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Die
Erfindung betrifft ein Schaltbrett und einen das Schaltbrett aufweisenden
Bausatz zum Aufbauen und Anzeigen elektronischer Schaltkreise, welche
für Ausbildungszwecke
verwendet werden.
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Ein
zum Aufbauen elektronischer Schaltkreise verwendetes Schaltbrett
ist eine Vorrichtung, die üblicherweise
zur Ausgestaltung, Entwicklung und Überprüfung elektronischer Schaltkreise
verwendet wird. Der Vorteil eines Schaltbrettes verglichen mit anderen
Techniken zum Aufbauen eines elektronischen Schaltkreises ist, dass
ein Schaltkreis leicht zusammengebaut, umgebaut und demontiert werden kann.
Folglich verwenden Entwickler von elektronischen Schaltkreisen häufig Schaltbretter,
wenn sie Testschaltkreise zusammenbauen möchten, um elektronische Schaltkreise
zu entwerfen und zu verbessern.
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Jedoch
kann ein Schaltbrett auch für
Ausbildungszwecke verwendet werden. Diesbezüglich werden Schaltbretter
häufig
zur Elektrotechnikausbildung in Praktikumskursen verwendet, in denen
die Studenten oder Schüler
einen selbständigen
Umgang mit elektronischen Komponenten erlernen. Eine weitere Anwendung
für den
Einsatz eines Schaltbrettes für
Ausbildungszwecke ist, ein Schaltbrett in Vorträgen oder im Unterricht zu verwenden,
in denen Studenten oder Schüler
den Professor oder Lehrer beobachten, der einen elektronischen Schaltkreis
zusammenbaut.
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In
der
DE 1 175 922 B ist
ein Schaltbrett gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 und ein Bausatz gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
14 offenbart. Jede der Kontaktstellen umfasst ein Paar von vier
Kontaktpunkten, die elektrisch miteinander verbunden sind, wodurch
eine elektrische Verbindung von vier elektronischen Komponentenblöcken durch jede
Kontaktstelle ohne externe Verbindungsleitungen möglicht ist.
Die Kontaktstellen sind periodisch auf dem Montagepaneel des Schaltbrettes
verteilt, so dass sie ein rechteckiges Raster mit den vier Kontaktpunkten
jeder Kontaktstelle bilden, die zum Ausbilden eines Quadrates angeordnet
sind, so dass der Zwischenraum zwischen zwei Kontaktpunkten einer Kontaktstelle
und zwei Kontaktpunkten einer angrenzenden anderen Kontaktstelle
gleich ist und durch elektronische Komponentenblöcke überbrückt werden kann.
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Ein
anderes Konzept eines Schaltbrettes ist in der
DE 2 147 068 A offenbart,
wonach eine Mehrzahl von Gruppen dreier Kontaktpunkte von verschiedenen
elektrischen Potentialen auf dem Montagepaneel in einer Mehrzahl
von Reihen verteilt sind, wobei die Gruppen von Kontaktpunkten einer
Reihe in Bezug auf die Gruppen jeder angrenzenden Reihe versetzt
sind. Jene Kontaktpunkte der Gruppen, die das gleiche elektrische
Potential aufweisen, sind elektrisch miteinander verbunden. Jeder
der elektronischen Komponentenblöcke
weist drei Verbindungsstifte auf, die zu den drei Kontaktpunkten
jeder Gruppe korrespondieren, so dass die elektronischen Komponentenblöcke in entsprechenden
Reihen angeordnet werden können
und durch Verbindungsleitungen miteinander verbunden werden können, damit
die Stromflüsse
zwischen den zusammengebauten Komponentenblöcken durch die Verbindungsleitungen
visuell dargestellt werden.
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schaltbrett und einen
Bausatz zum Aufbauen und Anzeigen elektronischer Schaltkreise vorzusehen, die
für Ausbildungszwecke
verwendet werden, wobei das Schaltbrett eine komfortable Montage
von aktiven elektronischen Komponenten in einem elektronischen Schaltkreis
erlaubt.
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Die
Erfindung ist in den Ansprüchen
1 bzw. 14 definiert. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen definiert.
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Um
das oben genannte Ziel zu erreichen, sieht die vorliegende Erfindung
ein Schaltbrett zum Aufbauen und Anzeigen elektronischer Schaltkreise vor,
die aus elektronischen Komponentenblöcken zusammengesetzt sind,
das für
Ausbildungszwecke verwendet wird, wobei das Schaltbrett ein Paneelgehäuse, ein
Montagepaneel, das an dem Paneelgehäuse angebracht ist und dieses
abdeckt, eine Mehrzahl von Kontaktstellen, die auf dem Montagepaneel angeordnet
sind und periodisch auf diesem verteilt sind, so dass sie ein rechteckiges
Raster ausbilden, wobei die Kontaktstellen voneinander elektrisch
isoliert sind und im Stande sind, elektrische Komponentenblöcke aufzunehmen,
eine Mehrzahl von ersten Energieversorgungspunkten, die auf dem
Montagepaneel angeordnet sind und periodisch auf diesem verteilt
sind, so dass sie ein rechteckiges Raster ausbilden, wobei die ersten
Energieversorgungspunkte elektrisch miteinander verbunden sind,
und eine Mehrzahl von zweiten Energieversorgungspunkten aufweist,
die auf dem Montagepaneel angeordnet sind und periodisch auf diesem
verteilt sind, so dass sie ein rechteckiges Raster ausbilden, wobei
die zweiten Energieversorgungspunkte elektrisch miteinander verbunden
sind und die zweiten Energieversorgungspunkte von den ersten Energieversorgungspunkten
elektrisch isoliert sind, wobei die Raster, die von den Kontaktstellen,
den ersten Energieversorgungspunkten und den zweiten Energieversorgungspunkten
ausgebildet sind, die gleiche Periodizität aufweisen.
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Jede
Kontaktstelle weist ein Paar von Kontaktpunkten auf, die elektrisch
miteinander verbunden sind und die im Stande sind, die elektronischen Komponentenblöcke aufzunehmen,
wobei die Anzahl und die räumliche
Anordnung der Kontaktpunkte für
alle Kontaktstellen die gleiche ist und die Mehrzahl von Kontaktstellen,
die Mehrzahl von ersten Energieversorgungspunkten und die Mehrzahl
von zweiten Energieversorgungspunkten ein rechteckiges Raster bilden.
