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Elektronikfertigung und Baugruppenprüfung – Bestückungsfehler systematisch lokalisieren

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Elektronikfertigung und Baugruppenprüfung – Bestückungsfehler systematisch lokalisieren

Lernkurs für die elektrotechnische Ausbildung

Thema: Fehlteil, falscher Bauteilwert und verkehrte Einbaulage erkennen, unterscheiden und systematisch lokalisieren.

Lernzeit: 6 kurze Lerneinheiten à 8–10 Minuten und vertiefende Übungen.

Lernziele: Du kannst Stromlaufbilder lesen, Stücklisten auswerten, Signaldiagramme interpretieren, Bestückungsfehler anhand von Belegen eingrenzen und Deine Ergebnisse dokumentieren.

Lernmethode: Bilder betrachten – Soll und Ist vergleichen – Fehlerhypothese aufstellen – sicher simulieren – Ergebnis begründen.

Nahaufnahme einer SMD-bestückten Leiterplatte. Suche Bauteile, Lötflächen und unterschiedliche Bauformen.

Einleitung

In der Elektronikfertigung müssen elektronische Bauteile vollständig, mit richtigem Wert und in korrekter Lage auf einer Leiterplatte sitzen.

Drei typische Bestückungsfehler stehen im Mittelpunkt:

Fehlteil: Ein vorgeschriebenes Bauteil fehlt.
Falscher Wert: Ein eingebautes Bauteil besitzt nicht den vorgesehenen Nennwert.
Verkehrte Lage: Ein Bauteil ist gegenüber der vorgegebenen Orientierung verdreht oder mit vertauschter Polarität eingesetzt.

Du untersuchst eine fiktive LED-Anzeigebaugruppe. Alle Eingriffe erfolgen zunächst ausschließlich am Computer.

Sicherheitsgrenze: Der Lernkurs berechtigt nicht zu Arbeiten an realen elektrischen Anlagen oder Baugruppen. Verwende vorrangig browserbasierte Simulationen. Alternativ kommen nur eigens vorbereitete, berührungssichere Schulungsmodelle mit geeigneter Schutztrennung, Strombegrenzung und dokumentierter Gefährdungsbeurteilung infrage. Reale elektrische Arbeiten, Prüfungen, Messungen, Änderungen oder Inbetriebnahmen dürfen nur von entsprechend qualifizierten und beauftragten Personen im zulässigen Tätigkeitsrahmen durchgeführt werden. Ein Quizresultat ersetzt weder eine fachliche Prüfung noch eine Freigabe.

Lerneinheit 1: Die Baugruppe richtig betrachten

Dauer: 8 Minuten

Eine Baugruppe besteht aus einer Leiterplatte und den darauf montierten Bauteilen. Beim Prüfen vergleichst Du den tatsächlichen Zustand mit dem dokumentierten Sollzustand.

Bildimpuls: Sichtprüfung in der Elektronikfertigung. Welche Informationen braucht die prüfende Person zusätzlich zur Baugruppe?

Vier Informationsquellen:

Stückliste: Welche Bauteile und Werte sind vorgesehen?
Bestückungsplan: Wo müssen die Bauteile sitzen?
Schaltplan: Wie sind die Bauteile elektrisch verbunden?
Datenblatt: Welche Kennzeichnung und Orientierung gelten für das konkrete Bauteil?

Mini-Aufgabe: Betrachte die Fotos. Warum lässt sich aus einer unbestückten Lötfläche allein nicht sicher auf einen Fehler schließen?

Begründetes Feedback: Eine unbestückte Position kann auch absichtlich frei bleiben. Entscheidend sind Stückliste, Bestückungsvariante und freigegebene Fertigungsunterlagen.

Lerneinheit 2: Ausbildungsfall B-17

Dauer: 10 Minuten

Auftrag: Bei der fiktiven Baugruppe B-17 funktioniert eine rote Statusanzeige nicht wie vorgesehen. Ermittle mögliche Bestückungsfehler, ohne die reale Baugruppe zu verändern.

