Konzept des Lehrsystems STARTUP

Beschreibung

Abb. 1: Teilbestückte OPV-Experimentierkarte

Das Trainingssystem STARTUP bietet Praxistraining mit Originalbauteilen für alle Basisthemen der Elektrotechnik und Elektronik sowohl für die inner- und überbetrieblichen Berufsausbildung, als auch für den Schul- und Privatbereich an.
Durch einen lötfreien Aufbau von Versuchsschaltungen wird ein direktes Umsetzen von vorgegebenen Schaltplänen in eine funktionsfähige Schaltung ermöglicht.

Hierbei wird ein Verständnis für die realen schaltungstechnischen Aspekte und Problemstellungen trainiert. Die Messergebnisse der realen Schaltung zeigen des weiteren auch die Effekte auf, die in der einfachen Theorie (sowie Simulation!) nicht erklärt werden, jedoch in der beruflichen Praxis auftreten.

Durch den Umgang mit den Originalbauteilen entsteht ein echter Praxisbezug!

Der platzsparende Aufbau bietet zudem geringste Rüstzeiten und fördert die selbständige Umsetzung theoretischen Wissens in praktische Aufgabenstellungen.

Abb. 2: Kartenkombination

Abgerundet wird das Trainingssystem (Lehrmittel) durch ausbildungsgerechte Versuchsunterlagen mit Lösungsteilen für den Dozenten.

Diese preiswerte und effektive Trainingsausstattung ist auf die individuellen Trainingsbedürfnisse angepasst und erlaubt höchsten Freiheitsgrad in Gestaltung und Trainingsziel.

Mit einzelnen Karten kann die Funktion bestimmter Bauteile und Grundschaltungen erprobt werden. Die Kombination mehrerer Karten zu komplexen Aufbauten liefert danach schnelle Ergebnisse mit erhöhtem Schwierigkeitsgrad. So ist der Prototyp einer Schaltungsidee schnell überprüft.

Die Verbindung der steckbaren Bauteile und die Versorgung der Module erfolgt über 2mm-Technik, die als Zubehör erhältlich ist. Ebenso liefern wir auch komplette Bauteilsortimente sowie Mess- und Prüfzubehör.

Das didaktisch einheitliche Konzept des Trainingssystems bietet Platz für individuelle Schaltungs- und Erweiterungswünsche.

Acryl-Kartenträger

Abb. 3: Acryl-Kartenträger

Die Grundabmessungen der beiden gängigsten Kartenvarianten (80x100mm und 160x100mm) sind so gewählt, dass sie einerseits auf einen praktischen Acryl-Kartenträger, andererseits aber auch auf die bekannten 19mm-Lehrplattensysteme (bzw. Koffersysteme) aufgesteckt werden können.

2mm-Technik

Abb. 4: 2mm-Technik

Grundsätzlich werden alle Verbindungen auf und zwischen den Karten mit platzsparender 2mm-Technik hergestellt. Hierbei kommen die 2mm-Lamellenstecker zum Einsatz.

2mm-Buchsen

Abb. 5: 2mm-Buchsen

Zur Verwendung kommen zwei Buchsentypen.

Zum einen die 2mm-Buchsen zur Aufnahme der Lamellenstecker.

Bauteilsteckbuchsen

Abb. 6: Bauteilsteckbuchsen mit Federkontakt

Zum anderen die Bauteilsteckbuchsen mit Federkontakten zur Aufnahme von Drahtendenstärken zwischen 0,5mm bis 1,5mm.

Durch die geringen Außenabmessungen beider Buchsentypen wird eine sehr hohe Packungsdichte auf den Karten erreicht.

Standfüße (4mm-Lamellenstecker)

Abb. 7: Standfüße als 4mm-Lamellenstecker ausgeführt

Als Standfüße werden u.a. 4mm-Lamellenstecker verwendet, die zugleich auch als Versorgungsanschlüsse für 2mm-Lamellenstecker fungieren. Sie sind mit den Versorgungsleiterbahnen der Karten verlötet. Neben der mechanischen Aufgabe erfüllen sie somit auch eine elektrische.

Die als 4mm-Lamellenstecker ausgeführten Standfüße passen zudem in die 4mm-Buchsen bekannter 19mm-Lehrplatten- und Koffersysteme.