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Das
Schaltbrett zum Aufbauen und Anzeigen elektronischer Schaltkreise
weist den Vorteil auf, dass aktive elektronische Komponenten innerhalb
eines elektronischen Schaltkreises, der auf dem Schaltbrett zusammengebaut
wird, komfortabel angebracht werden können. Diesbezüglich sind
aktive elektronische Komponenten die Komponenten eines elektronischen
Schaltkreises, die in der Lage sind, ein Ausgangssignal mit mehr
Energie in ihm als das Eingangssignal zu erzeugen. Die zusätzliche
Energie stammt von einer externen Energiequelle. Es ist wichtig
zu beachten, dass diese aktiven Komponenten durch einen Energiegewinn,
d.h. einen Gewinn des Produkts der Spannung und des Stromes, charakterisiert
sind. Elektronische Komponenten, wie ein Aufwärtstransformator, sind keine
aktiven Komponenten, da sie nur einen Spannungsgewinn erzeugen und
nicht in der Lage sind, Energie zu verstärken.
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Es
wird betont, dass die Anzahl von verschiedenen Arten von Energieversorgungspunkten, die
auf dem Schaltbrett angeordnet sind, nicht auf zwei eingeschränkt ist.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es selbstverständlich
auch möglich,
drei oder mehrere verschiedene Energieversorgungsgruppen zu verwenden,
an denen verschiedene Spannungswerte angelegt werden können.
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Da
die Mehrzahl von Kontaktstellen, die Mehrzahl von ersten Energieversorgungspunkten und
die Mehrzahl von zweiten Energieversorgungspunkten ein rechteckiges
Raster bilden, ermöglicht die
Anordnung der Kontaktstellen und der ersten und der zweiten Energieversorgungspunkte
auf einem rechteckigen Raster einen anschaulichen und übersichtlichen
Aufbau der elektronischen Schaltkreise auf dem Schaltbrett.
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Die
Kontaktstellen, die ersten Energieversorgungspunkte und die zweiten
Energieversorgungspunkte können
derart über
das Montagepaneel verteilt werden, dass die elektronischen Komponentenblöcke nur
auf eine vorbestimmte Weise in das Montagepaneel eingesetzt werden
können.
Die Verwendung einer solchen vorbestimmten Verteilung der Kontaktstellen
und der ersten und der zweiten Energieversorgungspunkte auf dem
Montagepaneel hat den Vorteil, dass aktive sowie passive elektronische Komponentenblöcke nur
in einer korrekten Weise eingesetzt werden können, wodurch eine Beschädigung von
elektronischen Komponentenblöcken
verhindert werden kann.
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Da
jede Kontaktstelle ein Paar von Kontaktpunkten aufweist, die elektrisch
miteinander verbunden sind und die die elektronischen Komponentenblöcke aufnehmen
können,
wobei die Anzahl und die räumliche
Anordnung der Kontaktpunkte für
alle Kontaktstellen die gleichen sind, wird ferner eine geeignete
elektrische Verbindung zwischen verschiedenen elektronischen Komponentenblöcken innerhalb
eines elektronischen Schaltkreises auf dem Schaltbrett ermöglicht,
weil keine zusätzlichen
Leitungen oder Überbrückungen notwendig
sind, um die verschiedenen elektronischen Komponentenblöcke zu verbinden.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung weist jede Kontaktstelle fünf Kontaktpunkte auf, wobei
ein mittlerer Kontaktpunkt in der Mitte der Kontaktstelle angeordnet
ist und vier umliegende Kontaktpunkte symmetrisch und äquidistant
um den mittleren Kontaktpunkt angeordnet sind, wobei die Kontaktpunkte
entlang einer der zwei Richtungen angeordnet sind, die durch das
Raster definiert sind. Diese symmetrische Verteilung von vier Kontaktpunkten
um einen mittleren Kontaktpunkt ermöglicht eine elektrische Verbindung
zwischen vier elektronischen Komponentenblöcken, wenn ein Verbindungsstift
von jedem Komponentenblock in einen der vier Kontaktpunkte eingesetzt
ist, die um den mittleren Kontaktpunkt herum angeordnet sind. Ferner
kann der Spannungswert leicht gemessen werden, wenn eine Messsonde
oder ein Verbindungsstift eines Voltmeters oder eines Amperemeters
mit dem mittleren Kontaktpunkt verbunden ist.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist der mittlere Kontaktpunkt eine
andere Form als die umgebenden Kontaktpunkte auf. Mit einer sachgemäßen Auswahl
der Form des mittleren Kontaktpunktes können die elektronischen Komponentenblöcke nur
in die umgebenden Kontaktpunkten eingesetzt werden, so dass der
mittlere Kontaktpunkt unbesetzt ist und, falls gefordert, eine Messsonde
oder ein Verbindungsstift eines Voltmeters oder eines Amperemeters
immer an den mittleren Kontaktpunkt angeschlossen werden können.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das Schaltbrett derart angeordnet, dass
es unter Ausbilden eines erweiterten Schaltbretts mit einem weiteren Schaltbrett
des gleichen Typs kombiniert werden kann, so dass die räumliche
Periodizität
der Kontaktstellen, der ersten Energieversorgungspunkte und der
zweiten Energieversorgungspunkte auf der erweiterten oberen Fläche des
erweiterten Schaltbrettes beibehalten wird. Damit ist das Schaltbrett
ein modulares Schaltbrett und das Schaltbrett kann verwendet werden,
um ein erweitertes Schaltbrett auszubilden, welches die Möglichkeit
vorsieht, größere elektronische
Schaltkreise zusammenzubauen.
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Gemäß einer
besonderen bevorzugten Ausführungsform
weist das Schaltbrett ferner ein Verbindungsteil auf, das an einer
Seitenfläche
des Paneelgehäuses
angeordnet ist und das mit den ersten Energieversorgungspunkten
und mit den zweiten Energieversorgungspunkten elektrisch verbunden
ist. Ein solches Verbindungsteil ermöglicht eine Verbindung von
zwei oder mehreren modularen Schaltbrettern, wobei die ersten und
die zweiten Energieversorgungspunkte der Schaltbretter automatisch
miteinander verbunden sind.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das Verbindungsteil an einer Energieversorgungsquelle
anschließbar.
Dieses bietet die Möglichkeit,
eine Energieversorgungsquelle mit den ersten und zweiten Energieversorgungspunkten
passend zu verbinden.
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Eine
weitere bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung sieht ein Verbindungsteil vor, das im Stande ist, das
Schaltbrett mit dem weiteren Schaltbrett und/oder mit der Energieversorgungsquelle
mechanisch zu verbinden. Aufgrund der Verwendung des Verbindungsteils
auch für
eine mechanische Verbindung des Schaltbretts mit dem weiteren Schaltbrett und/oder
mit der Energieversorgungsquelle gibt es keine Notwendigkeit an
zusätzlichen
mechanischen Anschlussstücken
mehr.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist das Verbindungsteil im Stande, die ersten und die zweiten Energieversorgungspunkte
des Schaltbrettes mit den ersten bzw. den zweiten Energieversorgungspunkten
des weiteren Schaltbrettes elektrisch zu verbinden. Folglich ermöglicht das
Verbindungsteil die Verbindung von zwei oder mehreren modularen
Schaltbrettern, die ein erweitertes Schaltbrett bilden, wobei die
ersten bzw. die zweiten Energieversorgungspunkte der Schaltbretter
automatisch miteinander verbunden sind.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung weist das Schaltbrett ein Verbindungsteil oder mehrere
Verbindungsteile an jeder Seitenfläche des Paneelgehäuses auf.