Vorgegebene Stückliste:

Position	Bauteil	Sollwert
J1	Virtuelle Gleichspannungsquelle	5 V
S1	Schalter	Ein/Aus
R1	Widerstand	330 Ω, ±5 %
LED1	Rote Leuchtdiode	Typischer Vorwärtsspannungswert für das Rechenmodell: 2 V

Stromlaufbild der Modellschaltung:

 +5 V
  │
  S1
  │
 TP_A
  │
 [R1] 330 Ω
  │
 TP_B
  │
 LED1
  │  A → K
  │
 0 V

Legende: TP_A und TP_B sind virtuelle Prüfpunkte. A bezeichnet die Anode, K die Kathode. LED1 muss in der vorgesehenen Durchlassrichtung eingebaut sein. Die Grafik ist ein vereinfachtes Funktionsbild; das genormte LED-Schaltzeichen findest Du unten.

Vergleichsbild: Schaltung mit Spannungsquelle, Schalter, Vorwiderstand und LED. Die Bauteilwerte dieser Abbildung gehören nicht zur Stückliste B-17.

LED-Schaltzeichen: Die Strichseite kennzeichnet die Kathode.

Arbeitsauftrag: Zeichne den elektrischen Strompfad nach. Erkläre, weshalb R1 und LED1 in Reihe geschaltet sind.

Feedback: Bei geschlossenem S1 fließt der Strom über R1 und LED1. R1 begrenzt den Strom. Fehlt die Verbindung an einer Stelle, ist dieser Serienpfad unterbrochen.

Lerneinheit 3: Einen falschen Widerstandswert erkennen

Dauer: 8 Minuten

Bei größeren gekennzeichneten SMD-Widerständen kann ein dreistelliger Code den Nennwert angeben.

Aufdruck	Berechnung	Widerstand
331	33 × 10	330 Ω
332	33 × 100	3.300 Ω
103	10 × 1.000	10.000 Ω

Wichtig: Nicht jeder SMD-Widerstand trägt einen lesbaren Aufdruck. Bei kleinen Bauformen und besonderen Codiersystemen sind Bauteilunterlagen oder geeignete Prüfverfahren erforderlich.

Zusatzwissen: Widerstandsfarbcodes gelten für entsprechend markierte bedrahtete Widerstände, nicht für den dreistelligen SMD-Code.

Rechenmodell B-17:

I \approx \frac{U - U_{F}}{R}

Bei angenommenen 5 V Versorgung und 2 V LED-Vorwärtsspannung ergibt sich:

Bestückung	Näherungsstrom	Erwartete Tendenz
R1 = 330 Ω	ca. 9,1 mA	Vorgesehener Modellzustand
R1 = 3,3 kΩ	ca. 0,91 mA	Geringerer LED-Strom

Die tatsächliche Helligkeit hängt zusätzlich vom LED-Typ und den Betriebsbedingungen ab. Eine schwach leuchtende LED ist daher noch kein eindeutiger Nachweis für einen falschen Widerstand.

Lernvideo: Widerstand und Ohmsches Gesetz, Afrotechmods. Englischsprachig.

Mini-Aufgabe: Ein Bauteil mit Aufdruck 332 liegt auf Position R1. Beschreibe die Abweichung zur Stückliste.

Feedback: 332 entspricht im üblichen dreistelligen Code 3,3 kΩ. Gefordert sind 330 Ω. Der eingebaute Nennwert ist zehnmal so groß; im vereinfachten Modell sinkt der Strom ungefähr auf ein Zehntel.

Lerneinheit 4: Fehlteil und verkehrte Lage

Dauer: 8 Minuten

Fehlteil: Fehlt R1, ist der vorgesehene Serienpfad unterbrochen. Es fließt im Modell kein LED-Strom.

Verkehrte Lage: Bei einer umgekehrt eingebauten LED sind Anode und Kathode vertauscht. Die LED sperrt bei dieser Polung im idealisierten Modell. In realen Schaltungen können unzulässige Sperrspannungen zur Beschädigung führen.