Standfüße (Distanzbolzen)

Abb. 8: Standfüße als Distanzbolzen ausgeführt

Als Standfüße können auch stabile Distanzbolzen in der Ausführung M3/15mm verwendet werden.

Dies bietet sich immer dann an, wenn eine feste Fixierung z.B. auf dem Acryl-Kartenträger oder auf einer anderen Unterlage bevorzugt wird.

Versorgungsleitungen

Abb. 9: Ausschnitt Versorgungsleiterbahnen

Zu Gunsten der elektrischen und didaktischen Einheitlichkeit werden alle STARTUP-Karten am oberen und am unteren Rand der Karte mit Versorgungsleiterbahnen versehen.

Diese sind im Normalfall nicht mit dem inneren Bereich der Karte verbunden und daher frei mit einer Versorgungsspannung zu belegen.

Von hier wird dann die Spannung ins Karteninnere nach Bedarf abgegriffen. Mehrere Karten sind so einfach zu kaskadieren. Der Aufbau dieser einheitlichen Versorgungsleiterbahnen ist bei allen Karten gleich und aus bewährten Gründen mit zusätzlichen 2mm-Buchsen bestückt. 

Verarbeitungsqualität

Abb. 10: Verarbeitungsqualität

Besonderen Wert wird auf die Verarbeitungsqualität der Karten gelegt. Daher kommt ausnahmslos das industriell übliche Basismaterial FR4 (mit Epoxidharz getränktes Glasgewebe) zur Verwendung.

Die Leiterplatten des Trainingssystems sind darüber hinaus mit Lötstoplack versehen, wodurch sich eine hochwertige Verarbeitung auch während des Lötprozesses ergibt.

Die Layouts werden an modernen CAD-Arbeitsplätzen entwickelt, wodurch sich eine absolut genaue Maßhaltigkeit in allen Leiterbahnführungen und Abständen ergibt.

Isolationsabstände werden hiermit immer eingehalten. Großzügig bemessene Leiterbahnstärken garantieren auch den zuweilen robusteren Umgang mit dem Trainingssystem während der Trainingsphase.

In der Abbildung ist die elektrische Integration des Kartenfußes in die Versorgungsleiterbahnen sichtbar.

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Beschriftungsdruck

Abb. 11: Beschriftungsdruck

Aus didaktischen Gründen sind grundsätzlich alle Karten des Trainingssystems mit einem einheitlichen Beschriftungsdruck versehen. Dies fördert zugleich auch die Übersichtlichkeit beim Schaltungsaufbau.

Übungen lassen sich so einfacher gestalten und die Schulungsteilnehmer finden sich schneller zurecht. Alle wichtigen Bauteile und Steckkontakte sind eindeutig gekennzeichnet.

Der Beschriftungsdruck zeigt auch, welche Anschlüsse miteinander verbunden sind. Die Bauteile sind in die Schaltzeichen (Symbole) bzw. in den Beschriftungsdruck integriert und nicht auf der Lötseite versteckt. Schriftgrößen, Linienstärken und Symbole sind vereinheitlicht.

Geometrische Abmessungen

Abb. 12: Geometrische Abmessungen

Im wesentlichen kommen zwei Grundabmessungen zur Anwendung:

  • Europakarte mit 160×100mm Außenabmessungen und
  • Halbe Europakarte mit 80×100mm Außenabmessungen.

Die Abstandsmaße für die 4mm-Standfüße sind ein Vielfaches von 19mm, wodurch sich eine sehr einfache Erweiterung und Ergänzung der bekannten 19mm-Lehrplattensyteme (19mm-Stecksysteme, Koffersysteme) ergibt. Ebenso hierauf abgestimmt sind die Lochmaße des Acryl-Kartenträgers.

Praktische Versuche

Die folgende Liste führt typische Basisthemen auf, zu denen praktische Versuche durchgeführt werden können:

  • Elektrotechnik und Elektronik
  • Gleich- und Wechselstromtechnik
  • Analog- und Digitaltechnik
  • Schaltungstechnik
  • Mess-, Steuer- und Regelungstechnik
  • Sensorik und Aktorik