Dies sieht die Möglichkeit vor,
weitere Schaltbretter an jeder Seite des Schaltbrettes anzubringen.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das Verbindungsteil an vorbestimmten
Positionen angeordnet, so dass eine unsachgemäße Verbindung des Schaltbrettes
mit dem weiteren Schaltbrett oder mit der Energieversorgungsquelle
entweder unmöglich
oder sichtbar offensichtlich falsch ist.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung sind das Montagepaneel und/oder das Paneelgehäuse aus
einem elektrisch isolierenden Material hergestellt, insbesondere
können
das Montagepaneel und/oder das Panelgehäuse aus Kunstharz hergestellt
sein. Dies hat den Vorteil, dass kein spezieller Aufwand erforderlich
ist, die Kontaktstellen, die Mehrzahl von ersten Energieversorgungspunkten und
die Mehrzahl von zweiten Energieversorgungspunkten voneinander elektrisch
zu isolieren.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist das Montagepaneel eine gedruckte Leiterplatte.
Die Verwendung einer Leiterplatte ist eine sehr effektive und wirtschaftliche
Art, ein Schaltbrett gemäß der vorliegenden
Erfindung herzustellen.
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Die
Erfindung offenbart ferner einen Bausatz zum Aufbauen und Anzeigen
elektronischer Schaltkreise, die für Ausbildungszwecke verwendet
werden, mit einem wie oben beschriebenen Schaltbrett und einem elektronischen
Komponentenblock, der ein Blockgehäuse, ein Komponentenelement,
das in dem Blockgehäuse
aufgenommen ist, und Verbindungsstifte aufweist, die in dem Blockgehäuse aufgenommen
sind und die an die Anschlüsse
des Komponentenelements elektrisch angeschlossen sind. Folglich
offenbart die Erfindung auch die entsprechenden elektronischen Komponentenblöcke, die
notwendig sind, um den Vorteil auszunutzen, der durch das Schaltbrett
gemäß der Erfindung
vorgesehen ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung weist der elektronische Komponentenblock ferner eine
Legende auf, die auf dem Blockgehäuse zum Anzeigen der Eigenschaften
des Komponentenelements angeordnet ist. Die Verwendung von solchen
deutlich sichtbaren Legenden auf den Blockgehäusen der elektronischen Komponentenblöcke lässt viel
einfacher erkennen, welcher Typ von elektronischen Komponenten verwendet
wird, um den gegenwärtigen
elektronischen Schaltkreis zusammenzubauen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung weist das Blockgehäuse Öffnungen auf,
um die Einbringung von Verbindungsstiften eines weiteren elektronischen
Komponentenblocks zu ermöglichen,
so dass der weitere elektronische Komponentenblock mit dem elektronischen
Komponentenblock mechanisch verbunden werden kann, und die Verbindungsstifte
sind ausgebildet, so dass, wenn der weitere elektronische Komponentenblock mit
dem elektronischen Komponentenblock mechanisch verbunden ist, die
Verbindungsstifte des weiteren elektronischen Komponentenblocks
mit den Verbindungsstiften elektrisch verbunden sind. Die Verwendung
solcher speziell konstruierter elektronischer Komponentenblöcke ermöglicht es,
die Kapazität
des Schaltbrettes gemäß der Erfindung
zu erhöhen,
weil zahlreiche elektronische Blockkomponenten aneinander angebracht
werden können,
wodurch sie eine Stapelung elektronischer Komponentenblöcke bilden.
Eine solche Stapelung von elektronischen Komponentenblöcken kann
in die gleichen Kontaktpunkte eingesetzt werden, in denen normalerweise
nur ein elektronischer Komponentenblock eingesetzt ist, wodurch
nicht nur die zweidimensionale Fläche des Montagepaneels sondern
auch die dritte Dimension, d.h. der Raum über dem Montagepaneel, genutzt wird.
Mit der Verwendung dieser dritten Dimension ist der Schaltplan des
elektronischen Schaltkreises, der auf dem Schaltbrett zusammengebaut
ist, nach wie vor einfach zu verstehen, selbst wenn der Schaltkreis viele
elektronische Komponentenelemente innerhalb eines schmalen Raumes
aufweist.
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Es
wird betont, dass eine solche Verwendung der dritten Dimension (aufwärts) zur
Verbesserung der Kapazität
des Schaltbrettes die sichtbare Zuordnung zwischen dem zusammengebauten Schaltkreis
und dem Schaltplan des Benutzers nicht beeinträchtigt, da die Parallel/Hintereinanderverbindungen
sichtbar offensichtlich sind.
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Ferner
wird hervorgehoben, dass eine solche Verwendung der dritten Dimension
(aufwärts)
zur Verbesserung der Kapazität
des Schaltbrettes in dem Sinne verwendet wird, dass nur die elektronischen Komponentenblöcke aber
nicht das gesamte oder zusätzliche
Schaltbrett in die dritte Dimension errichtet werden.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung weist der Bausatz ferner eine serielle Verbindungseinheit
auf, welche, wenn sie zwischen Kontaktstellen des Montagepaneels und
weiteren elektronischen Komponentenblöcken geschaltet ist, einen
seriellen elektrischen Schaltkreis der weiteren elektronischen Komponentenblöcke bereitstellt.
Eine solche serielle Verbindungseinheit hat auch den Vorteil, dass
die Kapazität
des Schaltbrettes effektiv erhöht
werden kann, wenn eine serielle Verbindung der Komponentenblöcke notwendig
ist.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung weist der elektronische Komponentenblock ferner einen
ersten Energieversorgungsverbindungsstift, der in dem Blockgehäuse aufgenommen ist
und der mit einem Anschluss des Komponentenelements elektrisch verbunden
ist, und einen zweiten Energieversorgungsverbindungsstift auf, der
in dem Blockgehäuse
aufgenommen ist und der mit einem anderen Anschluss des Komponentenelements
elektrisch verbunden ist, wobei, wenn der elektronische Komponentenblock
an dem Montagepaneel angebracht ist, der erste Energieversorgungsverbindungsstift
mit einem der ersten Energieversorgungspunkte und der zweite Energieversorgungsverbindungsstift
mit einem der zweiten Energieversorgungspunkte elektrisch verbunden
ist. Die Verwendung dieser entsprechenden aktiven elektronischen Komponentenblöcke ermöglicht insbesondere
das vollständige
Ausnutzen des Vorteils, der durch die ersten und durch die zweiten
Energieversorgungspunkte, die an und über der Oberfläche des
Montagepaneels angeordnet sind, gegeben ist.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann das Komponentenelement ein leitendes
Kabel, eine Krokodilklemme, einen Widerstand, eine Glühbirne,
einen Kondensator, einen Induktor, eine Diode, einen Transistor,
ein digitales Logik-Gatter, einen integrierten Schaltkreis, ein
Gehäuse
für einen
integrierten Schaltkreis und/oder einen Schaltkreis aufweisen, der
mehrere elektrische und/oder elektronische Komponenten aufweist.