Anschauungsfoto einer LED-Baugruppe im ausgeschalteten Zustand. Das Foto dokumentiert keinen Bestückungsfehler.

Lernvideo: LED Basics, Afrotechmods. Achte auf Anode, Kathode und Vorwärtsspannung.

Merke: Die Markierung einer SMD-LED muss anhand des jeweiligen Herstellerdatenblatts interpretiert werden. Nicht jede Gehäusemarkierung hat dieselbe Bedeutung.

Mini-Aufgabe: Warum reicht die Beobachtung „LED dunkel“ nicht aus, um ein Fehlteil und eine umgekehrte LED sicher zu unterscheiden?

Feedback: Beide Fehler können im vereinfachten Modell denselben sichtbaren Zustand erzeugen. Erst der Vergleich mit Bestückungsunterlagen und Herstellerinformationen liefert eine belastbare Unterscheidung.

Lerneinheit 5: Signaldiagramme verstehen

Dauer: 8 Minuten

Ein Signaldiagramm stellt dar, wie sich ein Signal oder ein Schaltzustand mit der Zeit verändert.

Signalverlauf im Modell B-17:

Zeit       0 s      2 s      4 s      6 s      8 s

S1        _________|‾‾‾‾‾‾‾‾|________|‾‾‾‾‾‾‾‾

LED Soll  _________|‾‾‾‾‾‾‾‾|________|‾‾‾‾‾‾‾‾

LED aus   ___________________________________

Legende: Die obere Linie bedeutet AUS beziehungsweise 0. Die erhöhte Linie bedeutet EIN beziehungsweise 1. Das Diagramm zeigt binäre Zustände, nicht die analoge Helligkeit.

Modellvergleich bei geschlossenem Schalter:

Zustand	LED-Strom	Interpretation
Sollbestückung	ca. 9,1 mA	Vorgesehener Betrieb
R1 fehlt	0 mA	Strompfad offen
R1 = 3,3 kΩ	ca. 0,91 mA	Strom kleiner als vorgesehen
LED1 umgekehrt	Idealisierte Sperrung, nahezu 0 mA	Polungsabweichung

Mini-Aufgabe: Erkläre, weshalb ein reines EIN/AUS-Diagramm zur eindeutigen Erkennung eines falschen Widerstandswerts möglicherweise nicht genügt.

Feedback: Eine LED kann bei unterschiedlichen Strömen leuchten. Das binäre Signal zeigt nur den Zustand, nicht die Stromstärke. Zur Fehlereingrenzung brauchst Du zusätzliche Informationen.

Lerneinheit 6: Fehlersuche mit sicherer Simulation

Dauer: 10 Minuten

Arbeite ausschließlich mit einer browserbasierten Simulation.

Simulator: Falstad Circuit Simulator – CircuitJS

Alternative für Grundschaltungen: PhET Circuit Construction Kit: DC. Diese Alternative unterstützt Widerstands- und Schalterexperimente, jedoch im verwendeten Grundmodell keine entsprechende LED-Polungsprüfung.

Simulationsauftrag:

Erstelle in CircuitJS die 5-V-Schaltung mit S1, R1 = 330 Ω und einer LED in Durchlassrichtung.
Beobachte bei offenem und geschlossenem Schalter den Strom.
Entferne R1, ohne eine Ersatzverbindung einzusetzen.
Stelle den Ausgangszustand wieder her und ändere R1 auf 3,3 kΩ.
Stelle erneut den Ausgangszustand her und kehre die LED-Orientierung im Schaltungsmodell um.
Vergleiche die Ergebnisse mit dem Signaldiagramm und dokumentiere die Unterschiede.

Hinweis: Die genauen LED-Modelldaten können abweichen. Dokumentiere deshalb die angezeigten Simulationswerte und unterscheide sie von den Näherungswerten des Rechenbeispiels.

