DE2948620C2 - Schaltplatte zum Aufbau und zur Demonstration von elektrischen oder elektronischen Schaltungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltplatte gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Schaltplatte ist aus der DE-OS 02 161 bekannt. Diese Sehaltplatte ist aus einer Grundplatte und auf diese aufzusteckenden Schaltbausteinen zusammengesetzt, wobei jeder Schaltbaustein mehrere Gruppen von Kontakt- bzw. Steckbuchsen aufweist. Auf diesen Aufbau können dann Schaltbildplatten bzw. Lehrplatten aufgelegt werden, die dem gewünschten Schaltungsaufbau entsprechen und mit Durchbrechungen zum Einführen von Kontaktsteckern der elektrischen oder elektronischen Bauelemente in die Steckbuchsen der Schaltbausteine versehen sind. Mit einem solchen Aufbau einer Schaltplatte kann erreicht werden, daß mit Hilfe einer einzigen Grundplatte und mehreren Schaltbausteinen jeweils eine Schallplatte aufgebaut wird, bei der die Schaltung auf der Lehrplatte auch in den geometrischen Dimensionen mit der Schaltungsvorlage übereinstimmt Diese Obereinstimmung ist jedoch gebunden an das Muster der auf dir- Grundplatte aufgesteckten Schaltbausteine. Sollen mit dieser Schaltplatte, wenn die Schaltbausteine einmal auf die Grundplatte gesetzt sind, andersartige Schaltungen aufgebaut oder demonstriert werden, so ist es notwendig, die Schaltbausteine entsprechend dieser neuen Schaltung auf der Grundplatte neu zu ordnen. Dies könnte entweder ein Lehrer oder der Schüler selbst vornehmen. Auf jeden Fall ist diese Neuordnung, die quasi einem Neuaufbau der Schaltplatte entspricht zeitraubend und für den Schüler ohne Lerneffekt Dieser Lerneffekt beginnt erst nachdem die Schaltplatte neu aufgebaut ist

Aus der DE-AS 19 02 431 ist eine gedruckte Schaltung mit wahlweise veränderbaren elektrischen Verbindungswegen bekannt die mit Hilfe eines Vielkontaktsteckers hergestellt werden. Hiermit soll erreicht werden, daß mit einer Grundschaltung verschiedene Aufgaben gelöst werden,.?. B. in elektrischen Steuerungen von automatischen Maschinen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltplatte anzugeben, mit der elektrische oder elektronische Schaltungen übersichtlich demonstriert werden können und bei der auch bei komplizierten Schaltungen die hierfür notwendigen elektrischen Verbindungswege einfach hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale geiöst

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Ausführungsbeispiele einer Schaltplatte sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung nähsr erläutert, !n der Zeichnung stellen dar:

F i g. 1 eine Prinzipdarstellung einer Schaltplatte gemäß der Erfindung mit einer eine Vielzahl von Steckbuchsen aufweisenden Arbeitsplatte und einer mit dieser verbindbaren Verteilerschaltung;

F i g. 2 eine Prinzipdarstellung einer Schaltplatte gemäß der Erfindung mit einem Vielfachstecker und einer Arbeitsplatte sowk einer zwischen diesen angeordneten auswechselbaren Verteilerschaltung;

F i g. 3 eine weitere Prinzipdarstellung einer Schaltplatte gemäß der Erfindung mit einem Vielfachstecker und einer Arbeitsplatte sowie einer aus einem Schaltermodul und einem Auswahlmodul bestehenden Verteilerschaltung;

F i g. 4 eine schematische perspektivische Darstellung einer Schaltplatte gemäß der Erfindung mit einem Vielfachstecker zur Aufnahme einer Schaltungsplatine, einer Arbeitsplatte mit einer Vielzahl von Steckbi'-hsen sowie einer Auswahlplatte, die mit einem Auswahlmodul zur Herstellung bestimmter elektrischer Verbindungswege zwischen dem Vielfachstecker und der Arbeitsplatte kombiniert ist;