Folglich können
die Komponentenelemente gemäß der Erfindung
alle Typen von elektronischen Komponenten aufweisen, so dass alle Typen
von elektronischen Schaltkreisen leicht zusammengebaut werden können.
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Ferner
wird ein nicht beanspruchter elektronischer Komponentenblock zur
Einbringung in einen oben beschriebenen Bausatz offenbart. Der elektronische
Komponentenblock weist ein Blockgehäuse, ein Komponentenelement,
das in dem Blockgehäuse aufgenommen
ist, Verbindungsstifte, die in dem Blockgehäuse aufgenommen sind und die
elektrisch mit Anschlüssen
des Komponentenelements verbunden sind, einen ersten Energieversorgungsverbindungsstift,
der in dem Blockgehäuse
aufgenommen ist und der elektrisch mit einem Anschluss des Komponentenelements
verbunden ist, und einen zweiten Energieversorgungsverbindungsstift
auf, der in dem Blockgehäuse
aufgenommen ist und der elektrisch mit einem weiteren Anschluss
des Komponentenelements verbunden ist. Der elektronische Komponentenblock
weist alle Merkmale auf, so dass der Vorteil des Schaltbrettes gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgenutzt werden kann.
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Die
oben genannten und weiteren Ziele, Eigenschaften und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und
aus den beigefügten
Ansprüchen
in Verbindung mit der hinzugefügten
Zeichnung ersichtlich.
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1 zeigt
ein Schaltbrett gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2a zeigt
eine perspektivische Draufsicht eines passiven elektronischen Komponentenblocks.
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2b zeigt
eine perspektivische Unteransicht des passiven elektronischen Komponentenblocks,
der in 2a gezeigt ist.
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3a zeigt
eine perspektivische Draufsicht eines aktiven elektronischen Komponentenblocks.
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3b zeigt
eine perspektivische Unteransicht des aktiven elektronischen Komponentenblocks,
der in 3a gezeigt ist.
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4a zeigt
eine perspektivische Draufsicht eines passiven elektronischen Komponentenblocks, der
einen Kondensator aufweist.
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4b zeigt
eine perspektivische Draufsicht eines passiven elektronischen Komponentenblocks, der
eine Leitung aufweist.
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4c zeigt
eine perspektivische Draufsicht eines aktiven elektronischen Komponentenblocks, der
einen Operationsverstärker
aufweist.
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4d zeigt
eine perspektivische Draufsicht eines passiven elektronischen Komponentenblocks, der
eine Querverbindung aufweist.
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4e zeigt
eine perspektivische Draufsicht eines passiven elektronischen Komponentenblocks, der
zwei Schalter aufweist.
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4f zeigt
eine perspektivische Draufsicht eines passiven elektronischen Komponentenblocks, der
eine Buchse zum Aufnehmen einer integrierten Schaltung aufweist.
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5 zeigt
eine perspektivische Draufsicht von zwei Komponentenblöcken, die
miteinander verbunden werden, was zu einer Parallelverbindung der zwei
Komponentenblöcke
führt,
die zwei elektronische Elemente aufweisen.
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6 zeigt
eine perspektivische Draufsicht von drei Komponentenblöcken, die
miteinander verbunden werden, was zu einer Parallelschaltung der drei
Komponentenblöcke
führt,
die drei elektronische Elemente aufweisen.
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7 zeigt
eine perspektivische Draufsicht einer seriellen Verbindung von drei
Komponentenblöcken,
die eine serielle Verbindungseinheit verwenden.
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8 zeigt
eine perspektivische Draufsicht einer seriellen Verbindung von fünf Komponentenblöcken, die
zwei serielle Verbindungseinheiten verwenden.
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Im
Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung mit Bezug auf 1 beschrieben. Das Schaltbrett 100 gemäß der vorliegenden
Erfindung weist ein Paneelgehäuse 101 auf,
das die äußere Form
eines rechteckigen Parallelepipeds hat. Das Paneelgehäuse 101 ist
aus einem isolierenden Material, beispielsweise Kunstharz, hergestellt.
Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung ist das Paneelgehäuse 101 eine Kunststoffform,
wobei die Oberseite der Form leer ist und zur Unterbringung des
Montagepaneels 102 verwendet wird. Die Verwendung eines
isolierenden Materials für
das Paneelgehäuse 101 verringert
die Gefahr des Verursachens eines Kurzschlusses, wenn ein Schaltkreis
auf dem Schaltbrett 100 zusammengebaut wird. Auf dem Paneelgehäuse 101 ist
ein Montagepaneel 102 angebracht. Das Paneelgehäuse 101 wird
verwendet, um das Montagepaneel 102 zu tragen. Gemäß dieser
bevorzugten Ausführungsform
ist das Montagepaneel 102 eine gedruckte Schaltplatte,
die allgemein in den meisten Geschäften, die Elektronik verkaufen,
erhältlich
ist. Folglich stellt die Verwendung einer üblichen gedruckten Schaltplatte,
wie das Montagepaneel 102 gemäß der Erfindung, eine sehr
wirtschaftliche Art der Herstellung des Schaltbrettes 100 dar.
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Auf
der Oberfläche
des Montagepaneels 102 ist eine Mehrzahl von Kontaktstellen 103 angeordnet, die
periodisch auf dem Montagepaneel 102 verteilt sind. Die
Kontaktstellen 103 sind als gleichmäßig im Abstand aufeinander
abgestimmte Anordnung angeordnet, so dass ihre Positionen ein rechteckiges
Raster bilden. Jede Kontaktstelle 103 ist von jeder weiteren
Kontaktstelle 103 elektrisch isoliert.
