Im zweiten Teil dieser Artikelserie geht es nun darum, welche Geräte man in der Elektronik benötigt. Dabei ist diese Frage nicht pauschal zu beantworten. Einmal hängt es davon ab, wo man selbst seine Schwerpunkte setzt. Denn in einigen Bereichen der Elektronik, zum Beispiel der Funktechnik, kann man meist auf den Einsatz bestimmter Geräte nicht verzichten.
Und dann gibt es Geräte, die man einfach glaubt haben zu müssen aber eigentlich nicht wirklich braucht. Ich besitze seit etwa dreißig Jahren ein Dipmeter. Das ist ein kleines Gerät mit aufsteckbaren Spulen, mit dem unter anderem die Resonanzfrequenz von Schwingkreisen bestimmt oder besser ausgedrückt – geschätzt werden kann. Ich fand das Gerät damals wirklich toll und wollte es einfach haben. Seit dem habe ich es etwa gefühlte vier bis fünfmal benutzt, weil ein Frequenzmessgerät einfach handlicher und schneller zu bedienen ist, und Messungen mit einem Oszilloskop bei der Fehlersuche viel aussagekräftiger sind.
Um die Anschaffung gewisser Geräte kommt man aber eben nicht herum, da man sie wirklich braucht, wenn man sich intensiv und praktisch mit der Elektronik beschäftigen möchte. Darum soll es heute gehen.
Multimeter
Ein Multimeter wird vor allem zur Messung elektrischer Größen eingesetzt. Außer für die Messung von Gleich- und Wechselspannungen und -strömen, sowie für die Widerstandsmessung, sind viele Geräte heute auch zum Messen von Frequenzen, Kapazitäten und Induktivitäten einsetzbar.
Manche Hersteller statten ihre Multimeter zusätzlich noch für die Messung nicht elektrischer Größen wie Temperatur, Laut- und Lichtstärke aus. Um es aber gleich richtig zu stellen: Ein Multimeter kann diese nichtelektrischen Größen auch nur mit Hilfe von Spannungs- bzw. Strommessungen ermitteln. Intern werden die ermittelten Werte, wenn erforderlich, umgewandelt und die gewünschten Größen dann inklusive der Einheitensymbole angezeigt. Wer sowas oft braucht wird bestimmt glücklich damit. Andererseits tragen viele nicht wirklich genutzte Funktionen meist nicht gerade zur Bedienungsfreundlichkeit bei.
Digital oder analog?
Multimeter lassen sich (wie heute ja fast alle signalverarbeitenden Geräte) in zwei Geräteklassen, nämlich analoge und digitale Geräte einteilen. Analogmultimeter sind seit fast zwanzig Jahren immer mehr aus der Mode gekommen.
Digitale Messgeräte besitzen auch wirklich einige Vorteile im Vergleich mit analogen Geräten:
- Ablesefehler treten kaum auf, da der Wert direkt als Zahl auf dem Display abgelesen werden kann
- Die Robustheit des Gerätes, da keine beweglichen Teile am Messvorgang beteiligt sind
- hoher Innenwiderstand
- Die Messgenauigkeit ist meistens höher
Digitale Messverfahren haben aber auch ihre Nachteile:
Batterien werden benötigt.
Digitale Multimeter können zwar auch Wechselspannungen messen. Erfasst werden beim Messvorgang die Scheitelwerte der Spannungen, die dann nach einer internen Umrechnung als Effektivwerte angezeigt werden. Die Umrechnungsfaktoren sind für verschiedene Signalformen unterschiedlich.
Einfache Multimeter rechnen meist nur sinusförmige Wechselspannungen um und zeigen für nicht sinusförmigen Spannungen daher falsche Messergebnisse an.
Da sind Analogmultimeter schon deutlich im Vorteil:
Durch die Trägheit der bei der Messwertbildung verwendeten Messwerke wird automatisch der Effektivwert angezeigt.
Wird nicht gerade ein eingebauter Messverstärker für den Messvorgang verwendet, benötigt ein analoges Multimeter für die Spannungs- und Strommessung auch keine Batterien.
Veränderungen der Messwerte können unmittelbar beobachtet werden. Langsame und tendenzielle Spannungsänderungen lassen sich so leichter erkennen.
Eine Multimeter – ob analog oder digital – gehört bei der Beschäftigung mit der Elektronik natürlich zur Grundausstattung.
Oszilloskop
Ein Oszilloskop ist das Universalmessgerät schlechthin. Zwar kann es nur Spannungen messen, indirekt lassen sich aber fast alle in der Elektronik wichtigen Größen erfassen. Eingesetzt wird ein solches Gerät dabei zur Sichtbarmachung von elektronischen Signalformen und -verläufen. Der Signalverlauf innerhalb eines gewählten Zeitabschnitts wird dabei als Linie auf einem Monitor angezeigt. Diese Art der Darstellung erlaubt sehr schnelle und zuverlässige Rückschlüsse auf die Funktion einer elektronischen Schaltung.
