Digital-DIY: Spannende Einsteigerprojekte mit Elektronik

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Aktualisiert am 23.11.2021
Für viele bedeutet das Thema Selbermachen, dass es dabei in Holz, Metall und ähnlichen Werkstoffen ziemlich „robust“ zugehen muss. Stimmt auch, das ist ein wichtiger, vielleicht sogar der wichtigste Teil der Selbermacherkultur. Doch auch in dieser bleibt die Zeit nicht stehen. Heute ist es deshalb ein Leichtes geworden, sich auch ohne tiefergehende Expertise an und mit Elektronik, Mikroelektronik und Digitaltechnik zu versuchen – denn auch diese ermöglichen einige atemberaubende Projekte, die nicht minder spektakulär wirken als ein gekonnt selbstgebauter Wohnzimmertisch oder ein anderes DIY-Projekt klassischer Prägung. Vier für Einsteiger mit zumindest Grundkenntnissen taugliche Projekte stellen wir auf den folgenden Zeilen vor.

Fähigkeiten und Werkzeuge für die Basis

  • © JCLGarcia / stock.adobe.com | Arduinos sind eine hervorragende, weil universelle und simpel zu erlernende Basis speziell für DIY…
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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.

Das Adruino Oszilloskop

Zu wissen, wie elektrische Spannungen verlaufen, ist in der Welt der Selbermacher-Elektronik oftmals absolut wichtig, um alle Funktionen zu überprüfen – nur kosten fertige Oszilloskope selbst in „Hobby-Qualität“ gutes Geld.

Etwas anders geht es jedoch, wenn man einen Arduino Leonardo oder -Micro besitzt. Und, sofern nur Spannungen bis 5 V gemessen werden sollen, genügt für den Rest sogar ein normaler PC sowie zwei Krokodilklemmen. Diese werden mit GND (Erde) und A1 verbunden. Dann muss nur noch ein passender Code einprogrammiert werden und nach Verbindung mit einem Anzeigegerät zeigt das Oszilloskop an. Wer mag, kann mit einem 0.1µF Kondensator und einer 5,1 V Z-Diode sowie einigen Widerständen noch deutlich mehr machen und vor allem höhere Spannungen messen.

Die DIY-Solarzelle

  • © luchschenF / stock.adobe.com | Eine echte Solarzelle, so wie hier, ist nur effektiver. Das Wirkprinzip einer Grätzelzelle ist jedoch…
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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.

Das DIY-Mittelwellenradio

Analoger Funk befindet sich leider in Europa immer mehr auf einem absterbenden Ast zugunsten des Digitalfunks. Noch sind jedoch viele Sender aktiv – und zwar nicht nur auf den üblichen UKW-Frequenzen, sondern auch der Mittelwelle (MW). Allerdings hier in der Schweiz schon seit längerem nicht mehr deutschsprachig.

Dennoch ist es möglich, mit der richtigen Technik Mittelwellenradio zu hören. Und diese Technik ist wirklich äusserst simpel:

  • Exakt 1‘300 Zentimeter dünner Kupferdraht werden zu 100 engen Wicklungen um eine leere Toilettenrolle gewickelt, sodass 8 Zentimeter Draht an beiden Enden überstehen. Draht und Pappe können mit Elektroklebeband oder Heisskleber verbunden werden.
  • Beide Enden werden entweder mit Bananensteckern oder Krokodilklemmen versehen. Eine ist für die Erdung, die andere für die Antenne.
  • Auf einem Holzbrettchen werden entweder zwei Bananensteckerbuchsen oder Drahtstücke für die Krokodilklemmen befestigt. Abermals genügt Heisskleber.
  • Von beiden Buchsen werden Drähte zu einer Kopfhörerbuchse (etwa aus einem alten mp3-Player) gezogen. Bei der antennenseitigen Buchse wird zuvor eine DS-60-Diode eingelötet.
  • Wieder mehr in Richtung Spule und somit vor der Diode wird nochmals zwischen beiden Drähten ein weiterer Draht gezogen, der beide Drähte über einen 150 p Drehkondensator verbindet.

Ist die Spule mit den Bananensteckern/Krokodilklemmen verbunden, muss nur noch ein Draht als Erdung an eine Wasserleitung gelegt werden. Ein anderer, möglichst langer, Draht wird an der Antennenseite als Antenne befestigt und im Freien senkrecht aufgehängt.

Vor allem nachts wird der Empfang gut sein. Die Klangqualität lässt sich über den Drehkondensator regeln, wird aber aufgrund der MW-Frequenz und dem sehr einfachen Aufbau natürlich nicht mit einem industriell hergestellten Radio vergleichbar sein.

Das Makro fürs Handy

  • © Anthony Brown / stock.adobe.com | Makrolinsen fokussieren einen Strahlengang. Nichts anderes macht die Laser-Lonse eines DVD-Players.
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Mit normalen Fotolinsen kann man nur in eine bestimmte Nähe des zu fotografierenden Objekts gehen, bevor eine Fokussierung nicht mehr möglich ist. Die Lösung bieten sogenannte Makroobjektive, die selbst kleinste Details gestochen scharf einfangen.

Nur sind solche Linsen bei Smartphones oftmals nicht möglich – da sie bei vielen Modellen nicht verbaut sind und sich die vorhandenen Linsen nicht ohne Weiteres austauschen lassen. Wer jedoch zuhause einen alten DVD-Player besitzt kann ein wirklich leichtes elektronisches Projekt durchführen:

  • Der DVD-Player wird zerlegt. Ziel ist es, den beweglichen Lesekopf auszubauen. Irgendwo in der Mitte des Bauteils sollte eine runde Linse installiert sein. Sie kann mit einer Spitzzange, deren Backen mit etwas Klebeband umwickelt sind, vorsichtig entfernt werden.
  • Ob es die richtige der mehreren Linsen zur Fokussierung des Laserstrahls ist, lässt sich erkennen, wenn beim Durchblicken ein deutlicher Lupeneffekt entsteht.
  • Diese Linse wird nun richtig herum mittig auf die Kameralinse eines Smartphones gelegt. Dann werden die Ränder mit je einem Streifen Klarsicht-Klebeband fixiert – die Mitte der Linse muss unbedingt freibleiben.

Der Rest ist nur noch das Starten der Kamera-App und ein begehrenswertes, möglichst kleinteiliges Fotomotiv. Wer möchte, kann beispielsweise testweise sein Auge (ohne Blitz) fotografieren und sich über die gestochen scharfen Details wundern.

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