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Jede
der Kontaktstellen 103 weist eine Mehrzahl von fünf Kontaktpunkten 104, 105, 106, 107, 108 auf,
die elektrisch miteinander verbunden sind. Die leitfähige Verbindung
zwischen den fünf
Kontaktpunkten 104, 105, 106, 107, 108 ist
sichtbar durch die Linien 109 angezeigt, die auf das Montagepaneel 102 aufgedruckt
sind. Gemäß der beschriebenen Ausführungsform
der Erfindung weist jede Kontaktstelle 103 einen mittleren
Kontaktpunkt 108 auf, der in der Mitte der Kontaktstelle 103 und
der vier umliegenden Kontaktpunkte 104, 105, 106, 107,
die symmetrisch und äquidistant
um den mittleren Kontaktpunkt 108 angeordnet sind, angeordnet
ist, wobei die Kontaktpunkte 105, 108, 107 entlang
einer von dem rechteckigen Raster definierten Richtung angeordnet sind
und die Kontaktpunkte 104, 108, 106 entlang
der anderen von dem rechteckigen Raster definierten Richtung angeordnet
sind, wobei die zwei durch das rechteckige Raster definierten Richtungen
senkrecht zueinander sind.
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Die
Kontaktpunkte 104, 105, 106, 107, 108 sind
plattierte Durchgangslöcher
in der gedruckten Schaltplatte. Die umliegenden Kontaktpunkte 104, 105, 106, 107 werden
für das
Anschließen
der Anschlüsse
der elektronischen Komponentenblöcke verwendet,
die verwendet werden, um einen elektronischen Schaltkreis auf dem
Schaltbrett 100 herzustellen. Die Eigenschaften und Merkmale
von solchen elektronischen Komponentenblöcken werden später beschrieben.
Der mittlere Kontaktpunkt 108 kann verwendet werden, um
einen Anschluss eines Spannungs- oder Stromsensors, d.h. eines Voltmeters
oder eines Amperemeters, anzuschließen. Es wird vorgezogen, dass
die Form des Loches des mittleren Kontaktpunktes 108 unterschiedlich
zu der Form der Löcher
der umliegenden Kontaktpunkte 104, 105, 106, 107 ist.
Dadurch ist sichergestellt, dass nur ein Anschluss eines Spannungs-
oder Stromsensors oder -sonde in das Loch des mittleren Kontaktpunktes 108 eingesetzt
werden kann.
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Das
Montagepaneel 102 weist ferner eine Mehrzahl von ersten
Energieversorgungspunkten 110 auf, die auf dem Montagepaneel 102 angeordnet sind
und periodisch auf diesem verteilt sind, so dass sie ein rechteckiges
Raster bilden, wobei die ersten Energieversorgungspunkte 110 elektrisch
miteinander verbunden sind. Außerdem
weist das Montagepaneel 102 eine Mehrzahl von zweiten Energieversorgungspunkten 111 auf,
die auch auf dem Montagepaneel 102 angeordnet sind und
periodisch auf diesem verteilt sind, so dass sie ein rechteckiges Raster
bilden, wobei die zweiten Energieversorgungspunkte 111 elektrisch
miteinander verbunden sind. Um den Benutzer nicht zu verwirren,
sind die Energieversorgungspunkte sichtbar miteinander verbunden.
Die Gruppe von ersten Energieversorgungspunkten 110 ist
von der Gruppe von zweiten Energieversorgungspunkten 111 isoliert,
die Gruppe von ersten Energieversorgungspunkts 110 ist
von den Kontaktstellen 103 isoliert, und die Gruppe von
zweiten Energieversorgungspunkten 111 ist ebenfalls von den
Kontaktstellen 103 isoliert.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden die Energieversorgungspunkte 110, 111 verwendet, um
elektrische Energie zu den aktiven elektronischen Komponentenblöcken zu
transportieren, die von der Energieversorgungsquelle bereitgestellt
wird, die mit den Energieversorgungspunkten 110, 111 verbunden ist.
Details der aktiven und passiven elektronischen Komponentenblöcke werden
später
beschrieben.
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Wie
aus 1 erkannt werden kann, ist die Periodizität der drei
Raster, die durch die Kontaktstellen 103, die ersten Energieversorgungspunkte 110 und
die zweiten Energieversorgungspunkte 111 definiert ist,
die gleiche. Die gleiche Periodizität für diese drei Raster bildet
die Grundlage für
die folgenden zwei vorteilhaften Merkmale des Schaltbrettes 100:
- 1. Die drei Raster sind in Bezug zueinander
räumlich
versetzt, wodurch die Zwischenräume
zwischen den Kontaktpunkten 104, 105, 106, 107, 108 und
den ersten und den zweiten Energieversorgungspunkten 110, 111 so
sind, dass, wenn entsprechende elektronische Komponentenblöcke verwendet
werden, es nicht möglich
ist, die elektronischen Komponentenblöcke auf eine falsche Weise
einzusetzen.
- 2. Die Länge
und die Breite des Schaltbrettes 100 sind ein integrales
Vielfaches der Periode der drei Raster, die durch die Kontaktstellen 103,
die ersten Energieversorgungspunkte 110 und die zweiten
Energieversorgungspunkt 111 definiert sind. Folglich ist
es möglich,
die Kontaktstellen 103, die ersten Energieversorgungspunkte 110 und
die zweiten Energieversorgungspunkte 111 in Bezug auf das
Montagepaneel 102 so anzuordnen, dass, wenn zwei oder mehr
Schaltbretter 100 nahe bei einander platziert sind, die
Periodizität
der Kontaktstellen 103, der ersten Energieversorgungspunkte 110 und
der zweiten Energieversorgungspunkte 111 erhalten bleibt.
Ein Schaltbrett 100 mit solchen geometrischen Eigenschaften
ist ein modulares Schaltbrett 100, weil es mit weiteren
modularen Schaltbrettern 100 so kombiniert werden kann,
dass es möglich
ist, elektronische Komponentenblöcke über zwei
Schaltbretter 100 einzustecken.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung weist das Schaltbrett 100 ferner Verbindungsteile
auf, die an den Seitenflächen
des Paneelgehäuses 101 angeordnet
sind. Wie man aus 1 sehen kann, weist jede Seitenfläche des
Paneelgehäuses 101 zwei
Verbindungsteile auf. Aufgrund der perspektivischen Ansicht von 1 sind
nur vier Verbindungsteile 112, 113, 114, 115 der
insgesamt acht vorgesehenen Verbindungsteile zu sehen. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform,
die hierin beschrieb ist, erfüllen
die Verbindungsteile 112, 113, 114, 115 zwei
unterschiedliche Aufgaben:
- 1. Die Verbindungsteile 112, 114 und 113, 115 bilden
elektrische Verbindungen mit den ersten und den zweiten Energieversorgungspunkten 110 bzw. 111.
- 2. Die Verbindungsteile 112, 113, 114, 115 bilden eine
mechanische Verbindung mit einem weiteren Schaltbrett, das nahe
an dem Schaltbrett 100 platziert ist. Dadurch wird ein
erweitertes Schaltbrett, das aus einigen modularen Schaltbrettern 100 besteht,
zusammengebaut.
