Analoge integrierte Schaltungen arbeiten direkt mit physikalischen Werten. Zum Beispiel Spannung, Strom, Temperatur oder Druck. Die Zustände sind variabel und haben einen großen Toleranzbereich. Im Vergleich dazu arbeiten digitale integrierte Schaltungen mit Informationen, in Form von Nullen und Einsen. Dabei handelt es sich um definierte Zustände.

In vielen analogen Schaltungen sind bipolare Transistoren immer noch die am besten geeigneten Transistoren. In der Digitaltechnik wurden die bipolaren Transistoren durch unipolare Transistoren und CMOS vollständig abgelöst.

Im Gegensatz zur Digitaltechnik entwickelt sich die Bipolartechnik nur mit kleinen Schritten weiter. Fortschritte in der Bipolartechnik finden hauptsächlich in der Verfeinerung der Schaltungen statt. Außerdem greifen bei analogen Schaltungen physikalische Begrenzungen, die weitere Verbesserungen unmöglich machen. Es gibt bipolare ICs, die vor 25 Jahren eingeführt wurden und heute immer noch unverändert verwendet werden.

Technische Durchbrüche in der Analogtechnik sind selten und machen sich erst dann bemerkbar, wenn sie sich auf dem Markt etabliert haben.

Leitungen, Kabel, Adern, Draht? Da blickt doch keiner durch. Sogar die Fachleute haben Probleme diese Begriffe auseinander zu halten. Da die Begriffe alle sehr schwammig und überall anders verwendet werden, hier der Versuch einer Begriffsdefinition.

Wo sind die Unterschiede?

• Leiter
• Leitung
• Kabel
• Ader
• Draht
• Litze

Leiter

Ein Leiter besteht aus einem oder mehreren Metalldrähten zum Fortleiten des elektrischen Stroms.

Leitung

Die Leitung ist der Überbegriff für so ziemlich Alles, was den elektrischen Strom fortleitet. Zum Beispiel Kabel zur Überbrückung räumlicher Distanz, Hochspannungsleitung, Telefonleitung, Mantelleitung, Installationsleitung, etc.

Häufig verwendete Leitungen sind:

• Mantelleitung: Ein- oder mehradrige Leitung mit Mantel für die feste Verlegung.
• Schlauchleitung: Ein- oder mehradrige flexible Leitung mit Mantel.
• Stegleitung: Mehradrige Leitung, bei der die Adern flach nebeneinander angeordnet sind und von einer dünnen Umhüllung umgeben sind. Geeignet für die geschützte feste Verlegung unter Putz.
• Verdrahtungsleitung: Einadrige Leitung für die innere Verdrahtung von Verteilern, Geräten, Anlagen und Maschinen.
• Zwillingsleitung: Zweiadrige flexible Leitung, bei der sich die Adern leicht voneinander trennen lassen.

Kabel

Ein Kabel bezeichnet eine ummantelte elektrische Leitung. Ein Kabel kann auch ein Verbund mehrerer Litzen, isolierter Drähte oder Adern sein. Das Wort Kabel fällt aber auch immer im Zusammenhang mit Erdkabel, also ein Kabel das in die Erde kommt.

Beispiele für Kabel:

• Steuerkabel: Ist ein isoliertes mehradriges Kabel, das der Steuerung und nicht der Energieversorgung dient. Es hat meist einen geringerer Querschnitt. Der Leiter ist ein Draht oder Litze.
• Installationskabel: Fest zu verlegendes Kabel für Elektroinstallationen. Der Leiter ist ein starrer Draht.

Unterschied zwischen Kabel und Leitung

Es gibt keine genau Definition. Aber in der Regel sind Kabel starr und Leitungen flexibler. Je nach Branche und Fachjargon werden die Begriffe anders verwendet.

Adern

Als Ader wird ein einzelner Leiter mit seiner Isolierung bezeichnet. Adern sind stromführende Drähte oder Litzen oder auch nur der einzelne Leiter eines Kabels.

Beispiele für Adern:

• Aderleitung: Einadrige, meist isolierte Litze oder Draht isoliert.
• Paar oder Adernpaar: Zwei miteinander verseilte Adern.

Draht

Der Draht ist ein einzelner, meist starrer und massiver Leiter, der unter Umständen nicht isoliert ist, und Verbindungen in Geräten herstellt.

Besonderheit: Der Schaltdraht

Der Schaltdraht verbindet Endpunkte in Verteilern. Er kann je nach Verwendungszweck auch ein- oder mehradrig sein. Schaltdraht hat einen Durchmesser von 0,3 bis 0,8 mm und wird an den Endpunkten verlötet, gewrappt oder in Schneidklemmtechnik (z. B. LSA) aufgelegt.

Litze

Eine Litze besteht aus vielen feinen Kupferdrähtchen. Dadurch ist die Leitung flexibel und biegsam.