Bei der Fehlersuche zum Beispiel, kann man damit dem Übeltäter schnell auf die Spur kommen. Auch bei der Anpassung von einzelnen Baugruppen macht der Einsatz eines Oszilloskops das Leben oft leichter. Und in der Funktechnik, bei der oft hohe Frequenzen verarbeitet werden müssen, kommt man manchmal gar nicht ohne Oszilloskop aus.
Aus dieser Sicht macht die Anschaffung eines Oszilloskops also Sinn, wenn man sich in seinem Hobby auch wirklich mit diesen Themen beschäftigt. Der Anschaffungspreis für ein gutes Gerät schlägt immerhin mit ein Paar Hundert Euro zu Buche. Eine Investition also, die schon gut durchdacht sein will. Andererseits kann aber gerade die Anschaffung eines solchen, zugegeben – nicht gerade billigen, Gerätes auch ein unglaublicher Motivationsschub für den tieferen Einstieg in die Materie sein.
Für manche Hobby-Elektroniker, die sich ein Oszilloskop kaufen, ist dies der Ausgangspunkt für die intensivere und ernsthafte Beschäftigung mit ihrem Hobby. Das ist auch kein Wunder: Denn nur ein Oszilloskop ermöglicht es, die sonst verborgenen Abläufe in elektronischen Schaltungen direkt sichtbar zu machen. Die Funktionsweise eines elektronischen Bauelements läßt sich so viel einfacher Verstehen und auch komplexe Zusammenhänge zwischen den einzelnen Baugruppen einer Schaltung lassen sich viel einfacher erfassen.
Aus diesem Grund kann die Anschaffung eines Oszilloskops – vielleicht als preisgünstiges Einsteigergerät – auch für Hobby-Anfänger durchaus sinnvoll sein.
Frequenzmessgerät
Für die Fehlersuche und Analyse oder den Abgleich von elektronischen Schaltungen reicht unter Umständen schon ein Messgerät für die genaue Frequenzbestimmung. Hier gibt es verschiedene Geräte mit unterschiedlichen Messtechniken die für bestimmte Einsatzbereiche mehr oder weniger gut geeignet sind.
Zwar sind gute Frequenzmesser nicht ganz so kostspielig wie ein Oszilloskop aber auch hier würde ich eine Anschaffung erst im Verlauf einer intensiveren Bescgäftigung mit der Elektronik in Erwägung ziehen.
Stabilisierte Netzteile
Für Elektronik-Experimente und für den Betrieb von Selbstbaugeräten benötigt man natürlich auch die passende Spannungsversorgung. Oft reicht ein Satz Batterien. Manchmal aber eben auch nicht, weil eine Schaltung zu viel Strom zieht, was eine Batterie schnell erschöpfen würde.
Sinnvoll ist die Anschaffung eines Labornetzteils mit regelbarer Strom- und Spannungsbegrenzung.
USB-Mikroskop
Eher in die Kategorie Universalwerkzeug gehört das USB-Mikroskop oder das Videoendoskop. Diese heute wirklich für jeden erschwinglichen Geräte erlauben die Darstellung einer fast mikroskopischen-Nahaufnahme auf dem PC oder auf einem im Gerät eingebauten Display.
Diese zunächst oft als technische Spielerei belächelten Geräte, haben sich inzwischen doch zu alltagstauglichen Hilfsmitteln gemausert. Zumindest im Elektronikbereich ist die Leistungsfähigkeit selbst einfacher Geräte dieser Art für die Begutachtung schwer zugänglicher Bauelemente und Baugruppen oft völlig ausreichend.
Infrarot-Thermometer
In elektronischen Schaltungen geben Abweichungen von der normalen Arbeitstemperatur der Bauelemente oft entscheidende Hinweise auf vorhandene Funktionsstörungen . Wird ein Bauelement im Betrieb heiß, wird es außerhalb der typischen Kennwerte betrieben, was selten auf Dauer gut gehen wird.
Zur Überprüfung an umfangreichen Schaltungen kann daher ein Infrarot-Thermometer praktische Dienste leisten. Die kontaktlose Temoeraturmessung ist schnell und genau. Vorausgesetzt man wählt ein Gerät mit ausreichendem Messfleckverhältnis.
Fazit
Auch bei dieser kleinen Zusammenstellung wird recht schnell deutlich: Nicht jede Anschaffung macht für jeden gleich viel Sinn. Es kommt eben darauf an. Worauf, wissen nur Sie selbst. In diesem Sinn – viel Spaß beim Basteln!