Vergleichsübersicht:

Fehlerfall	Sichtbefund im Modell	Simulationsbefund
Fehlteil R1	R1 fehlt	Unterbrochener Strompfad
Falscher Wert	R1 besitzt 3,3 kΩ statt 330 Ω	Strom deutlich kleiner
Verkehrte Lage	LED-Polarität gegenüber Soll vertauscht	Kein regulärer Vorwärtsstrom

Gestufte Hilfen für den Ausbildungsfall

Nutze zuerst nur die erste Hilfestufe. Öffne die nächste erst, wenn Deine eigene Fehlersuche nicht weiterführt.

Hilfestufe 1 – Beobachten

Welche Sollposition ist unbestückt? Welche Kennzeichnung trägt R1? Wie sind Anode und Kathode der LED angeordnet?

Hilfestufe 2 – Vergleichen

Vergleiche das Modell mit der Stückliste. R1 soll 330 Ω besitzen. Die LED muss in vorgesehener Durchlassrichtung liegen. Prüfe, ob beide Bauteile den Serienpfad vollständig bilden.

Hilfestufe 3 – Begründen

Fehlender R1 unterbricht den Strompfad. R1 mit 3,3 kΩ reduziert den Strom. Eine umgekehrte LED sperrt im idealisierten Modell. Dieselbe Beobachtung kann verschiedene Ursachen haben: Entscheidend ist die Kombination aus dokumentierter Bestückung und passendem Simulationsbefund.

Ausbildungsaufgaben mit Feedback

Basisaufgabe: Fehlteil erkennen

Situation A: Die Modellplatine zeigt eine leere Position R1, obwohl R1 in der Stückliste enthalten ist.

Dein Auftrag: Benenne die Fehlerklasse und beschreibe die erwartete Stromwirkung.

Musterfeedback: Es handelt sich um ein Fehlteil. Da R1 Bestandteil der Serienschaltung ist, wird der Strompfad unterbrochen. Die LED bleibt aus. Eine leere Position ist jedoch nur dann ein Fehler, wenn sie laut Bestückungsunterlagen tatsächlich bestückt sein muss.

Anwendungsaufgabe: Falschen Wert analysieren

Situation B: Die Kennzeichnung von R1 lautet 332. Der vorgegebene Wert ist 330 Ω.

Dein Auftrag: Bestimme den tatsächlichen Nennwert, berechne den Modellstrom und beschreibe die technische Wirkung.

Musterfeedback: 332 steht für 3,3 kΩ. Unter der vereinfachenden Annahme von 2 V LED-Vorwärtsspannung fließen ungefähr 0,91 mA statt 9,1 mA. Dadurch ist eine geringere Helligkeit plausibel. Die alleinige Helligkeitsbeobachtung beweist die Fehlerursache aber nicht.

Transferaufgabe: Verkehrte Lage beurteilen

Situation C: LED1 bleibt dunkel. Die Bestückungszeichnung zeigt eine andere Orientierung als die sichtbare Markierung. Die Gehäusemarkierung ist zunächst nicht eindeutig zu interpretieren.

Dein Auftrag: Entwickle eine Reihenfolge zur sicheren Klärung.

Musterfeedback: Zunächst werden Bauteiltyp, Bestückungszeichnung und Herstellerdatenblatt verglichen. Erst wenn die tatsächliche Zuordnung von Anode und Kathode geklärt ist, lässt sich die Lage bewerten. Im Simulationsmodell kann die Wirkung überprüft werden. Ein möglicher Fehler wird dokumentiert und zur fachlichen Prüfung weitergegeben; es erfolgt keine eigenmächtige Änderung oder Freigabe.

Prüfstrategie für die Ausbildung

Systematisch statt durch Ausprobieren:

Auftrag klären: Welche Bestückungsvariante und welche Funktion werden gefordert?
Sollzustand erfassen: Stückliste, Schaltplan und Bestückungszeichnung vergleichen.
Istzustand beschreiben: Fehlende Positionen, Kennzeichnungen und Orientierung dokumentieren.
Hypothese bilden: Welche Abweichung erklärt welche Funktionsstörung?
Simulieren: Eine Fehlerursache nach der anderen im digitalen Modell prüfen.
Ergebnis belegen: Soll, Ist, Wirkung und offene Fragen im Prüfprotokoll festhalten.
Weitergeben: Reale Prüf-, Nacharbeits- oder Freigabeentscheidungen der zuständigen qualifizierten und beauftragten Person überlassen.

