Nachtlicht

Bau dir dein eigenes Nachtlicht, das im Dunkeln anfängt zu leuchten.

Besonderheiten:

Das Nachtlicht reagiert über einen Lichtsensor (Fotowiderstand) auf seine Umgebung.

Gut zu wissen:

Es ist gut, wenn du schonmal gelötet hast. Sonst kannst du dir von einem Löt-Profi helfen lassen!

Das lernst du kennen:

Wie man einen komplexen Schaltkreis aufbaut und wie man lötet.

Schwierigkeitsgrad:

Profis

Dauer:

Ca. 60 Minuten

Projekt-Kategorie:

LED

Level:

Champion
Hinweise für Mentoren

Man kann den Aufbau vor dem Löten gut mit Krokodilklemmen testen. Wenn das Licht funktioniert und auf den Sensor reagiert, kann man alles löten. 

Dieses Tutorial ist auch eine schöne Übung, um löten zu lernen :-)

Material und Werkzeuge

Material

  1. Lötstation (Lötkolben ist auch ausreichend)
  2. Litze
  3. Eine 9V Batterie
  4. Ein 9V Batterieclip
  5. Schutzbrille
  6. Lötzinn
  7. Kleine Zange
  8. Transistor (NPN)
  9. Fotowiderstand
  10. Eine LED-Diode
  11. Widerstand (4.7 K Ohm oder höher) optional: 3V Knopfbatterie CR 2032 oder einen Vorwiderstand 680 Ohm
  12. Löthilfe: “dritte Hand“
Was ist Was

Transistoren & Widerstände

Was ist ein Transistor?

Der Transistor ist eines der wichtigsten elektronischen Bauteile und wird in beinah jedem elektronischen Gerät eingesetzt, um Verstärkungsaufgaben zu übernehmen. Vereinfacht gesagt, verstärkt er den Strom, der durch ihn hindurchfließt (der sogenannte Transistoreffekt). Transistoren werden auch als Ein/Aus-Schalter verwendet.

Der Begriff „Transistor“ ist eine Kurzform des englischen transfer resistor.

Auf youtube kannst du dir ein ausführlicheres Erklär-Video ansehen.

Was ist ein Foto-Widerstand?

Je mehr Licht auf den Fotowiderstand fällt, desto kleiner wird sein elektrischer Widerstand.

Fällt Licht (Photonen) auf das lichtempfindliche Halbleitermaterial des Widerstandes, dann werden die Elektronen aus ihren Kristallen herausgelöst. Der Foto-Widerstand wird leitfähiger. Je mehr Licht auf das Bauteil fällt, desto kleiner wird der Widerstand und desto größer wird der elektrische Strom.

In diesem Youtube-Video wird der Foto-Widerstand genauer erklärt.

Tipp

Du kannst alle Schritte auch erstmal mit Krokodilklemmen zusammenhalten und sehen, ob der Aufbau funktioniert. Wenn du alles richtig gemacht hast kannst du alle Verbindungen zusammenlöten.

Schaltplan

Hier kannst du dir schon mal ansehen, wie das Nachtlicht aufgebaut ist!

LED verbinden

Einfach auseinander biegen

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Die LED vorbereiten

Wähle eine Diode in deiner Lieblingsfarbe aus. Es ist gut, wenn es eine Sorte ist, die möglich stark leuchtet.

Biege nun die beiden Beinchen auseinander.

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Widerstand und LED zusammenlöten

Verdrehe das kurze LED-Bein mit dem Widerstand und löte die Verbindung. Im Gegensatz zur LED ist es bei dem Widerstand egal, wie herum du ihn verwendest. Er ist ungerichtet, d.h. er funktioniert von beiden Seiten gleichermaßen. (Weitere Tipps, wie du am besten lötest, findest Du auch hier…)

Sehr praktisch für das Löten ist auch eine so genannte “dritte Hand” wie auf dem Foto. Eine menschliche dritte Hand funktioniert natürlich genauso gut!

Na, geschafft?

Nun sollten LED und Widerstand fest zusammen halten.