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Die
Verbindungsteile 112, 114 und 113, 115 stellen
eine elegante Möglichkeit
dar, um elektrische Energie an die ersten und die zweiten Energieversorgungspunkte 110 bzw. 111 zu
liefern. Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird dies mit einer Energieversorgungsquelle (nicht gezeigt)
erreicht, die mit dem Schaltbrett 100 verbunden ist, so
dass ein Ausgang der Energieversorgungsquelle mit dem ersten Verbindungsteil
(z.B. 112) verbunden ist und der andere Ausgang der Energieversorgungsquelle
mit dem zweiten Verbindungsteil (z.B. 113) verbunden ist,
wobei beide Verbindungsteile (z.B. 112, 113) an
der gleichen Seitenfläche
des Paneelgehäuses 101,
die den zwei Ausgängen
der Energieversorgungsquelle gegenüberliegt, angeordnet sind.
Die Verwendung der Verbindungsteile gemäß der Erfindung stellt sicher, dass,
wenn das Schaltbrett 100 eingeschaltet ist (d.h. die ersten
und die zweiten Energieversorgungspunkte 110, 111 sind
mit der Energieversorgungsquelle verbunden), die ersten und die
zweiten Energieversorgungspunkte, die auf einem weiteren Schaltbrett angeordnet
sind, ebenfalls automatisch zur gleichen Zeit eingeschalten werden,
wenn das zweite Schaltbrett 100 mechanisch mit dem ersten
Schaltbrett 100 verbunden ist.
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Es
wird betont, dass es nicht erforderlich ist, dass die ersten Energieversorgungspunkte
mit einem ersten Verbindungsteil verbunden werden und dass die zweiten
Energieversorgungspunkte mit einem zweiten Verbindungsteil verbunden
werden. Da unterschiedliche Verbindungsteile erhältlich sind, die wenigstens
zwei Verbindungsflächen
aufweisen, kann die elektrische Verbindung zwischen den ersten Energieversorgungspunkten,
die auf verschiedenen Schaltbrettern angeordnet sind, sowie die
elektrische Verbindung zwischen den zweiten Energieversorgungspunkten,
die auf verschiedenen Schaltbrettern angeordnet sind, auch mit einem
einzigen Verbindungsteil, das mindestens zwei Verbindungsflächen aufweist,
leicht erzielt werden. Es ist klar, dass die elektrische Verbindung
zwischen den zwei Ausgängen
einer Energieversorgungsquelle und des Schaltbrettes 100 auch
mit einem einzelnen Verbindungsteil erzielt werden kann.
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Für die meisten
Fälle,
insbesondere wenn TTL (Transistor-Transistor-Logik) Elektronik-Komponenten
eingesetzt werden, um einen elektronischen Schaltkreis aufzubauen,
ist es vorteilhaft, eine Energieversorgungsquelle zu verwenden,
die die zwei Spannungswerte 0 Volt und +5 Volt liefert.
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An
dieser Stelle sei hervorgehoben, dass es selbstverständlich möglich ist,
drei oder mehr verschiedene Typen von Energieversorgungsgruppen, die
auf dem Montagepaneel 102 angeordnet sind, einzusetzen.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind drei verschiedene Typen von Energieversorgungspunkten
angeordnet, an denen die Spannungswerte von –3 Volt, 0 Volt und +3 Volt
oder 0 Volt, +3 Volt und +5 Volt angelegt werden. Im Falle des Einsatzes
von fünf
verschiedenen Typen von Energieversorgungspunkten können die
bevorzugten Spannungswerte –5
Volt, –3
Volt, 0 Volt, +3 Volt und +5 Volt angelegt werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung sind die Verbindungsteile, die an den Seitenflächen des
Paneelgehäuses 101 angeordnet sind,
alle vom gleichen Typ, so dass eine elektrische Verbindung zwischen
den zwei Verbindungsteilen von zwei nebeneinander angeordneten Schaltbrettern
nur erzielt wird, wenn ein Aufnahmeverbinder zwischen die Verbindungsteile
der zwei Schaltbretter eingesteckt wird. Die Verwendung eines solchen
Verbindungsteils hat den Vorteil, dass, wenn das erste Schaltbrett
bereits durch eine externe Energieversorgung eingeschaltet ist,
durch Einstecken eines Endes des Anschlussverbinders in das Verbindungsteil des
ersten Schaltbrettes und des anderen Endes des Anschlussverbinders
in das Verbindungsteil des benachbarten zweiten Schaltbrettes das
benachbarte zweite Schaltbrett automatisch zur gleichen Zeit eingeschaltet
wird, wobei das zweite Schaltbrett mechanisch mit dem ersten Schaltbrett
verbunden ist.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind die Verbindungsteile 112, 113, 114, 115 RCA-Buchsen und der Aufnahmeverbinder
ist ein RCA Stift-mit-Stift-Verbinder.
Die RCA-Buchse weist jeweils zwei Verbindungsflächen auf, wobei eine der Verbindungsflächen verwendet wird,
um die +5 Volt-Energieversorgungspunkte zu verbinden, und die andere
Verbindungsfläche
wird verwendet, um die 0 Volt-Energieversorgungspunkte mit dem korrespondierenden
Ausgang der Energieversorgungsquelle zu verbinden.
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Gemäß der in 1 gezeigten
Ausführungsform
sind die Zwischenräume
und die Positionen der zwei Verbindungsteile 112, 114 und 113, 115,
die in den in jeder Seitenfläche
des Paneelgehäuses 101 angeordneten
Löchern
angebracht sind, so gewählt, dass
eine unsachgemäße Verbindung
von zwei Schaltbrettern entweder unmöglich oder für den Benutzer
offensichtlich falsch ist.
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Im
Folgenden konzentrieren wir uns auf die elektronischen Komponenten,
die zusammen mit dem Schaltbrett 100 verwendet werden können. 1 zeigt,
wie ein passiver elektronischer Komponentenblock 116 und
ein aktiver elektronischer Komponentenblock 117 richtig
in das Schaltbrett 100 eingesteckt sind.
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2a und 2b zeigen
eine perspektivische Draufsicht und eine perspektivische Unteransicht
eines Widerstandskomponentenblocks als Beispiel eines passiven elektronischen
Komponentenblockes 200. Der passive elektronische Komponentenblock 200 weist
ein Blockgehäuse 201,
ein elektronisches passives Komponentenelement (nicht gezeigt),
das im Blockgehäuse 201 untergebracht
ist, und Verbindungsstifte 202, 203 auf, die im
Blockgehäuse 201 untergebracht
sind und die elektrisch mit den Anschlüssen des passiven Komponentenelements
verbunden sind.
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Der
passive elektronische Komponentenblock 200 weist ferner
einen Montagestreifen 204 auf, auf dem das elektronische
Komponentenelement und das Blockgehäuse 201 angebracht
sind. Die Verbindungsstifte 202, 203 sind auch
an dem Montagestreifen 204 angebracht. Auf das Blockgehäuse 201 ist
eine Legende 205 gedruckt, die den Typ und den Wert des
elektronischen Elements anzeigt, das in dem passiven elektronischen
Komponentenblock 200 enthalten ist.