Bildimpuls: Maßnahmen zum Schutz empfindlicher Elektronik vor elektrostatischer Entladung. ESD-Schutz ist zusätzlich zur elektrischen Sicherheit zu betrachten.

Anschauungsbild einer Lötverbindung. Eine vollständige Baugruppenbewertung erfordert die jeweils geltenden Abnahmekriterien.

Vertiefungsvideo: SMD Soldering Tips and Tricks, SparkFun Electronics. Nur zur Betrachtung von Fertigungsprozessen; keine praktische Nacharbeitsanleitung für Lernende ohne entsprechende Qualifikation und Beauftragung.

Qualitätssicherung: Die IPC-A-610J behandelt Abnahmekriterien elektronischer Baugruppen. IPC J-STD-001J behandelt Anforderungen an Lötprozesse und Materialien. Beide ersetzen keine betriebliche Arbeitsanweisung und keine Qualifikations- oder Sicherheitsfreigabe.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Welche Unterlage enthält die vorgesehenen Bauteile einer Baugruppe? (Stückliste) (!Signaldiagramm) (!Arbeitszeitnachweis) (!Schaltkalender)

Welcher Fehler liegt vor, wenn R1 entgegen der Stückliste nicht eingesetzt wurde? (Fehlteil) (!Falsche Polarität) (!Falsche Taktfrequenz) (!Überlastung)

Welchen Wert bezeichnet der übliche dreistellige SMD-Code 332? (3,3 Kiloohm) (!330 Ohm) (!33 Ohm) (!330 Kiloohm)

Was bewirkt ein größerer Vorwiderstand bei ansonsten gleichen Bedingungen? (Einen kleineren LED-Strom) (!Einen größeren LED-Strom) (!Eine umgekehrte Stromrichtung) (!Eine erhöhte Versorgungsspannung)

Wie heißt der im LED-Schaltzeichen durch den Strich markierte Anschluss? (Kathode) (!Anode) (!Steueranschluss) (!Schutzleiter)

Was ist bei einer fehlenden Verbindung in der einfachen LED-Serienschaltung zu erwarten? (Kein LED-Strom) (!Doppelte Spannung) (!Doppelter LED-Strom) (!Automatischer Ersatzstrompfad)

Welche Unterlage hilft bei der Interpretation einer uneindeutigen LED-Gehäusemarkierung? (Herstellerdatenblatt) (!Anwesenheitsliste) (!Prüfungsterminplan) (!Verpackungsfarbe)

Was zeigt ein binäres Signaldiagramm unmittelbar? (Ein und Aus Zustände über der Zeit) (!Den exakten Bauteilnennwert) (!Die Lötqualität aller Anschlüsse) (!Die Mitarbeiterqualifikation)

Warum genügt die Feststellung LED dunkel nicht für eine eindeutige Fehlerdiagnose? (Mehrere Fehler können dieselbe Wirkung zeigen) (!Jede LED besitzt einen eigenen Schalter) (!Eine Stückliste enthält keine Bauteile) (!Widerstände sind grundsätzlich gepolt)

Welche Aussage zur Freigabe einer realen Baugruppe ist richtig? (Eine fachlich zuständige und beauftragte Person entscheidet nach den geltenden Verfahren) (!Ein bestandenes Quiz ist die Betriebsfreigabe) (!Eine Simulation ersetzt jede reale Prüfung) (!Die hellste LED beweist vollständige Fehlerfreiheit)

Memory

Fehlteil	Vorgeschriebene Position ist unbestückt
Falscher Wert	Abweichender Bauteilnennwert
Verkehrte Lage	Unzutreffende Bauteilorientierung
Stückliste	Dokumentierte Sollbauteile
Signaldiagramm	Zeitliche Darstellung von Zuständen
Datenblatt	Herstellerangaben zum Bauteil
Fehlerhypothese	Überprüfbare Ursachenerklärung