Tipp:

Um die Lötstelle zusätzlich zu sichern, kannst Du die Lötstelle mit Hilfe eines Stück Schrumpfschlauches schützen. Wie das geht, erfährst du hier.

Abisolieren

Die Batteriekabel abisolieren

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Die beiden Batteriekabel abisolieren

Das ist nicht schwer. Hier kannst du dir eine Anleitung dazu ansehen. Pass gut auf, dass du das Kabel nicht ganz durchtrennst. Denk daran, beide Seiten abzuisolieren, also das rote und das schwarze Ende.

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Das rote Kabel des Batterieclips anlöten

Als nächstes lötest du das rote Batteriekabel an das LED-Beinchen, an dem auch schon der Widerstand hängt. Die neue Lötstelle ist direkt neben der Lötstelle des LED-Widerstandes.

Verzwirbele zunächst wieder das Ende des roten Batterie-Kabels mit dem LED-Widerstand-Werkstück, anschließend wird gelötet und ggf. die Lötstelle mit Schrumpfschlauch geschützt.

Und so sieht’s dann aus (ohne Schrumpfschlauch, um es besser zu sehen).

Löten

Widerstand an das Kabel löten

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Den Fotowiderstand an das schwarze Batteriekabel anlöten

Nun lötest Du eines der beiden Beinchen des Fotowiderstandes mit dem schwarzen Batteriekabel zusammen. Auch der Fotowiderstand ist ein ungerichtetes Bauteil, d.h. es ist egal, wie herum Du ihn verbaust.

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Ein Stück Litze an den Transistor löten

Schneide etwa 7 cm vom Draht ab und isoliere beide Enden ab. Der Transistor hat eine abgeflachte Seite. Biege die 3 Beinchen des Transistors auseinander und lege ihn so vor dich hin, wie auf dem Foto dargestellt. Verbinde nun die Litze/ den Draht mit dem rechten Beinchen des Transistors: Verzwirbeln, Löten und ggf. mit Schrumpfschlauch die Lötstelle sichern.

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Das andere Ende des Drahtes anlöten

Das freie Ende wird mit der Lötstelle zwischen Fotowiderstand und schwarzem Batteriekabel verbunden: Verzwirbeln, Löten, ggf. mit Schrumpfschlauch sichern.

Nun hast du schon ganz schön viel geschafft!

Verbinden

Die Widerstände verbinden

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Fotowiderstand und Widerstand verbinden

Schneide dazu ein weiteres Stückchen Draht in der gleichen Länge wie vorhin ab und isoliere beide Enden ab.

Ein Ende der Litze wird an das noch freie Ende des Fotowiderstandes gelötet, das andere Ende der Litze an das noch freie Beinchen des Widerstandes.

 

Nun brauchst du ein längeres Stück Draht von ca. 15 cm.

Damit verbindest du das mittlere Beinchen des Transistors und ...

...das Widerstands-Beinchen.

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Fast geschafft!

Schneide noch einmal etwa 15 cm Draht ab. Damit verbindest du die LED und das linke Beinchen des Transistors.

Nun ist alles miteinander verbunden!

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Der Moment der Wahrheit

Setze den Batterieclip auf die Batterie ...

... und, leuchtet die LED-Diode?

Wenn du den Fotowiderstand mit der Hand verdeckst, sollte sie besonders hell leuchten. Wenn es zu hell ist, um ein Leuchten gut zu erkennen, kannst du die LED auch in einen dunklen Karton stecken.

Viel Spaß mit deinem neuen Nachtlicht!

Wenn das Nachtlicht nicht leuchtet:

Inspiration

Inspirationsgalerie

Ist der Stromkreis geschlossen, fließt nur ein kleiner Strom zum Minuspol. Wird der Lichtsensor verdunkelt, dann fließt der Strom in die Basis (das mittlere Beinchen des Transistors) und der Transistor wird damit eingeschaltet, so dass jetzt Strom durch die LED fließt und diese leuchtet. Erst wenn es wieder hell wird, geht die LED wieder aus.