Lötkurs im Makerspace
iner meiner großen Vorhaben in diesem Jahr ist es, möglichst viele neue Dinge auszuprobieren und neue Fertigkeiten zu lernen, mit denen ich bisher noch keine Berührungspunkte hatte. Natürlich weiß auch mein lieber Mann von diesem Plan und hat mir die Teilnahme an einem Lötkurs zum Geburtstag geschenkt. Was für eine tolle Idee! Darüber habe ich mich total gefreut.
Der Kurs fand schon eine Woche später im Makerspace bei mir ums Eck statt. In einer kleinen Gruppe mit nur zwei anderen Kursteilnehmern ging es los. Vor uns lagen jeweils ein kleines Päckchen mit einem elektronischen Bausatz, ein Lötkolben, Lot, Stahlwolle und ein Seitenschneider. Was wir damit anfangen wollten, würden wir in den nächsten 2-3 Stunden lernen.
Was Fische mit Löten zu tun haben
Aber bevor es ans Löten ging, bekamen wir eine theoretische Einführung in die Basics der Elektronik. Das Prinzip des Stromkreislaufs wurde uns anhand der Analogie eines Flusses erklärt:
Der elektrische Strom (I) beschreibt die Bewegung von Elektronen in einem Leiter. Die Maßeinheit Ampere gibt an, wie viel elektrische Ladung pro Sekunde durch einen Leiter fließt. In Fluss-Analogie kann man sich das so vorstellen: Ampere ist die Anzahl der Fische, die an einer bestimmten Stelle pro Sekunde vorbeischwimmen.
Dann gibt es die Spannung (U) – diese entspricht der Strömungsgeschwindigkeit und wird in Volt gemessen. Die Spannung als treibende Kraft kann beim Fluss mit dem Wasserdruck verglichen werden. Eine hohe Spannung wäre sozusagen Fluss bei starkem Gefälle und starker Strömung, eine niedrige Spannung wäre hingegen ein flacher, langsam fließender Fluss. Soweit klar.
Die elektrische Leistung (P) gibt an, wie viel Energie in einer bestimmten Zeit umgesetzt wird, und wird in Watt gemessen. Sie ist das Produkt aus Spannung und Strom.
Die mathematische Formel hierzu lautet: P = U x I
Hier wieder der bildliche Vergleich: Beim Fluss kommt es darauf an, ob das Wasser schnell oder langsam fließt und ob es sich um einen schmalen Bach oder einen breiten Fluss handelt. Die Anzahl der Fische könnte also bei einem schmalen Fluss mit schneller Strömung gleich sein, als bei einem breiten Fluss, der seicht vor sich hin plätschert. Das klingt schon mal einleuchtend.
Dazu kommt noch den elektrischen Widerstand (R), der in Ohm angegeben wird. Den Widerstand kann man sich wie Engstellen oder Hindernisse im Flussbett vorstellen, die es den Fischen erschweren, vorbeizukommen.
Jetzt brauchen wir noch eine Stromquelle wie eine Batterie oder eine Steckdose, die den Strom zum „Fließen“ bringt – ähnlich wie Wasser durch eine Pumpe in Bewegung gesetzt wird oder der Fluss durch einen Wasserfall beschleunigt wird.
Damit hatten wir schon einige grundlegende Begriffe gelernt. Das war eigentlich gar nicht so schwer. Wenn mir das mein Physiklehrer in der achten Klasse so anschaulich erklärt hätte, dann hätte ich das möglicherweise damals auch schon verstanden.
Der Zusammenhang zwischen Spannung (U in Volt), Widerstand (R in Ohm) und Stromstärke (I in Ampere) lässt sich folgendermaßen berechnen: U = R x I
Dieser Zusammenhang nennt sich Ohmsche Gesetz. Um sich das leichter merken zu können, gibt es das sogenannte „magische Dreieck“ – das sieht so aus:
U
—-
R | I
So viel zur kleinen Physikstunde.
Der praktische Teil – los geht’s
Nach dem theoretischen Teil ging es ans Löten. Unser Lötprojekt war die „anal0g flow3r“, eine blütenförmige Platine mit einer analogen Schaltung und sanft blinkenden LEDs.
Der Bausatz hierfür bestand aus einer Platine, zwei verschiedenen Widerständen, Transistoren, Kondensatoren, LEDs, einem Switch, einem Batteriehalter sowie einer Batterie.
Für die Reihenfolge der zu lötenden Komponenten galt die Faustregel – von niedrig nach hoch. Wir begannen also mit den flachsten Komponenten, den Widerständen. Die Platine war zum Glück intuitiv aufgebaut, so dass schnell zu erkennen war, welche Bauteile an welche Stelle gehören.
Nachdem die Widerstände an der richtigen Stelle platziert waren, konnte ich mit dem Löten beginnen. Dazu hält man etwa eine Sekunde lang mit der Spitze des Lötkolbens an die gewünschte Stelle auf der Platine, hält für etwa zwei Sekunden den Lötzinn dazu und verweilt eine weitere Sekunde mit der Spitze des Lötkolbens an der Stelle. Dabei verläuft der Lötzinn und verbindet die Steckverbindung des Bauteils mit der Platine. Im Idealfall sieht der Lötpunkt dann aus wie ein kleiner Vulkan.
Falls man zu viel Lot verwendet und sich ein dicker Klecks bildet, kann man diesen durch erneutes Erhitzen und einem Kupfergeflecht – der songenannten Lötlitze – wieder entfernen. Diese saugt das überschüssige Lot auf wie Löschpapier.
Nach zwei bis drei Lötpunkten sollte man die Spitze des Lötkolbens an der Stahlwolle abstreifen, so dass die Spitze immer sauber bleibt und kein ungewolltes Material verteilt wird. Beim Ablegen des Lötkolbens sollte man allerdings darauf achten, eine hitzebeständige Unterlage zu verwenden – und ihn auf keinen Fall zu berühren. Bei etwa 350 Grad Celsius kann man sich schnell verbrennen.
Sobald alle Widerstände gelötet waren, konnten die überstehenden Metallstift Drahtenden einfach mit dem Seitenschneider abgeknipst werden. Das gleiche Procedere wiederholten wir mit den anderen Bauteilen: Transistoren, Kondensatoren, LEDs, dem Schalter und zuletzt dem Batteriehalter.
Jetzt folgte der Moment der Wahrheit: Ich legte die Batterie ein und – taddaaa – die Blume begann zu leuchten. Yes! Ich hatte alle Bauteile richtig platziert und korrekt gelötet. Und die LEDs leuchten abwechselnd im Zufallsprinzip – es sieht fast so aus, als würde die Blüte atmen.
Fazit: Mehr als nur Löten gelernt
Bei diesem Kurs habe ich wieder einiges dazugelernt:
Ich habe gelernt, wie ein Stromkreis funktioniert.
Ich habe gelernt, was das Ohmsche Gesetz ist.
Ich habe gelernt, dass Physik viel interessanter ist, als damals in der Schule.
Ich habe gelernt, dass Löten eine filigrane Arbeit ist, die Fingerspitzengefühl erfordert.
Ich habe gelernt, dass Löten richtig Spaß macht.
Und ich habe wieder mal festgestellt, dass es sich lohnt, den eigenen Horizont mit neuen Themen zu erweitern. Die nächste Gelegenheit zu löten wird sicherlich kommen – dann bin ich wieder am Start.
