Nachbau von Philips/Schuco-Modulen

Die hier gezeigten Module sind teilweise in gleicher oder ähnlicher Form bereits in den Philips- oder Schuco-Elektronikbaukästen enthalten gewesen. Sie stellen für mich eine gute Ergänzung meiner eigenen Entwürfe dar – warum also das Rad neu erfinden? Wo es erforderlich war, sind allerdings Anpassungen an neue Bauelemente durchgeführt worden.

Inhalt

  1. Anzeige-Modul (aus Schuco 6302 – Digitaltechnik)
  2. Counter-Modul (aus Schuco 6108 – Regeltechnik)
  3. LED-Modul (aus Schuco 6108 – Regeltechnik)
  4. Timer-Modul (aus Schuco 6108 – Regeltechnik)
  5. Regel-Modul (aus Schuco 6108 – Regeltechnik)

Anzeige-Modul (aus Schuco 6302 – Digitaltechnik)

Dieses Modul stellt einen Zähler bis 100 dar, der aus zwei CD4026 gebildet wird und zwei Siebensegmentanzeigen ansteuert. Laut Handbuch sind die Siebensegmentanzeigen vom Typ HD1133 – das Layout der Originalplatine passt aber nicht zu diesem Typ, sondern zur HA1143. Diese scheint nicht mehr lieferbar zu sein, so dass ein Ersatztyp für die HD1133 zum Einsatz kam, der auch eine Modifikation des Platinenlayouts notwendig machte – der SC56-11.

Besonderheit: Die Siebensegmentanzeigen werden mit einer Z-Diode als Vorwiderstand betrieben. Das legt die Betriebsspannung des Moduls auf die vorgesehenen 9V fest. Bei geringeren Spannungen fällt die Anzeige aus, bei höheren brennt sie schließlich durch.

Counter-Modul (aus Schuco 6108 – Regeltechnik)

Dieses kleine Modul stellt einen 12-stufigen Binärzähler dar, der unter Verwendung des CD4040 gebildet wird. 7 Ausgänge sind nach außen geführt. Es stehen die Stufen 2, 4, 8, 512, 1024, 20148 und 4096 zur Verfügung.

Eine alternative Version des Moduls stellt andere Ausgänge zur Verfügung: 2, 4, 8, 128, 256, 512 und 1024.

Besonderheit: Die Verbindungen wurden bei den Modulen dieses Kastens erstmals per Steckverbindung hergestellt. Dies erlaubt mehr Stecker auf kleinerem Raum, aber die Verbindungen können nur mit Spezialsteckern hergestellt werden. Ich habe diese Methode bei vielen anderen Modulen adaptiert.

LED-Modul (aus Schuco 6108 – Regeltechnik)

Dieses kleine Modul baut einen vierstufigen Komparator auf, dessen einzelne Stufen durch Operationsverstärker gebildet werden. Es kommt LM339 zum Einsatz; die Stufen-Unterschiede werden durch eine Diodenkette gebildet, so dass zwischen dem Durchschalten der einzelnen OPs je etwa 0,6 bis 0,7V liegen. Das Modul ist sehr speziell und erlaubt weitaus weniger Möglichkeiten als das Punkt-Laufbalken-Modul, spielt aber eine recht zentrale Rolle bei den Experimenten des Baukastens 6108.

Meine Variante hat außerdem eine blaue LED spendiert bekommen – diese waren in den 1980ern beim Erscheinen des Baukastens noch unerschwinglich teuer.

Timer-Modul (aus Schuco 6108 – Regeltechnik)

Dieses kleine Modul stellt auf Basis eines NE555-Timer-Bausteins einen relativ frei programmierbaren Timer dar. Ein ähnliches Modul findet sich bereits im Schuco Digital Lab 6302 als „Multivibrator-Baustein“.

Besonderheit: Ein integrierter Leistungstransistor ermöglicht den direkten Anschluss des Motors, der damit über PWM (Pulsweitenmodulation) gesteuert werden kann.