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Der
Zwischenraum zwischen den zwei Verbindungsstiften 202, 203 ist
so gewählt,
dass der elektronische Komponentenblock nur in zwei Kontaktpunkten,
die zu zwei verschiedenen Kontaktstellen 103 gehören, eingesetzt
werden kann, wobei der Zwischenraum zwischen den zwei Kontaktpunkten minimal
unter den Zwischenräumen
zwischen den Kontaktpunkten der zwei verschiedenen Kontaktstellen
liegt. Dies gewährleistet,
dass für
den Fall, dass nur die zweidimensionale Fläche des Montagepaneels 102 zum
Zusammenbau eines elektronischen Schaltkreises verwendet wird, jede
Kontaktstelle 103 verwendet werden kann, um ein Maximum
von vier elektronischen Komponentenblöcken gleichzeitig elektrisch
zu verbinden, wobei zusätzlich
der Spannungswert der Kontaktstelle 103 am mittleren Kontaktpunkt 108 gemessen
werden kann, ohne einen der angeschlossenen elektronischen Komponentenblöcke zu entfernen.
Wenn die elektronischen Komponentenblöcke übereinander gestapelt sind,
wodurch die dritte Dimension, d.h. der Raum oberhalb des Montagepaneel 102,
zum Zusammenbau eines elektronischen Schaltkreises auf dem Schaltbrett 100 verwendet
wird, können
sogar mehr als vier elektronische Komponentenblöcke mit einer Kontaktstelle 103 gleichzeitig
verbunden werden. Es wird betont, dass es keine prinzipielle Einschränkung für die Anzahl
von Komponentenblöcken
gibt, die mit einer Kontaktstelle 103 verbunden sein können.
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3a und 3b zeigen
eine perspektivische Draufsicht und eine perspektivische Unteransicht
eines elektronischen Komponentenblockes, der ein digitales UND-Logik-Gatter als
ein Beispiel eines aktiven elektronischen Komponentenblocks 300 aufweist.
Der aktive elektronische Komponentenblock 300 weist ein
Blockgehäuse 301,
ein aktives elektronisches Komponentenelement (nicht gezeigt), das
in dem Blockgehäuse 301 aufgenommen
ist, und Verbindungsstifte 302, 303, 304, 305, 306, 307 auf,
die jeweils in dem Blockgehäuse 301 aufgenommen sind.
Die Verbindungsstifte 302, 305 sind mit den Eingangsanschlüssen des
in dem Blockgehäuse 301 aufgenommenen
UND-Gatters verbunden. Der Verbindungsstift 303 ist mit
dem Ausgang des UND-Gatters verbunden. Der Verbindungsstift 304 ist
mit keinem Anschluss des UND-Gatters verbunden, das das aktive elektronische
Komponentenelement darstellt, und wird lediglich verwendet, um einen
festen mechanischen Kontakt zwischen dem elektronischen Komponentenblock
und dem Schaltbrett 100 sicherzustellen. Die Verbindungsstifte 306 und 307 sind
mit dem +5 Volt-Anschluss und mit dem 0 Volt-Anschluss des UND-Gatters
verbunden.
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Folglich
sind, wenn der aktive elektronische Komponentenblock richtig eingesetzt
ist, der +5 Volt-Anschluss und der 0 Volt-Anschluss des UND-Gatters mit einem
der ersten Energieversorgungspunkte 110 und mit einem der
zweiten Energieversorgungspunkte 111 verbunden.
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Der
aktive elektronische Komponentenblock 300 weist ferner
einen Montagestreifen 308 auf, auf dem das aktive elektronische
Komponentenelement und das Blockgehäuse 301 angebracht
sind. Die Verbindungsstifte 302, 303, 304, 305, 306, 307 sind
auch an dem Montagestreifen 308 angebracht. Auf dem Blockgehäuse 301 ist
eine Legende gedruckt 309, welche den Typ und die Anschlüsse des
aktiven elektronischen Elements (UND-Gatter) anzeigt, das in dem
elektronischen Komponentenblock 300 enthalten ist. Zu Lehrzwecken
sind die 0 Volt- und die 5 Volt-Anschlüsse des UND-Gatters nicht auf
der Legende angezeigt.
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Wie
oben beschrieben ist, sind die Zwischenräume zwischen den Verbindungsstiften 302, 303, 304, 305, 306, 307 so
gewählt,
dass der aktive elektronische Komponentenblock 300 nur
richtig in das Schaltbrett 100 eingesetzt werden kann.
Folglich ist sichergestellt, dass kein elektronischer Komponentenblock
aufgrund einer falschen Verbindung mit den Energieversorgungspunkten 110, 111 beschädigt werden
kann. Die angemessene Wahl der Zwischenräume zwischen den Verbindungsstiften 302, 303, 304, 305, 306, 307 gewährleistet,
dass in dem Fall, bei dem nur die zweidimensionale Fläche des
Montagepaneels 102 zum Zusammenbau eines elektronischen
Schaltkreis verwendet wird, jede Kontaktstelle 103 verwendet
werden kann, um ein Maximum von vier elektronischen Komponentenblöcken gleichzeitig
elektrisch zu verbinden, wobei zusätzlich der Spannungswert der
Kontaktstelle am mittleren Kontaktpunkt 108 gemessen werden
kann, ohne einen der verbundenen elektronischen Komponentenblöcke zu entfernen.
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Im
Folgenden werden einige Beispiele von aktiven und passiven elektronischen
Elementen vorgestellt, die in den elektronischen Komponentenblöcken aufgenommen
werden können.
Es wird betont, dass die folgende Zusammenstellung nur einige Beispiele
beschreibt und dass es nicht beabsichtigt ist, eine vollständige Auflistung
von elektronischen Komponenten zu geben, die von dem elektronischen Komponentenblock
umfasst sein können.
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Die 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f zeigen
jeweils perspektivische Draufsichten von elektronischen Komponentenblöcken, die elektronische
Elemente gemäß der vorliegenden
Erfindung aufweisen. 4a zeigt einen Kondensator-Komponentenblock 400,
der einen Kondensator aufweist, 4b zeigt
einen Leitungs-Komponentenblock 410, der eine einfache
Leitung aufweist, 4c zeigt einen Operationsverstärker-Komponentenblock (aktives
Element) 420, der einen Operationsverstärker aufweist, 4d zeigt
einen Querverbindungs-Komponentenblock 430, der zwei einfache Leitungen
aufweist, 4e zeigt einen passiven elektronischen
Komponentenblock 440, der zwei eigenständige mechanische Schalter
aufweist, und 4f zeigt eine Buchse 451 zur
Aufnahme einer integrierten Schaltung, wobei die Buchse 451 in
einem passiven elektronischen Komponentenblock 450 angebracht
ist. Da die elektronischen Komponentenblöcke 400, 410, 420, 430, 440, 450,
die in 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f gezeigt sind,
auf die gleiche Weise wie die elektronischen Komponentenblöcke, die
in 2a, 2b, 3a und 3b gezeigt sind,
zusammengebaut werden, wird eine detaillierte Beschreibung davon
ausgelassen.