Auszüge

  • Ohmsches Gesetz
  • Widerstände: Reihen-, Parallel-, gemischte Schaltung
  • Belasteter Spannungsteiler, Stern-Dreieckschaltungen
  • Leistung, Arbeit, Energie, Transformation
  • Wirkungsgrad, Leistungsanpassung, Innenwiderstand
  • Messungen mit dem Oszilloskop
  • Brückenschaltungen, Lampenschaltungen
  • Kondensator (Kapazität), Spule (Induktivität)
  • RLC-Schaltungen, Frequenzgänge
  • RLC-Lade- und Entladevorgänge
  • Schwingkreise (Reihe, Parallel), Oszillator
  • Hochpaß, Tiefpaß, Bandpaß, Bandsperre, Siebschaltungen
  • Diode, Z-Diode, LED, Anzeigen, Transistor, FET
  • Gleichrichtung
  • NTC, PTC, LDR (Fotowiderstand), Varistor
  • Thyristor, Triac
  • Relaisschaltungen, Ansprech- und Abfallverzögerung
  • Transistorschaltungen
  • Operationsverstärkerschaltungen
  • Verstärker für Strom, Spannung, Leistung und NF
  • Komparator, Impedanzwandler, Differenzverstärker
  • Strom- und Spannungsstabilisierung
  • P-, I-, D-, PI-, PD- und PID-Regler, Zweipunkt-Regler
  • Schmitt-Trigger, Kippstufen (mono-, a-, bistabile)
  • Wandler (U/I-, I/U-, U/f-, f/U-, A/D-, D/A-)
  • Inverter, Vergleicher,
  • TTL-/CMOS-Schaltungen, digitale Grundschaltungen
  • Flip-Flops, Speicher, Teiler, Zähler, Taktgenerator
  • Register, Schieberegister, Treiber, Addierer, ALU
  • Entprellte Taster, Codierer/Decodierer, Codewandler
  • HEX-Schaltungen, Multiplexer, Demultiplexer
  • Schnittstellenbausteine, UART, Steuerungen
  • Matrixsteuerungen , Lauflichter, Ampelschaltungen
  • Schrittmotoransteuerungen, Phasenanschnittsteuerung
  • Optowandler, Optokoppler
  • Amplitudenmodulation AM, Frequenzmodulation FM
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Zielgruppe

Speziell werden folgende inner- und überbetriebliche Berufsausbildungsrichtungen angesprochen:

  • Kommunikationselektronik - Informationstechniker (KEIN)
  • Kommunikationselektronik - Telekommunikationstechniker (KETE)
  • Kommunikationselektronik - Funktechniker (KEFU)
  • Industrieelektronik - Gerätetechniker (IEGE)
  • Industrieelektronik - Produktionstechniker (IEPR)
  • Energieelektronik - Anlagentechniker (EEAN)
  • Energieelektronik - Betriebstechniker (EEBE)
  • IT-Systemelektroniker (ITSE)
  • Radio- u. Fernsehtechniker
  • Büroinformationselektroniker
  • Fernmeldeanlagenelektroniker
  • Prozessleitelektroniker
  • Elektroinstallationstechniker
  • Elektrotechnische Assistenten (ETAS)
  • Informationstechnische Assistenten (ITAS)
  • IT-Berufe
  • ElektroinstallateurIn
  • Radio- u. FernsehtechnikerIn
  • KommunikationselektronikerIn
  • EnergieelektronikerIn
  • IndustrieelektronikerIn
  • BüroinformationselektronikerIn
  • FernmeldeanlagenelektronikerIn
  • Elektrotechnische Assistenten/Assistentinnen
  • Elektrofachkräfte

Produktübergreifende Merkmale

  • Low Cost
  • einheitliches didaktisches Konzept
  • Verwendung von Originalbauteilen
  • Praxisbezug
  • kompakter Aufbau, daher wenig Arbeits- und Lagerfläche
  • geringste Rüstzeiten
  • hohe Verarbeitungsqualität
  • hohe mechanische Robustheit
  • hohe Kontaktbelastung
  • geringe Übergangswiderstände
  • einheitliche mechanische Abmessungen
  • einheitliche Produktmerkmale
  • LP-Ausführung: FR4 mit Bestückungsdruck und Lötstoplack 
  • LP-Abmessungen (L × B): Europaplatine: 160×100mm bzw. ½ Europaplatine: 80 ×100mm 
     

Technische Änderungen behalten wir uns vor.

Zubehör

  • Leitungen
  • Steckverbinder
  • Acryl-Kartenträger
  • Weiteres Zubehör auf Anfrage
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