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Fehlerbild oder Prüfhinweis
Fehlteil	R1 ist entgegen der Stückliste nicht vorhanden
Falscher Widerstandswert	R1 trägt die Kennzeichnung 332 statt 331
Verkehrte LED-Lage	Anode und Kathode sind gegenüber der Sollorientierung vertauscht
Stücklistenprüfung	Abgleich der Bauteilpositionen und Nennwerte
Schaltplansichtung	Nachvollziehen der elektrischen Verbindungen
Simulationsvergleich	Prüfen der Auswirkung einer gezielt veränderten Modellbestückung

Kreuzworträtsel

KATHODE	Wie heißt der durch den Strich markierte Anschluss einer Diode?
STUECKLISTE	Welches Dokument verzeichnet die vorgesehenen Bauteile?
WIDERSTAND	Welches Bauteil begrenzt im Ausbildungsfall den LED-Strom?
SIMULATION	Wie heißt das digitale Nachbilden einer Schaltungsfunktion?
SIGNALDIAGRAMM	Welche Darstellung beschreibt Signalzustände über der Zeit?
PRUEFPROTOKOLL	Wie heißt das Dokument zur nachvollziehbaren Erfassung der Prüfergebnisse?

LearningApps

Dies ist eine thematische Suche. Gefundene Fremdaufgaben müssen vor dem Unterricht fachlich und hinsichtlich ihrer Eignung geprüft werden. Ergebnisse dienen nur der Lernkontrolle.

Lückentext

Die vorgesehene Anzahl und die Werte der Bauteile findest Du in der

.

Ein leerer, laut Fertigungsunterlagen zu bestückender Platz ist ein

.

Die schematische Darstellung elektrischer Verbindungen heißt

.

R1 besitzt im fehlerfreien Ausbildungsmodell einen Nennwert von

Ohm.

Der übliche SMD-Code 332 bezeichnet einen Widerstand von

Ohm.

Ein größerer Serienwiderstand führt unter sonst gleichen Bedingungen zu einem kleineren

.

Der durch einen Strich gekennzeichnete Diodenanschluss heißt

.

Eine falsch orientierte LED kann im vereinfachten Schaltungsmodell den Stromfluss

.

Zeitliche Zustandsverläufe werden in einem

dargestellt.

Eine überprüfbare Erklärung für eine vermutete Fehlerursache heißt

.

Das digitale Nachbilden eines Schaltungsverhaltens bezeichnet man als

.

Nachvollziehbare Prüfbefunde werden in einem

festgehalten.

Feedback zur Selbstkontrolle

Beurteile nicht nur, ob Deine Antwort richtig ist, sondern auch warum.

Beobachtung	Fachliche Begründung
LED bleibt dunkel	Der Befund ist nicht eindeutig: Unterbrechung, verkehrte Polarität oder andere Ursachen kommen infrage.
LED leuchtet schwächer	Ein höherer Vorwiderstand ist plausibel, aber ohne Soll-Ist-Abgleich nicht bewiesen.
Bauteilfläche ist leer	Erst die freigegebene Stückliste zeigt, ob eine Bestückung erforderlich ist.
Quiz vollständig richtig	Fachwissen wurde gezeigt; daraus entsteht keine Prüf-, Arbeits- oder Freigabeberechtigung.

Offene Aufgaben

Leicht

Bauteilerkennung: Markiere auf einem bereitgestellten Leiterplattenfoto Widerstände, LEDs und Anschlussstellen. Notiere die zugehörigen Positionsbezeichnungen, soweit sie erkennbar sind.
Stückliste: Erstelle aus dem Ausbildungsfall B-17 eine übersichtliche Sollbestückung mit Position, Wert und Funktion.
LED: Zeichne das LED-Schaltzeichen und beschrifte Anode und Kathode.
Fehlerklassifikation: Gestalte drei kleine Lernkarten zu Fehlteil, falschem Wert und verkehrter Lage. Verwende jeweils eine eigene Skizze.

