Hier stehen die Punkte, um die es in diesem Teil geht. Es geht nicht darum, was du dir zutraust, sondern darum, wo dir das schon begegnet ist: im Betrieb, privat oder in einem früheren Lernfeld. Das ist keine Bewertung. Es hilft dir bei der Planung, und am Ende des Teils siehst du in deinem Kompetenzmodell, was sich verschoben hat.

• Steckbrett, Steckernetzteil 12 V AC, 12 VA (wird nicht geöffnet), Brückengleichrichter oder 4 × 1N4007, Elkos 470 µF bis 4700 µF, 7805, Low-Drop-Regler 3,3 V, Z-Diode 6,2 V, Schaltreglermodul, Kühlkörper mit Angabe des Wärmewiderstands, Lastwiderstände
• Einen zweiten Mikrocontroller als Störquelle, der ein 4-kHz-Rechteck auf eine 1 m lange, parallel geführte Leitung gibt
• Deine Ergebnisse aus Teil 1 bis 4, vor allem den NTC-Kanal aus Teil 2 und den Kraftkanal aus Teil 3
• Die Lernangebote Aufgabe 5.1 bis Aufgabe 5.4
• Die Datenblätter 1N4007, 7805, LM2596, ESP32-WROOM-32 und deines 3,3-V-Reglers
• Oszilloskop, Multimeter, Kühlkörperkatalog
• Die Wissensspeicher-Vorlage

1. Leistungsbedarf ermitteln
   Stelle den Strombedarf aller Baugruppen zusammen: ESP32 mit den Spitzen beim Senden über WLAN, Messverstärker, Brückenspeisung, Statusanzeige. Lege Dauerstrom und Spitzenstrom fest und begründe die Reserve. Die 12-V-Lasten aus Teil 4 bleiben an ihrer eigenen Versorgung.
2. Gleichrichterarten vergleichen
   Baue Einweg- und Brückengleichrichter am selben Steckernetzteil auf. Die Mittelpunktschaltung braucht eine Mittelanzapfung, die das Steckernetzteil nicht hat: simuliere sie. Miss Mittelwert, Welligkeit und Kurvenform am Oszilloskop, vergleiche Ausnutzung und Bauteilaufwand und wähle begründet aus.
3. Ladekondensator berechnen
   Berechne die Kapazität aus zulässiger Brummspannung, Laststrom und Entladezeit. Wähle einen Normwert nach Kapazität und Spannung und rechne die tatsächliche Brummspannung zurück.
4. Brummspannung messen
   Miss die Brummspannung bei 25 %, 50 % und 100 % Last am Oszilloskop und vergleiche mit der Rechnung. Ändere die Kapazität und weise den Zusammenhang messtechnisch nach.
5. Grenzwerte prüfen
   Bestimme die höchste Spannung in deinem Aufbau, die Sperrspannung der Dioden im ungünstigsten Fall und den Ladestromimpuls beim Einschalten. Prüfe alles gegen die Datenblätter und gegen die Grenzen der Berührsicherheit und entscheide über eine Einschaltstrombegrenzung.
6. Regler auslegen
   Prüfe die kleinste Eingangsspannung des 7805 gegen seinen Dropout. Berechne Verlustleistung, Sperrschichttemperatur, den erforderlichen Kühlkörper und den Wirkungsgrad. Prüfe danach den Regler für die 3,3 V des ESP32 und lege fest, wie die Sendespitzen gepuffert werden. Lege eine Referenz aus Z-Diode und Vorwiderstand aus und vergleiche sie mit dem Teiler, der in Teil 3 den Nullpunkt liefert.
7. Die Wärme nachweisen
   Baue den 7805 auf, belaste ihn und miss die Gehäusetemperatur mit dem NTC aus Teil 2, aufgezeichnet vom ESP32. Vergleiche mit deiner Rechnung. Wiederhole den Versuch mit Kühlkörper.
8. Schaltregler gegenrechnen
   Lege dieselbe 5-V-Versorgung mit einem Schaltreglermodul aus. Miss Wirkungsgrad und Erwärmung. Vergleiche Bauteilzahl, Kosten und die zu erwartende Störabstrahlung.
9. Kennlinie aufnehmen
   Nimm für beide Varianten die Kennlinie U_a über I_a auf. Bestimme daraus den Innenwiderstand der Quelle: der Kreis zu Teil 1 schließt sich hier.
10. Störfestigkeit prüfen
    Versorge das MSM-1 einmal mit dem Längsregler, einmal mit dem Schaltregler. Schalte die Störquelle zu und zeichne den Kraftkanal über zwei Minuten auf. Beziffere den Unterschied in Millivolt und in Kilonewton.
11. Störungen bekämpfen
    Setze gezielt Maßnahmen ein: Abblockkondensatoren, LC-Filter am Eingang, verdrilltes Sensorpaar, Schirm, getrennte Masseführung, kürzere Leitungen. Miss nach jeder einzelnen Maßnahme und protokolliere die Wirkung.
12. Kopplungsarten zuordnen
    Ordne deine Beobachtungen den Kopplungsarten zu: galvanisch, kapazitiv, induktiv, Strahlung. Begründe für jede wirksame Maßnahme, welche Kopplung sie unterbricht. Beschreibe den Frequenzumrichter an der Anlage als Stromrichter und leite aus seinen Schaltflanken ab, wie Motor- und Sensorleitung geführt werden.
13. Sicherheit und Normen
    Lege für die Anlagenvariante fest, was auf der Netzseite zu beachten wäre: Sicherung, Schutzklasse, Kriech- und Luftstrecken, Berührschutz. Halte fest, welche Normen du herangezogen hast. Am Prüfstand bleibt der Netzanschluss im Steckernetzteil gekapselt.
14. Übergabe vorbereiten
    Führe eine Inbetriebnahme nach Checkliste durch, erstelle das Übergabeprotokoll und eine kurze Bedienungsanleitung für die Instandhaltung.