F i g. 5 eine Darstellung eines Teiles der elektrischen Beschattung einer Verteilerplatte gemäß der Erfindung zur Herstellung bestimmter Leitungswege zwischen einem Vielfachstecker und Steckbuchsen einer Arbeitsplatte.
In Fig. 1 ist schematisch eine Aufsicht auf eine

Schaltplatte 1 dargestellt, die eine Arbeitsplatte 2 mit einer Vielzahl von Steckbuchsen 3 sowie eine Verteilerschaltung 4 aufweist Die Steckbuchsen 3 sind in einem Raster angeordnet.

Die Arbeitsplatte 2 ist mit der Verteilerschaltung über einen Vielkontaktstecker 5 verbunden, dessen Einzelkontakte auf Seiten der Arbeitsplatte jeweils mit einer Steckbuchse oder auch mehreren verbunden sind.

Mit der Vertuierschaltung 4 werden andererseits die Kontakte des Vielkontaktsteckers in einer bestimmten Kombination untereinander verbunden, so daß aus den möglichen elektrischen Verbindungswegen zwischen allen Steckbuchsen eine bestimmte Auswahl getroffen wird. Die Verteilerschaltung kann z. B. als fest verdrahteter Stecker ausgebildet sein; für eine Arbeitsplatte werden dann mehrere derartiger Verteilerschaltungen bereitgestellt, wobei mit jedem Verteilerstecker eine andere Auswahl von elektrischen Verbindungswegen zwischen den Steckbuchsen hergestellt werden kann. Auf die Arbeitsplatte 2 kann, wie in F i g. 2 gezeigt, eine Auswahlplatte 12 aufgestellt werden, die öffnungen i3 oberhalb der Steckbuchsen 3 aufweist, die in ausgewählten elektrischen Verbindungswegen liegen. Auf der Auswahlplatte kann dann eine zu demonstrierende Schaltung aufgebaut werden.

In F i g. 2 ist schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schaltplatte dargestellt In dieser Figur und in den folgenden Figuren werden die gleichen Bezugsziffern wie in F i g. 1 verwendet, wenn es sich um gleiche oder ähnliche Teile handelt

Die Schaltplatte 1 weist wiederum eine Arbeitsplatte 2 mit einer Vielzahl von in einem Raster angeordneten Steckbuchsen 3 auf. An einer Seite der Arbeitsplatte ist ein Vielkontaktstecker 5 eingesetzt mit dem eine auswechselbare Verteilerschaltung 4 verbunden werden kann. Mit der Verteiierschaitung 4 ist über είπεπ weiteren Vielkontaktstecker 9 ein Eingangs-Vielfachstecker 10 verbunden. Die Verteilerschaltung 4 verknüpft jeden einzelnen Kontakt des Eingangs-Vielfachsteckers 10 bzw. des Vielkontaktsteckers 9 mit einer bestimmten Steckbuchse 3 auf der Arbeitsplatte oder mit einer ausgewählten Kombination von Steckbuchsen. lii den Vielfachstecker 10 kann eingangsseitig z. B. eine Schaltungsplatine 11 eingeschoben werden, so daß damit jedem Schaltungspunkt der auf dieser Schaltungsplatine angeordneten elektrischen Schaltung eine bestimmte Steckbuchse oder eine bestimmte Kombination von Steckbuchsen auf der Arbeitsplatte 2 zugeordnet ist