Standard

Widerstand: Berechne den erwarteten LED-Strom für 330 Ω und 3,3 kΩ und erläutere die zugrunde liegenden Annahmen.
Schaltungssimulation: Erstelle die drei Fehlerzustände in einer sicheren Computersimulation und dokumentiere die angezeigten Stromwerte.
Signaldiagramm: Zeichne das EIN/AUS-Diagramm für die LED bei einem durch Fehlteil unterbrochenen Strompfad.
Prüfprotokoll: Erstelle eine Tabelle mit Sollzustand, Istbefund, Fehlerhypothese, Simulationsnachweis und noch offenen Fragen.

Schwer

Fehlerdiagnose: Entwickle einen Entscheidungsbaum, mit dem Du bei einer dunklen LED mehrere mögliche Fehlerursachen systematisch unterscheidest.
Qualitätssicherung: Entwirf einen bebilderten Prüfablauf für eine Schulungsbaugruppe mit mindestens zwei Bestückungsvarianten. Erkläre, warum freie Lötflächen nicht automatisch Fehlteile bedeuten.
Prozessoptimierung: Untersuche anhand von Fertigungsunterlagen, wie Verwechslungen von 330-Ω- und 3,3-kΩ-Widerständen durch organisatorische Prüfmaßnahmen verringert werden können.
Lernvideo: Produziere ein zwei- bis dreiminütiges Bildschirmvideo über die drei Fehlerklassen. Nutze ausschließlich Simulationen, selbst erstellte Diagramme oder rechtlich geeignete Medien. Erkläre auch, warum keine eigenmächtige Freigabe erfolgen darf.

Lernkontrolle

Transferorientierte Aufgaben:

Ursache und Wirkung: Zwei simulierte Baugruppen zeigen bei geschlossenem Schalter jeweils 0 mA. Eine enthält keine R1-Bestückung, die andere eine umgekehrte LED. Erkläre, weshalb der Funktionsbefund allein nicht ausreicht, und nenne geeignete zusätzliche Nachweise.
Soll-Ist-Vergleich: Auf einer Baugruppe ist ein Widerstand mit 332 markiert. In einer anderen freigegebenen Bestückungsvariante ist 3,3 kΩ vorgesehen. Begründe, warum derselbe Bauteilwert einmal fehlerhaft und einmal korrekt sein kann.
Messwertinterpretation: Deine Simulation zeigt bei R1 = 330 Ω einen Strom, der von 9,1 mA abweicht. Untersuche, welche Unterschiede zwischen idealisiertem Rechenmodell und Simulationsmodell die Abweichung erklären können.
Diagnoseplanung: Entwickle einen dokumentierten Ablauf für den Fall, dass Bestückungsplan und Herstellerdatenblatt scheinbar widersprüchliche LED-Markierungen enthalten. Lege fest, wann die Bearbeitung unterbrochen und eine zuständige Person einbezogen wird.
Transfer auf andere Baugruppen: Übertrage die drei Fehlerklassen auf eine fiktive Platine mit mehreren LEDs und Widerständen. Entwirf eine Prüftabelle, ohne aus einem einzigen Symptom auf eine eindeutige Ursache zu schließen.
Sicherheitsentscheidung: Ein Lernender erreicht im Quiz die volle Punktzahl und möchte deshalb eine reale Baugruppe selbstständig einschalten und freigeben. Begründe unter Bezug auf Qualifikation, Beauftragung, Gefährdungsbeurteilung und Prüfverfahren, warum das Quiz hierfür nicht genügt.

Lernnachweis

Für einen fachlich nachvollziehbaren Lernnachweis erstellst Du eine digitale Fallmappe zum Ausbildungsfall B-17.