Die Lernschritte 2, 4, 7, 9, 11 und 14 haben kein eigenes Lernangebot. Sie werden im Messprotokoll und in der Projektakte dokumentiert und in der Abnahme geprüft.

Netzrückwirkung. Miss den Strom, den der Gleichrichter aus dem Steckernetzteil zieht, mit einem Shunt und dem Oszilloskop. Warum ist er nicht sinusförmig? Bestimme das Verhältnis von Effektivwert zu Gleichstrom und schätze den Leistungsfaktor. Erkläre, warum viele kleine Netzteile in einem Betrieb zu einem großen Problem werden.

Der Teil gilt erst als fertig, wenn der Auftraggeber alle Punkte abnimmt:

• Der Strombedarf aller Baugruppen ist mit Dauer- und Spitzenstrom ermittelt, die Reserve ist begründet.
• Die Gleichrichterarten sind aufgebaut oder simuliert, gemessen und verglichen; die Auswahl ist begründet.
• Die Gleichspannung ist für den knappsten Fall und als obere Schranke berechnet, mit Netztoleranz und Leerlaufüberhöhung des Steckernetzteils.
• Der Ladekondensator ist berechnet, ein Normwert mit Spannungsfestigkeit gewählt und die tatsächliche Brummspannung zurückgerechnet.
• Die Brummspannung ist bei drei Lastpunkten gemessen und der Zusammenhang mit der Kapazität nachgewiesen.
• Sperrspannung und Einschaltstromspitze sind bestimmt und gegen das Datenblatt geprüft; die höchste Spannung im Aufbau ist gegen die Grenzen der Berührsicherheit geprüft.
• Der Längsregler ist ausgelegt: Dropout, Verlustleistung, Sperrschichttemperatur, Kühlkörper und Wirkungsgrad sind angegeben.
• Die 3,3-V-Versorgung des ESP32 ist geprüft: Dropout, Verlustleistung und Pufferung der Sendespitzen.
• Die Referenz mit Z-Diode ist dimensioniert, ihre Änderung durch Eingangsspannung, Last und Temperatur ist berechnet und mit der Teiler-Referenz aus Teil 3 verglichen.
• Die Erwärmung ist mit dem eigenen Gerät aufgezeichnet, mit und ohne Kühlkörper.
• Die Schaltreglervariante ist gemessen; der Vergleich enthält Wirkungsgrad, Kosten und Störverhalten.
• Die Kennlinie U_a über I_a liegt für beide Varianten vor; der Innenwiderstand ist daraus bestimmt.
• Der Störversuch ist mit beiden Reglervarianten aufgezeichnet und in mV und kN beziffert.
• Jede Entstörmaßnahme ist einzeln gemessen, ihre Wirkung protokolliert und einer der vier Kopplungsarten zugeordnet.
• Der Frequenzumrichter ist als Stromrichter beschrieben, Zwischenkreisspannung und Flankensteilheit sind berechnet, die Leitungsführung an der Anlage ist daraus abgeleitet.
• Die Anforderungen der Netzseite sind für die Anlagenvariante dokumentiert, mit den herangezogenen Normen.
• Inbetriebnahmecheckliste, Übergabeprotokoll und Bedienungsanleitung liegen vor.
• Das Wissensspeicher-Blatt ist vollständig.

Ein Blatt „Stromversorgung und Störfestigkeit“: Schaltbilder der drei Gleichrichterarten mit Kurvenformen, das Rechenschema C = I · tΔU mit Zahlenbeispiel, das Wärmemodell für den Längsregler, eine Vergleichstabelle Längsregler und Schaltregler, die Formel für den Wirkungsgrad, die Referenz mit Z-Diode mit ihrem Glättungsfaktor, das Blockbild des Frequenzumrichters mit Gleichrichter, Zwischenkreis und Wechselrichter und eine Übersicht der vier Kopplungsarten mit je einer wirksamen Gegenmaßnahme.

Zusätzlich: die Messkurve des Kraftkanals mit und ohne Entstörung. Sie ist der wirksamste Beleg, den du hast.

• Der Ladekondensator wird nach Kapazität und Spannung ausgewählt, aber nicht nach dem Rippelstrom. Er wird warm und altert schnell. Sieh im Datenblatt nach, welchen Rippelstrom er bei 100 Hz verträgt.
• Der Elko wird verpolt eingesteckt. Am Steckbrett passiert das schneller, als man denkt, und es endet laut. Prüft die Polung zu zweit, bevor ihr einschaltet.
• Zwei Tastköpfe am Gleichrichter: ihre Massen sind im Oszilloskop miteinander und mit dem Schutzleiter verbunden. Klemmst du die eine an den Minuspol hinter der Brücke und die andere an einen Wechselspannungsanschluss, schließt du eine Diode kurz. Beide Massen gehören an denselben Punkt.
• Die Brummspannung sitzt auf einer großen Gleichspannung. Bei Gleichspannungskopplung ist sie auf dem Bildschirm kaum zu sehen; zum Messen der Welligkeit schaltest du den Kanal auf Wechselspannungskopplung.