Auf die Arbeitsplatte 2 werden Auswahlplatten 12 aufgesetzt, die öffnungen 13 aufweisen, welche nur bestimmte Steckbuchsen auf der Arbeitsplatte freigeben, wahrend die anderen Steckbuchsen verdeckt bleiben. In der schematischen F i g. 2 sind lediglich zwei derartige Öffnungen zur Fre-ilegung von zwei Steckbuchsen dargestellt. Die öffnungen 13 auf der Auswahlplatte sind in diesem Fall so angeordnet, daß z. B. bei Zwischenschaltung eines Meßinstruments zwischen die freigelegten Steckbuchsen der Arbeitsplatte die zwischen den zugeordneten Schaltungsspannungspunkten der elektrischen Schaltung auf der Schaltungsplatine bestimmt wird. Dies kann für die Demonstration der Schaltung aber auch zur Fehlersuche herangezogen werden. Für eine bestimmte elektrische Schaltungsplatine können z. B. mehrere Auswahlplatten bereitgestellt werden; so kann z. B. eine Auswahlplatte zur Untersuchung der Spannungen der elektrischen Schaltung, eine weitere zur Untersuchung etwa d^r Widerstandswerte usw. vor-Eesehen werden. Selbstverständlich ist es möglich, die durch solche mehrere Auswahlplatten mögliche Demonstration oder Fehlergruppensuche auch auf einer einzigen Auswahlplatte zusammenzufassen, indem z. B. die die Steckbuchsen der Arbeitspläne 2 freigebenden öffnungen 13 entsprechend gekennzeichnet sind. Ebenso können mehrere Verteilerschaltungen 4 bereitgestellt werden, wobei die einzelnen Verteilerschaltungen dann auf die gerade gewünschte Fehlergruppen-Suchart abgestimmt sind und nur die jeweilig für diese Feh- !ersuche notwendigen Steckbuchsen auf der Arbeitsplatte elektrisch freigeben.

In F i g. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispid einer Schaltplatte 1 schematisch dargestellt Diese Schaltplatte ähnelt bis auf die Verteilerschaltung 4 derjenigen gemäß F i g. 2. Die Verteilerschaltung 4 ist in diesem Fall in zwei Module aufgeteilt und zwar in ein Schaltermodul 4| und ein Auswahlmodul 42, d.is mit dem Schaltermodul über einen Vielkontaktstecker 14 verbunden ist Das Scnaltermodul weist eine Vielzahl von festen elektrischen Verbindungswegen zwi«r>;en den Kontakten des Vielfaehsieekers und dem Viclkontaktstecker der Arbeitsplatte 2 auf, wobei jedoch diese elektrischen Verbindungswege durch hier nicht dargestellte Schalter unterbrochen sind. Die elektrischen Verbindungswege zwischen Vielfachstecker und den Steckbuchsen der Arbeitsplatte werden durch das Auswahlmodul Q₂ hergestellt das bei Verbindung mit dem Schaltermodul 4i bestimmte Schalter der elektrischen Verbindungswege in dem Schaltermodul schließt und damit wiederum bestimmten Kontakten des Vielfachsteckers bestimmte Steckbuchsen auf der Arbeitsplatte zuordnet

Obwohl im Vorhergehenden die Verbindung zwischen Arbeitsplatte und Verteilerschaltung bzw. zwischen Verteilerschaltung und Vielfachstecker als Vielkontaktstecker 5, 9 bzw. 1.4 bezeichnet worden ist, soll dieser Ausdruck allgemein verstanden werden und nicht auf mechanische Stecker beschränkt sein, wie anhand des in der F i g. 4 dargestellten Ausführungibeispiel einer Schaltplatte näher erläutert werden soll.

Die Schaltplatte 1 weist ein Gehäuse 21 auf, dessen Obe/seite zum Teil als Arbeitsplatte 2 mit einer Steckbuchsenrasteranordnung ausgebildet ist Das Gehäuse 21 weist an einer Außenseite einen flacherer.- Ansatz 22 auf, an dessen einer Seite der erwähnte Vielfachstecker 10 angeordnet ist. Der Ansatz 22 dient als Platinenhalterung für eine Schaltungsplatine 11, die wie oben beschrieben in den Vielfachstecker 10 einsteckbar ist. Auf der Oberseite des Gehäuses ist zwischen der Steckbuchsenanordnung und dem Ansatz 22 noch ein freier Raum 23 belassen, der, wie im folgenden beschrieben, der Verteilerschaltung 4 zugeordnet ist.