Elektronik, die wie die menschliche Haut dehnbar ist, gehört die Zukunft. Dazu gehören Leiterplatten, die sich einer Bewegung anpassen können. Gefragt sind flexible und dehnbar Stoffe und Folien, die sowohl biegsam als auch dehnbar sind, damit sie der Bewegung des Menschen folgen können.

Eigenschaften der dehnbaren Leiterplatte

In Kleidung mit einem maximalen Tragekomfort muss die eingebettete Elektronik in der Lage sein, der Bewegung zu folgen und dann auch noch zu funktionieren.

• flexibel
• dehnbar
• biokompatibel
• luftdurchlässig
• wasserfest
• waschbar

In Laboren wird bereits an dehnbaren Verbindungstechnologien und flexiblen Schaltungstechniken geforscht. Dazugehören nicht nur elastische Verbindungsdrähte, sondern auch sehr kleine Bauteile.

Fertigungsmethoden

Die Integration von Elektronik in die Herstellungskette der Textilindustrie ist eine besondere Herausforderung. Die starren Bauteile müssen in ein flexibles Trägermaterial eingebettet werden. Zum Beispiel thermoplastisches Polyurethan (TPU).
Eine leitfähige Paste wird im Siebdruckverfahren auf Stoffe aufgebracht. Nach der Formung bleiben die Strukturen leitfähig und flexibel. Besondere Schwierigkeit bereitet der Übergang zwischen dem dehnbaren Trägermaterial und den konventionellen starren Bauteilen. Momentan werden fertige Module benötigt, die mit bekannten Methoden aufgebügelt oder laminiert werden.

Anwendungen

Die ersten flexiblen Geräte wird in intelligenter Kleidung, später sollen medizinische Anwendungen folgen.

• dehnbare Elektronik und Medizintechnik passen gut zusammen
• intelligente Verbandeinlagen
• Sensoren mit Speicher

Lauflicht-Schaltungen im Internet gibt es wie Sand am Meer. Die meisten sind sehr einfach aufgebaut. Die Verschaltung eines Schieberegisters und eine handvoll LEDs ist auch für Elektronik-Einsteiger kein Problem. Doch manche Schaltungen lassen sich optimieren. Man braucht in der Regel weniger Bauteile als man denkt.

In der oben dargestellten Lauflicht-Schaltung wird für jede LED ein Vorwiderstand verwendet. Soweit ist das in Ordnung. Jede LED sollte einen Vorwiderstand zur Begrenzung von Spannung und Strom in Reihe geschaltet haben.

Doch eigentlich ist es gar nicht notwendig, dass in dieser Schaltung jede LED “einen” Widerstand hat. Grundsätzlich ist es ja so, dass immer nur eine LED leuchtet. In diesem Fall reicht es aus, das man für alle LEDs nur einen Widerstand verwendet. Den setzt man dort ein, wo alle LED-Kathoden zusammengeführt werden. Und prompt haben wir 2 Widerstände gespart. Und nicht nur das, sondern auch das Einlöten.

Hier eine optimierte 10-Kanal-Lauflicht-Schaltung.

Jeder Elektroniker braucht mindestens eine vernünftige Bezugsquelle für elektronische Bauteile. Und die sollte auch noch an Privatleute liefern. Ein Problem ist, dass nicht alle Versandhändler alles in ihrem Sortiment haben. Die größeren Elektronik-Bauteil-Distributoren eigenen sich nicht als Bezugsquelle. Die verkaufen nur größere Mengen.

Die üblichen Elektronik-Versender:

• Conrad
• Reichelt
• Distrelec

Conrad

Conrad ist ein typischer Bastlerladen. Hat also logischerweise nur Teile für den Hobby-Elektroniker.

Reichelt

Bei Reichelt bekommt man einiges mehr als bei Conrad. Dazu sind sie auch noch billig. Nachteil ist, dass man zum Beispiel bei Kondensatoren nicht weiß, von welchem Hersteller sie kommen. Das Sortiment eignet sich also eher für Bastler.

RS Components

RS ist bekannt für seine Apothekerpreise. Dafür haben sie ein sehr umfangreiches Sortiment. RS bezeichnet sich selber als Distributor für den kleinen und mittleren Mengenbedarf in der Elektronik und Automation.

Pollin

Bei Pollin gibt es hauptsächlich Restposten. Falls man zufällig einen gerade verfügbaren Artikel braucht, bekommt man ihn sehr billig.

Farnell

Farnell ist Anbieter und Distributor von elektronischen und elektromechanischen Bauteilen, sowie Instandhaltungsprodukten und Dienstleistungen.
Das Angebot umfasst in Deutschland und Österreich mehr als 425.000 elektronische, elektromagnetische und industrielle Produkte, davon 350.000 ab Lager.

Digikey

Digikey ist der Elektronik-Lieferant mit der größten Auswahl. Lieferung aus den USA. Bestellungen nur mit Kreditkarte.

Dann gibt es da noch…

• CSD
• Kessler Electronic
• Mütron
• Schukat
• Schuricht