Regel-Modul (aus Schuco 6108 – Regeltechnik)

Der von einer Elektronik geregelte Motor, sozusagen der Sprung von der Elektronik zurück in die gröbere Elektrotechnik, hat mich sofort fasziniert. Das Modul besteht im Original aus drei Teilen, einem schnell-laufenden Spielzeugmotor, einem proprietären Getriebeblock und einer Reglerplatine. Der Getriebeblock besteht aus mehreren Zahnrädern und einer Übersetzung von 12600:1.

Diese Teile kommen im 6108-Kasten in unterschiedlicher Weise zum Einsatz. An vielen Stellen wird nur der Motor benötigt – hier verzichte ich auf Spezialteile und setze statt dessen einen kleinen 5cm-Lüfter aus dem PC-Umfeld ein, der die reinen Motoraufgaben inklusive der Belüftung eines warmen NTC perfekt beherrscht.

Bei der Regelung sieht es etwas anders aus. Hier wird im Original die Achse eines großen Trimmpotentiometers bewegt. Damit das Poti am Anschlag nicht zerstört wird, betreibt der Motor das Getriebe über ein Gummiband, das quasi als Rutschkupplung benutzt wird.

Da der Getriebeblock nur umständlich nachzubauen sein dürfte, habe ich ihn komplett weggelassen und das Modul aus einem Getriebemotor (bei ebay aus China bestellt) und einer neu entworfenen Platine konstruiert. Das Modul belegt in etwa denselben Platz wie der Getriebeblock und die ursprüngliche Platine. Das Problem der Rutschkupplung habe ich einfach umgangen, indem ich von einem Einbaupotentiometer das Metallgehäuse entfernt habe – das Potentiometer hat damit keinen Anschlag mehr und lässt sich beliebig drehen, so dass keine Gefahr der Beschädigung mehr besteht.


Mit ein paar Tropfen Heißkleber habe ich dann eine Stummelachse befestigt und die Motorachse in diese Achse hineingeschoben. Der Kleber hält auf dem glatten Metall der Achse nicht, formt aber deren abgeflachte Seite perfekt nach, so dass man Poti und Motor einfach zusammenstecken und auseinander ziehen kann. Auf die Achse des Potis habe ich einen Knopf mit einer Markierung aufgesteckt, so dass man dessen Stellung gut erkennen kann. Der Motor ruht auf einem Block schwarzen Isolierschaumstoffs und zwei Lagen doppelseitigen Klebebands, außerdem wird er durch einen einfachen Kabelbinder gehalten.Die Elektronik entspricht weitgehend der aus 6108, nur den kleinen 4,7-Ohm-Widerstand habe ich gegen 10 Ohm ersetzt – der Motor braucht deutlich weniger Strom als das Original. Vermutlich sind nicht einmal die Leistungstransistorpärchen BC338/BC328 erforderlich. Statt des LM358-OPs habe ich den LF412 benutzt – der lag noch in der Bastelkiste und funktioniert ebenso gut.

Zuguterletzt zeigte sich, dass mit der Neukonstruktion sogar die Plastikhaube wieder auf das Schaltpult passt.

Youtube-Video – das Regel-Modul im Ersteinsatz

Bauteil Größe Bauteil Größe
R1 4,7 kOhm C1 100 nF
R2 1,2 kOhm U1 LF412 (LM358)
R3 2,2 kOhm U2, U3 BC337 (NPN)
R4 150 Ohm U4, U5 BC328 (PNP)
R5 1 kOhm M Getriebemotor 6V, 8 U/min
R6 10 Ohm R7 Poti mit 6mm-Achse, 50 kOhm

Der Motor kommt in den 6108-Schaltungen teilweise auch allein zum Einsatz, beispielsweise als aktive Temperaturregelung, bei der ein NTC durch einen Lüfter gekühlt wird. Für diesen Fall habe ich ein spezielles Modul entworfen, das im wesentlichen aus einem 5cm-Lüfter aus der PC-Welt besteht. Außerdem kann über zwei Klemmen der NTC direkt auf dem Modul befestigt werden. Das Modul ist ansonsten gleich groß wie das zuvor beschriebene Reglermodul.

Zurück zur Übersicht

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

*