Digital-DIY: Spannende Einsteigerprojekte mit Elektronik

Wer nicht einmal einen Schraubendreher besitzt, der wird natürlich schon am Zusammenbau eines Regals aus dem Baumarkt scheitern – von aufwendigeren DIY-Projekten einmal völlig abgesehen. Und selbst wenn das richtige Werkzeug vorhanden ist, so ist es doch wertlos, wenn nicht zumindest Grundkenntnisse für seinen Einsatz vorhanden sind.

So, wie also jeder gute DIY-Adept wissen sollte, wie man beispielsweise den Nonius eines Messschiebers abliest, verhält es sich auch beim Selbermachen mit Elektronik und Microelektronik. Es sind also sowohl gewisse Grundkenntnisse und Grundfähigkeiten als auch technische Helfer vonnöten. Und war folgendes:

• Lesekenntnisse. Doch nicht irgendwelche, sondern solche, die sich auf Schaltpläne im Allgemeinen sowie mikroelektronische Schaltkreise im Besonderen beziehen. Schriftliche Anleitungen können manchmal konfus sein. Ein Schaltplan dagegen zeigt auf meist nur einem Bild alles schematisch an, was man wissen muss.
• Ein Controller, also ein möglichst frei programmierbarer Rechner, der als Steuerungszentrale fungiert. Die beliebteste Open-Source-Lösung derzeit ist Arduino. Dieser Mikrocontroller ist gerade für Anfänger die bessere Option als der ähnlich beliebte, aber insgesamt „komplexere“ Einplatinencomputer Raspberry Pi. Mit einem solchen Controller kann letztlich alles gesteuert werden, was man sich nur vorstellen kann.
• Ein gutes Multimeter, das entsprechend alle elektronisch relevanten Grössen messen kann. Unbedingt auf besonders feine Messspitzen achten.
• Ein feines Lötset samt Zubehör sowie die Fähigkeit, zumindest funktionell ver- und entlöten zu können.
• Eine Heissklebepistole und genügend Heisskleberstangen. Unverzichtbare Helfer, da es bei dieser Form von DIY oft mehr um Funktion als eine gefällige Optik geht.

Abgesehen davon empfiehlt es sich, ein kleines Elektronik-Werkzeugset zu besitzen. Also ein Täschlein mit besonders feinen Schraubendrehern, Spitzzangen und dergleichen.

Ferner sei darauf hingewiesen, dass es sich unbedingt lohnen kann, sich einen umfangreichen Elektronik-Baukasten zu kaufen. Nicht nur, weil auch darin Projekte samt Anleitungen stecken, sondern weil so wichtige Teile wie etwa kleine Bildschirme, frei bestückbare Leiterplatinen („Breadboards“), Widerstände, Dioden und dergleichen mitgeliefert werden – ein guter Grundstock also. Wer das nicht möchte, benötigt einen guten Elektronikhändler seines Vertrauens. Nur sehr wenig von dem, was bei der DIY-Elektronik benötigt wird, findet sich im Baumarkt.

Solarzellen gelten als wichtigste Bauteile zur Bewältigung der Energiewende – aber typischerweise bestehen sie aus Silizium-Halbleitern und sind deshalb kaum DIY-geeignet. Allerdings muss es nicht so ablaufen, zumindest nicht auf Werkbankniveau.

Dort lässt sich eine sehr simple sogenannte Grätzelzelle herstellen. Eine rein organische Solarzelle, die alles tut, was auch eine „echte“ Solarzelle vermag. So geht’s:

• Von zwei Stücken Spiegelglas wird die Rückseite gereinigt, bis die leitfähige Metallbeschichtung freiliegt. Von einem muss zudem die Metallschicht mittig entfernt werden. Die Seiten werden mit Klebeband schützend abgedeckt.
• Es wird entweder aus 12 g Titandioxid und 20 ml verdünnter Salpetersäure eine Titanoxid-Paste hergestellt und auf die Plättchen aufgetragen und glattgezogen oder eine fertige Paste genutzt. Das Plättchen muss mit einem Gas-Lötbrenner bei zirka 450°C gesintert werden. Sobald die Paste nach wenigen Minuten nach einer Verfärbung wieder weiss wird, ist das Plättchen fertig.
• Das gesinterte Plättchen (die Anode) wird für zirka eine Viertelstunde in stark gebrautem (rotem) Früchtetee eingelegt und danach im Wasserbad gespült.
• Es wird eine Lugolsche Lösung aus Iod und Kaliumiodid angemischt. Sie wird auf die Paste aufgetragen. Dann wird dieses Plättchen mit der Titanoxid-Seite auf die Rückseite des unbehandelten Plättchens gelegt. Und zwar etwas versetzt, sodass die unbehandelten Enden freiliegen.

Auf beide Enden wird nun an der Kontaktstelle noch etwas Lösung aufgebracht und die so entstandene Grätzelzelle an einen hellen Ort gebracht. Wird nun ein Multimeter angelegt, so dürfte eine Spannung im Bereich von bis zu 400 mV entstehen.

Wer mehrere dieser Zellen herstellt, kann auf diese Weise sogar Batterien substituieren. Eine einzelne Batterie in den typischen Formaten D, Baby, AA und AAA liefert immer 1,5 V.