn mit nur geringen Anteilen von Silber und Kupfer und haben einen um 30-50 Grad höheren Schmelzpunkt. Sie lassen sich daher schwerer verarbeiten und es entsteht eine höhere Wärmebelastung für die Bauteile und die Lötkolbenspitze, die dadurch schneller verschleisst. Achtung, besonders bei Reparaturen an älteren Geräten muss man beachten, dass sich die verschiedenen Lote nicht vermischen lassen!

Der Lötvorgang

Als erstes bringen wir unseren Lötkolben auf Temperatur. Unsere Löttemperatur sollte etwa 100-150 Grad über dem Schmelzpunkt des Lotes liegen. Bei bleihaltigen Loten sind 300°C-330°C optimal, bei bleifreien Loten entsprechend mehr. Die zu verbindenden Teile befreien wir so gut es geht von Schmutz, Fett und Korrosion. Auch die Lötspitze muss sauber sein. Vor dem Löten wischen wir sie z.B. an einem nassen Schwamm ab. Die Teile sollten gut mechanisch fixiert werden. Dann berühren wir sie möglichst großflächig mit der Lötkolbenspitze, um sie schnell zu erwärmen. Jetzt führen wir Lot mit Flussmittel zu und warten bis es die Teile gut benetzt und eine großflächige Verbindung mit den Werkstücken hergestellt hat. Während der Abkühlphase dürfen sich die Teile nicht bewegen. Der ganze Lötvorgang sollte nicht länger als 5 Sekunden dauern. Zum Schluss noch überschüssiges Flussmittel entfernen, denn Kolophonium ist hygroskopisch und zieht Feuchtigkeit an.

Als Bildbeispiel das Verbinden von zwei Litzen. Zunächst die Enden vorsichtig abisolieren ohne die Leiter zu beschädigen. Anschliessend verdrillen wir die feinen Drähte zwischen den Fingerspitzen. Die Enden werden jetzt zunächst einzeln verzinnt. Nur soviel Lötzinn verwenden, dass es die Zwischenräume ausfüllt. An der Oberfläche sollte die Struktur der einzelnen Drähtchen noch erkennbar sein. Jetzt verdrillen wir beide Enden miteinander, um sie zu fixieren. Mit etwas Flussmittel und wenig Lot werden in einem weiteren Lötvorgang beide Enden verbunden. Jetzt müssen wir die Lötstelle nur noch mit einem Isolierschlauch überziehen. Am besten eignet sich ein sogenannter Schrumpfschlauch, der durch Erwärmen einläuft wie zu heiss gewaschene Wäsche und sich fest um die Verbindung legt und nicht mehr verrutschen kann.
Bei Reparaturarbeiten müssen die defekten Bauelemente zunächst fachgerecht entlötet werden. Dazu wird die Lötstelle erwärmt und das flüssige Lot entfernt. Am besten eignet sich eine Entlötpumpe, die das Lot absaugt oder etwas Litze, die das Lot aufgrund der Kappilarwirkung aufnimmt.

Mögliche Fehler

Fehler beim Löten können Bauelemente beschädigen oder führen zu sogenannten "kalten Lötstellen", die keine zuverlässige elektrische Verbindung gewährleisten. Die Bauteile werden dabei eher verklebt statt verlötet. Bei bleihaltigen Loten erkennt man kalte Lötstellen meist schon am Aussehen. Eine gute Lötstelle hat eine schön glänzende Oberfläche. Lötstellen mit bleifreiem Lot sind immer matt und man kann kalte Lötstellen nur schwer erkennen. Hier die wichtigsten Fehler und ihre Folgen:


Messtechnik

MultimeterFür den Anfang kommt es vor allem darauf an Ströme und Spannungen in unseren Schaltungen zu messen. Sogenannte Multimeter können beide Aufgaben übernehmen. Je nach Gerät kann man mit einer internen oder externen Stromversorgung auch andere Werte, wie Widerstände, Kapazitäten von Kondensatoren oder Verstärkungsfaktoren von Transistoren messen.
Messgeräte gibt es mit digitaler Anzeige oder als Zeigerinstrument. Letztere haben den Vorteil, dass sie Ströme und Spannungen auch ohne zusätzliche Stromversorgung messen können. Digitale Instrumente können unter Umständen eine Genauigkeit vortäuschen, die sie vielleicht gar nicht besitzen. Also besser ein gut geeichtes Analoginstrument, als ein minderwertiges Digitalgerät.
Haben wir es mit für den Menschen gefährlichen Spannungen zu tun, steht Sicherheit an erster Stelle. Wir benutzen nur gut isolierte und unbeschädigte Leitungen und Meßspitzen. Aber auch kleine Spannungen können Schäden anrichten, wenn wir an unserem Instrument den falschen Messbereich einstellen. Darum beginnen wir immer mit dem höchsten Messbereich und schalten dann stufenweise herunter, bis wir einen brauchbaren Ausschlag erhalten.
StrommessungFür sehr genaue Messungen müssen wir berücksichtigen, dass der Messvorgang selbst zu Messfehlern führt. Bei Strommessungen müssen wir den Stromkreis auftrennen und das Messgerät einfügen. Das bleibt nicht ganz ohne Folgen, denn jedes Messgerät hat einen Innenwiderstand, der jetzt in Reihe zum restlichen Stromkreis liegt. Dadurch ist der Strom während der Messung etwas geringer, als ohne Messgerät. Der Innenwiderstand eines Strommessers (Amperemeter) sollte so gering wie möglich im Verhältnis zum restlichen Stromkreis sein. Ideal wäre natürlich ein Innenwiderstand von 0Ω.
SpanungsmessungBei einer Spannungsmessung liegt der Innenwiderstand des Messgerätes parallel zu den Messpunkten. Dadurch wird der Gesamtwiderstand und damit auch die gemessene Spannung geringer. Ein Spannungsmesser (Voltmeter) sollte darum einen möglichst hohen Widerstand haben, idealerweise unendlich groß.
Der Innenwiderstand eines Messgerätes hängt unter anderem vom gewählten Messbereich ab. Um mit den empfindlichen Messwerken auch höhere Ströme und Spannungen messen zu können, werden je nach Messbereich Widerstände parallel oder in Reihe zum Messwerk dazugeschaltet.
Bei Wechselspannung /-strom zeigen die Messgeräte den Effektivwert an. Die Bauelemente in unserer Schaltung müssen aber mindestens für die auftretende Spitzenspannung ausgelegt sein!




< Startseite <   > nächste Seite >