Die Verdrahtung der Schaltplatte ist für einige Kontakte ies Vielfachsteckers und einige Steckbuchsen, in diesem Falle acht Steckbuchsen 3)_l( 3|₂, 3₂₁, 3₂2, 3₃i, 3₃2, 3m und 3« in F i g. 5 dargestellt. Zwischen aen Kontakten des Vielfachsteckers und den Steckbuchsen sind elektrische Leitungen gelegt, die durch Schalt-Relais 32 jeweils unterbrochen sind.

Diese Schalt-Reiais werden von elektromagnetischen Reed-Relais 33 angesteuert. Die Schalt-Reiais 32 und die Reed-Relais 33 werden über zwei Buchsen 34 und 35 mit Spannung versorgt. Um nun bestimmte Kontakte des Vielfachsteckers 10 und damit bestimmte Schaltungspunkte einer auf der Platine 11 angeordneten elektrischen Schaltung bestimmten Steckbuchsen 3 auf der Arbeitsplatte 2 zuzuordnen, wird auf die Oberseite des Gehäuses 21 der Schaltplatte eine Auswahlplatte 13 aufgesteckt. Diese Auswahlplatte weist an den Ecken Füh-

rungsstifie 36 auf, die in entsprechende Buchsen 37 auf der Arbeitsplatte eingreifen, so daß eine feste Ortsbeziehung zwischen Auswahlplatte und Arbeitsplatte gegeben ist Die Auswahlplatte weist in dem oberhalb des freien Raumes 23 liegenden Bereich eine bestimmte An- s Ordnung von Permanentmagneten 38 auf. Diese Permanentmagnete sind entsprechend den Reed-Relais der Schaltplatte zugeordnet In der F i g. 5 sind vier untereinander in einer Spalte angeordnete Reed-Relais dargestellt, wobei die beiden mittleren Relais direkt unterhalb zweier Permanentmagnete der Auswahlplatte zu liegen kommen, wie dies schematisch in F i g. 5 dargestellt ist. Die Permanentmagnete 38 bewirken, daß die beiden Reed-Relais anziehen, so daß diesen Reed-Relais zugeordnete Schah-Relais 32 ebenfalls betätigt werden is und in diesem Falle eine Verbindung des vierten Kontaktes des Vielfachsteckers 10 mit der Steckbuchse 3n sowie eine Verbindung des ersten Kontaktes des Vielfachsteckers mit den beiden Steckbuchsen 3^ und 3*\ herstellen. Selbstverständlich ist eine Vielzahl von Kornbinationen elektrischer Verbindungswege zwischen dem Vielfachstecker 10 und den Steckbuchsen auf der Arbeitsplatte möglich; die Anzahl dieser Kombinationsmöglichkeiten ist lediglich abhängig von der Anzahl der verwendeten Reed-Relais und Schalt-Relais sowie deren Anordnung; in diesem Fall sind die Schalt-Relais jeweils mit mehreren gemeinsam betätigten Schaltkontakten ausgerüstet, jedoch sind auch hier andere Ausführungsformen möglich. Selbstverständlich braucht die Relais-Anordnung aus Reed- und Schalt-Relais nicht nur in dem Gehäuse unterhalb des freien Raumes 23 angeordnet zu sein. Es ist auch möglich, daß etwa bestimmte Relais im Gehäuse unterhalb der Arbeitsplatte 2 zwischen den Steckbuchsen 3 angeordnet sind.

