Die faszinierende Welt der Elektronik begeistert vor allem in der heutigen Zeit immer mehr junge Menschen. Doch das Erlernen der Grundlagen und die praktische Anwendung stellen für viele ein großes Problem dar. Einen leichten Einstieg hierfür bietet der Experimentierkasten XN 2000 von Kosmos. Mit über 230 Experimenten gehört dieser zu den vollständigsten Lernpaketen, die es derzeit zu kaufen gibt. Von elektronischen Grundschalten bis hin zum Einsatz der Verstärkertechnik ist alles möglich.
Das Experimentierpaket wird für Kinder ab 11 Jahren empfohlen und erfordert keine Vorkenntnisse. Während es für Kinder einfach nur Spaß und Freude am rumexperimentieren ist, ist es für Studenten und Azubis der Ernst des Lebens. Doch wie unser Test beweisen wird, schlägt sich das XN 2000 als Lernpaket für Studenten ganz gut.
Das XN 1000
Das Lernpaket beinhaltet die Pults bzw. Bauteilsteckplätze für das XN 1000 und das XN 2000. Am Anfang stehen ein paar Vorbereitungen auf dem Plan, die mit einer netten Geschichte geschmückt sind. Mithilfe der farbigen Anleitung im Handbuch bauen wir also unser erstes Pult auf. Auf den ersten Blick sieht das Teil alles andere als hochwertig aus, beweist aber später Effektivität beim Stecken von Bauteilen. Als Student würde man sich hier gleich fertig aufgebaute Pults und zurechtgeschnitten Verbindungskabel wünschen, aber das Lernpaket ist in erster Linie für Kinder und Schüler gedacht, und die Vorarbeit gehört eben zur Elektronik dazu.
Sehr schön ist vor allem die Umsetzung der Pults, da die Bauteile einfach nur aufgesteckt werden. So oder so ähnlich kann man sich auch die Versuchslabors in den Hochschulen und Universitäten vorstellen.
Einziger Unterschied: Während alle Versuche mit einer Blockbatterie betrieben werden, finden in den Lernlabors unter anderem auch Frequenzgeneratoren ihren Platz.
Nach etwa 40 Minuten ist es vollbracht und unser Pult ist einsatzbereit. Nun machen wir uns daran, die erste Schaltung aufzubauen. Die Versuche werden in einem farbigen Buch ziemlich gut beschrieben, allerdings fehlen hier einfach viel zu viele Grundlagen. Vorkenntnisse sind zwar nicht erforderlich und eigentlich wird die Funktionsweise aller wichtigen Bauteile wie Kondensatoren, Widerstände und Transistoren gut erklärt. Auch das Prinzip von Strom und Spannung wird anhand von Bildern sehr anschaulich beschrieben.
Allerdings fehlen hier viele Grundlagen, ohne die eine Schaltung gar nicht zustande kommen würde. Wir bekommen zwar alle Schaltungen vorgegeben und lernen dabei das Lesen der Schaltbilder, aber das war’s auch schon.
Sicherlich hat jeder schon mal davon gehört, dass man erst durch praktische Erfahrungen eine Sache vernünftig lernt. Das mag sicherlich für viele Gebiete zutreffen, aber in der Elektronik muss Theorie und Praxis parallel laufen und das schafft das XN 2000 nicht ganz.
Nehmen wir beispielsweise eine einfache Schaltung, die über eine Leuchtdiode anzeigt, ob unsere 9V-Blockbatterie noch genug Leistung bringt. Nun dürfen wird einen Widerstand herausziehen und beobachten, wie die Diode plötzlich heller wird. Ein Elektroniker wird sicherlich wissen, woran es liegt, aber gilt das auch für Kinder oder Schüler? Andererseits ist der Experimentierkasten fürs Basteln und Spaß haben gedacht. Zudem sollen Kinder spielerisch mit der Elektronik vertraut gemacht werden. Da kann man vom XN 2000 kein vollständiges Labor erwarten.
Vom Transistor bis hin zum Operationsverstärker
Der Transistor ist ein elektronisches Halbleiterbauelement und von entscheidender Wichtigkeit in der Elektronik. Dieser dient zum Schalten und Verstärken von elektrischen Signalen ohne mechanische Bewegungen. Damit lassen sich beispielsweise Ströme verstärken, aber auch Spannungen. Die Funktionsweise des Transistors ist sehr schwer nachzuvollziehen und wird im Handbuch des XN 2000 anhand von Bildern detailliert erklärt. So wird z.B. der Strom mithilfe vom Wasser beschrieben, was dem Autor sehr gut gelungen ist.
Hier fehlen aber die oben erwähnten Grundlagen wie Formeln oder ein paar Rechnungen. Denn der Transistor hat insgesamt drei Anschlüssen, Emitter (E), Basis (B) und Kollektor (C) und obwohl unsere Versorgungsspannung 9 V beträgt, liegt an jedem dieser Anschlüsse eine andere Spannung an, deren Größe natürlich auch von den Widerständen in der Schaltung abhängig ist. Welche Spannung wo anliegt, ist ohne Formeln daher nur schwer nachzuvollziehen.
Schaltungen aufbauen ist zwar nicht allzu schwer, aber das Prinzip der Schaltungsentwicklung ist mindestens genau so wichtig. Denn vielleicht interessiert es den ein oder anderen, warum ausgerechnet 480 Ohm Widerstände eingebaut werden und nicht kleinere oder größere. Es fehlt einfach noch zu viel Hintergrundwissen.
Für Studenten ist das Packet dagegen optimal. Denn die meisten haben genug Vorwissen, um direkt loszulegen. Vor allem der Transistor bereitet vielen ein Problem und spätestens nach einer Lesestunde im Handbuch und ein paar Experimenten versteht auch der letzte Student das Prinzip des Transistors.
Ein weiteres wichtiges Bauteil ist der Operationsverstärker. Der Operationsverstärker hat einen invertierenden und eine nichtinvertierenden Eingang und weist eine sehr hohe Verstärkung auf. Einfach ausgedrückt kann man mit einem Operationsverstärker beispielsweise Werte addieren, subtrahieren und mit einem Schmitt-Trigger lassen sich sogar Werte vergleichen. Mit Werte sind Spannungen gemeint, die an den beiden Eingängen anliegen. Meistens werden Operationsverstärker in Mit- oder Gegenkopplung betrieben. Eine Gegenkopplung hat zur Ursache, dass die Ausgangsspannung stets so nachgeführt wird, dass die Differenzspannung zwischen den beiden Eingängen zu Null wird. Aber hier wollen wir jetzt nicht weiter drauf eingehen. Das Prinzip des Operationsverstärkers ist übrigens sehr gut erklärt. Ein paar wichtige Formeln und Rechnungen wären hier sicherlich kein Fehler gewesen.