Zusätzlich zu dem Ablauf und den Schaltskizzen könnt ihr hier herunterladen.

Die Aufgabe:
Unsere fast nicht zu schaffende Aufgabe war, eine Platine zu bauen, die es uns ermöglicht einen Motor in verschiedene Geschwindigkeiten zu versetzen. Es sollte ebenfalls ein Programm zur Ansteuerung der Platine geschrieben werden.

Schaltplanbeschreibung

Tag 1: Als erstes wurde ein Gruppenleiter gewählt, der unser ganzes Projekt zu verantworten hatte. Dieser teilte die Gruppe auf und wies sie in ihre Aufgaben ein. Dann wurde der Schaltplan gezeichnet und das Programm (Motorama für QBasic) wurde geplant und mit der Programmierung angefangen. Problem machte das Berechnen der Widerstände. Tag 2: Da wir nun einen Schaltplan hatten, konnten wir mit der Zeichnung des Platinenplans beginnen. Dann wurde die Platine ausgeschnitten. Marty schwitzte Blut und Wasser bei der Programmierung, den es wolllte einfach nicht so recht Form annehmen.

Tag 3:
Heute wurden die Unterbrechungen auf der Leiterplatte eingeritzt, die dazu da sind, dass kein Strom über die Grundplatte von einem Bauelement zu einem anderen fließen kann, sondern der Strom zwangsläufig durch die Bauelemente fliessen muß.

Tag 4:
Mit dem Einritzen sind wir fertig geworden und die Platine wurde noch gesäubert. Wir haben die Platine mit Löttinktur eingerieben, um das Kupfer am Oxidieren zu hindern und der Lötzinn besser zerfließt. Jetzt muss die Platine noch auf der Heizung trocknen und dann kann sie mit den ersten Bauelementen bestückt werden. Das Programm hat jetzt schon ein funktionstüchtiges Hauptmenü.

Tag 5:
Heute wurde gelötet. Die Platine wurde mit den Dioden und den Anschlüssen für den Computer ausgesattet.

Tag 6:
Auch einer der 2 Transistoren ist nun auf unserer Leiterplatte. Da uns heute ein Gruppenmitglied fehlt, kommen wir nur schleppend voran. Auch die Tatsache, dass wir in mühevoller Kleinarbeit einen Motor in diversen Kisten suchen durften und feststellten, das keiner vorhanden war. Auch in Sachen Programmierung ging es vorwärts. Nach 2 1/2 Monaten harter Arbeit fehlen jetzt nur noch die "Hilfemenüs".

Tag 7:
Nun am 7.Tag kam die erfreuliche Nachricht, dass die "Hilfemenüs"[außer ein paar kleinen Bugs] fertig ins Programm eingebunden sind. Doch nicht nur Gutes ist uns widerfahren! Durch Sabotage an unserer Platine [es wurde ein immens wichtiges Kabel auf brutalste Weise abgerissen!!!] wurden wir wochenlang in unserer Arbeit zurück geworfen! (Man könnte auch sagen, dass jetzt ein Freiwilliger das Kabel wieder anlöten muss und dafür 5 Minuten seiner kostbaren Arbeitszeit verschwenden muss *lol*). Trotz alledem beginnen wir jetzt den NPN Transistor aus zumessen und anzulöten. Auch die Widerstände werden demnächst folgen.

Tag 8:
Der Motor läuft! Haltet ihn fest! Heute ist auch schon die Beschreibung für die Schaltung fertig und einer von 10 Widerständen ist angelötet worden. Wir haben auch heute etwas gutes für die Allgemeinheit getan!! Wir haben mit Herrn Ludwig ein Spannungsquelle repariert.

Tag 9:
Marty ist heute mit seinem Programm motorama.zip fertig geworden, und wir mussten feststellen, dass wir ohne Überstunden nicht mehr fertig werden können. Ein NPN-Transistor hat sich als PNP-Transistor entpuppt (also wieder auslöten neuen NPN finden). Ansonsten fühlen wir uns recht allein gelassen, da wir bestimmt die Hälfte der Zeit mit warten verbracht haben, weil nicht die notwenigen Materialien vorhanden waren. Ein Nachteil der Themaarbeit ist der, dass eine Lehrkraft mehrere Gruppen zu " versorgen " hat. Aus diesem Grund haben wir (3 von 4 aus unserer Gruppe) heute nur einen PNP-Transistor durch einen NPN-Transistor ersetzt.

Tag 10:
Heute war totales Chaos, jeder hat an jedem gearbeitet, und wir sind bis auf die Schaltung fertig geworden.

Wie groß sind die Widerstände???
Nach Aufbau der Schaltung (noch ohne Widerstände) wird gemessen, bei wieviel Stromstärke der Motor gerade nicht läuft (jeder weitere Strom führt zum losfahren). Weil wir einen 12-Volt-Motor verwendeten, wurde eine Spannung von 12 Volt angelegt. Unser Motor läuft bei ca. 10mA los. R_min muss durch Probieren herausbekommen werden, da wir die Stromverstärkung der Transitoren nicht kennen. Wenn wir R_minbestimmt haben, können wir die Stromverstärkung feststellen:
I = 12V / 680 kW rund 20 µA
Beta = 10mA / 20 µA = 10000 µA / 20 µA = 500
Wir messen, wieviel Strom(stärke) der Motor braucht, um auf voller Fahrt zu sein. Dies ist in unserem Beispiel ca. 300 mA. Wir ziehen nun den Wert der ersten Messung von der zweiten ab (300mA - 10mA = 290 mA). Teilt man nun die 290mA durch die 255 möglichen Schritte (8 Datenbits = 256 Zustände - 1), so erhält man ca. 1,14 mA. Diese 1,14mA müssen dann durch die Stromverstärkung geteilt werden.
1,14 mA/500 = 2,28 µA
Wir erhalten die Stromstärke die durch den größten Widerstand an den Datenbits fließen muß. Zur Berechnung der Widerstände brauchen wir noch die anliegende Spannung an diesen Widerständen. Sie beträgt ca. 4,8 Volt (5 Volt Computerausgang - 0,2 V Dioden).
R₀ = 4,8 V / 2,3 µ A = 2,1 MW
Jeder weitere Widerstand muß immer halb so groß sein (Binäres zählen nur halt unter dem Bruchstrich), wie sein "Vorgänger", um eine funktionierende Schaltung zu erhalten.