Die dargestellte Auswahlplatte 12 hat wiederum Offnungen 13, die lediglich die ausgewählten Steckbuchsen freilassen. Auf diese Weise kann z. B. die Prüfung einer Schaltungsplatine sehr rasch und ohne Fehlermöglichkeiten ausgeführt werden; ebenso können mittels derartiger Auswahlplatten Schaltungen zur Demonstrationszwecken aufgebaut werden, wobei dann etwa auf der Schaltungsplatine 11 eine nur unvollständige elektrische Schaltung z. B. mit einem Transistor T, einem Widerstand R und einer Diode D dargestellt ist, bei der etwa einzelne elektrische Verbindungen nicht ausgeführt sind. Diese elektrischen Verbindungswege können dann auf einer der Auswahlplatte ähnelnden Lehrplatte hergestellt werden. Auch auf dieser Platte werden nur die tatsächlich benötigten Steckbuchsen freigegeben, die über die Permanentmagnete und die Reed-Relais angewählt worden sind.

Die beschriebene Schaltplatte kann für viele weitere Verwendungsmöglichkeiten dienen und über verschiedene auswechselbare Auswahlplatten an den jeweiligen Verwendungszweck angepaßt werden, so z.b. zur Überprüfung einer aufgebauten Schaltungsplatine, die hierzu in den Vielkontaktstecker 10 eingeschoben wird. Es ist nicht mehr nötig, für jeden Verwendungszweck eine eigene Schaltplatte bereitzustellen.

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Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltplatte zum Aufbau und zur Demonstration von elektrischen oder elektronischen Schaltungen mit einer Arbeitsplatte, die eine Vielzahl von Steckbuchsen aufweist, in die Stecker von elektrischen oder elektronischen Bauteilen einsteckbar sind, wobei auf die Arbeitsplatte eine Auswahlplatte paßgerecht auflegbar ist, die für die aufzubauende oc'er zu demonstrierende Schaltung eine ausgewählte Anordnung von einzelnen Steckbuchsen freiläßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckbuchsen (3) der Arbeitsplatte (2) mit Anschlüssen eines Vielkontaktsteckers (5) verbunden sind, und daß jeder Auswahlplatte (12) eine Verteilerschaltung (4) zugeordnet ist, die mit dem Vielkontaktstekker (5) der Arbeitsplatte (2) zusammenwirkt und dabei elektri^he Verbindungswege zwischen einzelnen StecKfeachsen (3) der Arbeitsplatte (2) herstellt

2. Schaltplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltplatte (1) einen Eingangs-Vielfachstecker (10) zum Anschluß von externen elektrischen Schaltungen (11) aufweist, und daß die Verteilerschaltung (4) über einen weiteren Vielkontaktstecker (9) zur Herstellung elektrischer Verbindungswege zwischen dem Eingangs-Vielfachstecker (10) und den Steckbuchsen (3) der Arbeitsplatte (2) dient

3. Schaltnlatie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerschaltung (4) ein fest verdrahteter Vieläontakiuecker ist

4. Schaltplatte tiach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Vielk ntaktstecker (5) und gegebenenfalls der Eingangs-Vielfachstecker (10) mit einem festen Schaltermodul (4|) der Verteilerschaltung (4) verbunden sind, und daß jede Auswahlplatte (12) mit einem Auswahlmodul (42) fest verbunden ist, das bei Aufstecken der Auswahlplatte auf die Arbeitsplatte (2) mit dem Schaltermodul (4i) verbindbar ist und dabei die für diese Auswahlplatte (12) notwendigen elektrischen Verbindungswege zwischen einzelnen Steckbuchsen (3) der Arbeitsplatte (2) herstellt.

5. Schaltplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltermodul (4;) in den elektrischen Verbindungswegen über Reed-Relais (33) ansteuerbare Schalt-Relais (32) aufweist, und daß das Auswahlmodul (4₂) Permanentmagnete (38) aufweist die so angeordnet sind, daß sie mit den Reed-Relais (33) zur Herstellung bestimmter elektrischer Verbindungswege zusammenwirken.