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An
dieser Stelle wird betont, dass auch größere elektronische Komponentenblöcke verwendet werden
können,
die zum Beispiel Mehrfach-Eingangs- und/oder Mehrfach-Ausgangs-Komponentenelemente
aufweisen. In einem solchen Fall wird es oftmals vorgezogen, dass
der größere elektronische Komponentenblock
mehr als 2 × 2
Kontaktstellen überspannt,
damit genügend
Raum zur Aufnahme der sehr großen
elektronischen Komponentenelemente und/oder der Anschlüsse zum
Verbinden der großen
elektronischen Komponentenblöcke
mit weiteren externen elektronischen Vorrichtungen vorhanden ist.
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Eine
andere Art zur Versorgung großer
elektronischer Komponentenelemente ist die, besonders eingerichtete
Kabel zu verwenden, wobei ein Ende des Kabels ein Verbindungsstift
ist und das andere Ende des Kabels eine Krokodilklemme ist. Um ein solches
großes
elektronisches Komponentenelement mit dem Schaltbrett 100 elektrisch
zu verbinden, wird ein Ende des großen elektronischen Komponentenelements
mit der Krokodilklemme eines speziellen Kabels verbunden, dessen
Verbindungsstift in eine Kontaktstelle 103 des Schaltbrettes
eingesetzt ist. Das andere Ende des großen elektronischen Komponentenelements
wird mit der Krokodilklemme eines zweiten speziellen Kabels verbunden, dessen
Verbindungsstift in eine zweite Kontaktstelle 103 des Schaltbretts 100 eingesetzt
ist.
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5 zeigt
eine perspektivische Draufsicht von zwei Komponentenblöcken 500, 520,
welche miteinander zu verbinden sind, was zu einer parallelen Verbindung
der zwei elektronischen Elemente führt, die in den zwei Komponentenblöcken aufgenommen sind.
Der obere elektronische Komponentenblock 500 weist einen
Widerstand auf, während
der untere elektronische Komponentenblock 520 einen Kondensator
aufweist.
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Jeder
der zwei Komponentenblöcke 500 und 520 weist
zwei Löcher 501, 502 und 521, 522 auf,
die auf ihrer Oberseite angeordnet sind. Die Löcher 501, 502, 521, 522 sind
ausgebildet, damit Verbindungsstifte weiterer passiver Komponentenblöcke eingesetzt
werden können,
so dass die Verbindungsstifte weiterer passiver Komponentenblöcke einen
elektrischen Kontakt mit den Verbindungsstiften 503, 504, 523, 524 bilden.
Dadurch kann eine parallele Verbindung der Komponentenblöcke 500, 520 leicht
erreicht werden, wenn der Komponentenblock 500 in Bezug
auf den Komponentenblock 520 in der durch den Pfeil 550 angezeigten
Richtung bewegt wird.
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Die
parallele Verbindung der zwei Komponentenblöcke 500, 520 führt zu einer
RC-Komponente, die aus den Grundlagen der Analogelektronik weithin
bekannt ist. Da die zwei elektronischen Komponentenblöcke 500, 520 auf
die gleiche Weise wie der in 2a und
in 2b gezeigte elektronische Komponentenblock zusammengebaut
werden, wird eine detaillierte Beschreibung ausgelassen, um nicht die
gleiche Beschreibung zu wiederholen.
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6 zeigt
eine perspektivische Draufsicht dreier Komponentenblöcke 601, 602, 603,
die miteinander verbunden werden, was zu einer parallelen Verbindung
der drei elektronischen Elemente führt, die in den drei Komponentenblöcken aufgenommen sind.
Der obere und der mittlere elektronische Komponentenblock 601 und 602 weisen
jeweils einen Widerstand auf, während
der untere elektronische Komponentenblock 603 einen Kondensator aufweist.
Die parallele Verbindung der drei Komponentenblöcke 601, 602 und 603 führt wieder
zu einer RC-Komponente. Aus Gründen
der Kürze
wird eine detaillierte Beschreibung von 6 ausgelassen.
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7 zeigt
eine perspektivische Draufsicht einer seriellen Verbindung von drei
Komponentenblöcken 702, 703 und 704,
die eine serielle Verbindungseinheit 701 verwenden. Die
serielle Verbindungseinheit 701 weist ein Blockgehäuse 720,
zwei Verbindungsstifte 705 und 706 und sechs Einbringungslöcher auf.
Aufgrund der perspektivischen Ansicht sind nur vier Einbringungslöcher 721, 722, 723, 724 der
sechs Einbringungslöcher
in 7 zu sehen. Die sechs Einbringungslöcher sind
zu Paaren auf drei Seitenflächen
der seriellen Verbindungseinheit 701 angeordnet. Die sechs
Einbringungslöcher
sind ausgebildet, damit Verbindungsstifte weiterer passiver Komponentenblöcke eingesetzt
werden können, so
dass die Verbindungsstifte weiterer drei passiver Komponentenblöcke einen
elektrischen Kontakt liefern, damit eine serielle Verbindung der
weiteren drei passiven Komponentenblöcke erzielt werden kann, wenn
die Komponentenblöcke 702, 703 und 704 in Bezug
auf die serielle Verbindungseinheit 701 in die durch die
Pfeile 707 angezeigte Richtung verschoben werden. Wenn
die drei Komponentenblöcke 702, 703 und 704 miteinander
zusammengebaut werden, wie durch die Pfeile 707 dargestellt,
korrespondiert folglich die Impedanz zwischen den zwei Verbindungsstiften 705 und 706 der
Reihen-Impedanz der drei elektronischen Komponentenblöcke 702, 703 und 704.
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8 zeigt
eine perspektivische Draufsicht einer seriellen Verbindung von fünf Komponentenblöcken 803, 804, 805, 806 und 807,
die zwei serielle Verbindungseinheiten 801 und 802 verwenden. Wenn
die fünf
Komponentenblöcke 803, 804, 805, 806 und 807 miteinander
zusammengebaut werden, wie durch die Pfeile 810 bildlich
dargestellt ist, korrespondiert die Impedanz zwischen den zwei Verbindungsstiften 808 und 809 der
Reihen-Impedanz der fünf
elektronischen Komponentenblöcke 803, 804, 805, 806 und 807.