Erforderliche Inhalte:

Sollzustand: Vereinfachtes Stromlaufbild und vollständige Stückliste mit Nennwerten.
Fehlerunterscheidung: Begründete Einordnung von Fehlteil, falschem Wert und verkehrter Lage.
Simulation: Dokumentierte Zustände für die fehlerfreie Schaltung und die drei Fehlervarianten.
Signalvergleich: Ein zeitbezogenes Signaldiagramm sowie der Vergleich der Stromstärken.
Fehlernachweis: Nachvollziehbare Trennung zwischen Beobachtung, Hypothese, Modellnachweis und fachlicher Schlussfolgerung.
Sicherheitsreflexion: Erklärung, welche Tätigkeiten im Kurs ausschließlich digital stattfinden und warum reale Arbeiten sowie Freigaben einer gesonderten Zuständigkeit unterliegen.
Quellenangaben: Benennung der verwendeten Fachquellen und Medien einschließlich der erforderlichen Lizenz- und Urheberangaben.

Bewertungsschwerpunkte: Fachliche Richtigkeit, systematisches Vorgehen, nachvollziehbare Begründungen, Dokumentationsqualität und Einhaltung der Sicherheitsgrenzen.

Wichtig: Der Lernnachweis bestätigt ausschließlich Lernleistungen. Er ersetzt weder eine betriebliche Befähigungsbeurteilung noch eine reale elektrische Prüfung oder Produktfreigabe.

OERs zum Thema

Fachliche Grundlagen:

IPC: IPC-A-610J und IPC J-STD-001J – Normen für elektronische Baugruppen und Lötprozesse; die vollständigen Normtexte sind nicht frei lizenziert.
DGUV Vorschrift 3 – Elektrische Anlagen und Betriebsmittel.
DGUV Information 203-001 – Sicherheit bei Arbeiten an elektrischen Anlagen.
ESD Association: ANSI/ESD S20.20 – Anforderungen an Programme zur Kontrolle elektrostatischer Entladungen.
DigiKey: Reading a SMD resistor code – Kennzeichnungen und Widerstandswerte.
Adafruit: LEDs – Polarität, Strombegrenzung und grundlegende Schaltungsfunktion.
CircuitJS – Frei zugängliche browserbasierte Schaltungssimulation.
PhET: Circuit Construction Kit DC – Interaktive Grundschaltungen mit Schaltern und Widerständen.

Wikipedia zur Vertiefung:

Wikimedia-Commons-Medien und Lizenznachweise:

Smt closeup.jpg – John Fader; CC BY-SA 3.0.
Inspektionsbild – Encik Tekateki; CC BY-SA 4.0.
Button LED schem.svg – LA2; CC BY-SA 3.0.
Symbol LED +-.svg – MovGP0, ergänzt durch wdwd; gemeinfrei.
Resistor Color Code.svg – Knarfili; CC0 1.0.
Duo SMD LED Module – Raimond Spekking; CC BY-SA 4.0.
ESD Monitor Station – Encik Tekateki; CC BY-SA 4.0.
Soldering-PCB-good.jpg – Tlapicka; CC BY-SA 3.0.

Videonachweise:

LED Basics – Afrotechmods.
Basic Electricity – Resistance and Ohm's law – Afrotechmods.
SMD Soldering Tips and Tricks – SparkFun Electronics.

Medienrechtlicher Hinweis: Die genannten Commons-Dateien besitzen auf ihren jeweiligen Dateiseiten dokumentierte freie Lizenzen beziehungsweise eine Gemeinfreiheitskennzeichnung. Bei einer Weiterverwendung gelten die jeweils angegebenen Lizenzbedingungen, insbesondere Namensnennung und gegebenenfalls Weitergabe unter gleichen Bedingungen. Die YouTube-Videos werden als externe Videos ihrer jeweiligen Anbieter eingebunden; daraus wird keine freie Nachnutzungslizenz abgeleitet. Die verlinkten Normen und Herstellerinformationen sind Fachquellen, nicht automatisch OER.

Quellen- und Medienprüfung: 8. Oktober 2026. Die externen Inhalte und Lizenzangaben sind vor einer späteren Wiederverwendung erneut zu kontrollieren.