Hart gelötet!

Da staunt der Hausmann und es wundert sich der Experte, wenn man sich bei so manchen Elektrogeräten dem Standby-Verbrauch widmet.
Mittlerweile hat fast jedes Gerät ein Display, und wenn es erst mal ein Display hat, denkt sich wohl der Hersteller, dann muss es auch die Uhrzeit anzeigen. Nicht die genaue Uhrzeit - dafür bräuchte es 10 ct mehr an Bauteilen - und natürlich auch nicht selbst auf Sommer- und Winterzeit umstellend, aber möglichst hell und möglichst blau leuchtend, damit man es als Feature in der Featurelist gleich unter "ohne Fett" aufführen kann ;-)

Satire beiseite, hin zum Konkreten:

Als ich mich vor einiger Zeit mit dem Innenleben der Philips Senseo ® HD 7810 beschäftigt habe stellte ich fest, dass das Gerät keine primäre Netztrennung hat. Die Netzspannung liegt also immer an und muss zumindest den internen Controller versorgen, damit der erkennen kann, ob die Ein-Taste betätigt wird.
Nun stellte sich mir in diesem Zusammenhang die Frage nach dem Standby-Verbrauch.
Die Philips Senseo ® HD 7810/60 hat nur eine Anzeige, nämlich der rote Leuchtring um den Haupttaster, der den Betriebszustand anzeigt und im Standby nicht leuchtet.

Im Datenblatt der Senseo ® HD 7810 wird ein Energieverbrauch im Standby-Modus von 0,26 W angegeben.

Eine kurze Messung mit einem einfachen Energiemessgerät: Also etwa das 26-fache der Herstellerangabe. Oder ist das Messgerät zu ungenau?

Zweite Messung mit dem Multimeter Goerz Metrawatt MA 1H:

Abgelesener Wert: 30,5 mA

Das MA 1H gehört zur Genauigkeitsklasse 2,5. Die Abweichung vom Messwert kann also 2,5% des Messbereichendwertes betragen. Beim 50 mA Bereich kann der reale Wert des Stromes also 1,25 mA größer oder kleiner sein:

I = 29,25 mA ... 31,75 mA

Die im 500 V Messbereich gemessene Spannung betrug 225 V und lag somit zwischen

U = 212,5 V ... 237,5 V

Daraus ergeben sich für die Standby-Leistung die Werte

P = 6,22 W ... 7,54 W

Das entspricht immerhin noch mindestens dem 23-fachen der Herstellerangabe und einem Jahresenergiebedarf von

E = 54,5 kWh ... 66,0 kWh

Bei einem Strompreis von 26 ct/kWh sind dies

14,17 € ... 17,16 €

Das Gerät funktionierte bisher ohne Einschränkungen oder Anzeichen eines Fehlers.
Also erst einmal Stecker raus und eine Mail an den Philips Support geschrieben.

Ein großes Lob an Philips Consumer Care. Die Antwort kam bereits nach 70 Minuten und besagte, dass ein Standby-Verbrauch von mehr als 6 Watt definitiv zu viel und dass eine Reparatur notwendig sei.
Das Gerät wurde vermutlich 2012 in KW33 produziert (4 ersten Stellen der Seriennummer auf dem Typenschild). Leider habe ich keinen Kaufbeleg um festzustellen, ob die Garantiezeit noch nicht abgelaufen ist...

... dafür aber noch eine Menge Ersatzteile ;-)
Tja, das ist nun Gerätedefekt Nr. 14 im Jahr 2014.

Es war einmal 1975

In der BRD senkt man das Volljährigkeitsalter von 21 auf 18 Jahre,
es beginnt die Ölkriese, es endet der Vietnam-Krieg,
Bill Gates und Paul Allen gründen Microsoft,
Queen spielte die Bohemian Rhapsody,
es ist das internationale Jahr der Frau

... und die männlich dominierte Berufssparte der Elektroingenieure erhält ein neues Spielzeug:

Wavetek Model 142

HF VCG Generator

(redundant, denn VCG = Voltage Controlled Generator)

Handbuch

Nach 40 Jahren seit der Erstauflage stand nun ein solches Gerät schüchtern in meiner Werkstatt und fand keinen Anschluss. Das Problem: einen PH-163 Gerätestecker.

Ein passendes Anschlusskabel war leider nicht dabei und ist nur zu überteuerten Preisen erhältlich.

Was bleibt, ist der Umbau. Ein heute üblicher IEC Kaltgeräte-Einbaustecker erschien mir geeignet.

Die Öffnung im Chassis wurde ohne größeren Aufwand mit der Laubsäge angepasst.

Ein erster Test zeigte Kontaktprobleme bei den Drehschaltern, die jedoch schnell mit etwas Kontaktpflegespray und wiederholtes Betätigen der Schalter behoben waren.

Let's swing:

Der Wavetek 142 liefert Schwingungen mit Frequenzen von 0,0005 Hz - 10 MHz in den Formen Sinus, Dreieck, Rechteck, positive- und negative Impulse.

Die Schwingungen können in ihrer Form in einem Verhältnis von 1:19 bis 19:1 variiert werden:

Bei Symetrieänderung wird jedoch nur 1/10 der eingestellten Frequenz ausgegeben, also max. 1 MHz.

Die Vss beträgt bis zu 30V, nimmt auf der letzten Strecke bis 10 MHz jedoch um 3dB ab, was einer Vss von 21,2 V entspricht:

Über den "VCG IN" Eingang kann die ausgegebene Frequenz mit einer Steuerspannung von max. 5 V in einem Bereich 1000:1 variiert werden. Die Steuerspannung kann eine Frequenz bis 100 kHz haben. Damit kann das Gerät als Wobbel-Generator oder zur Frequenzmodulation benutzt werden.

Genug der Parameter, wesentlich mehr Details sind im Handbuch zu finden.

Die inneren Werte:

Das Schöne an diesem Gerät befindet sich "unter der Haube". Hat man die beiden Schrauben an der Rückwand gelöst, läßt sich diese Abnehmen und das Innenleben kann komplett nach vorne herausgezogen werden.

Es offenbart sich ein Kleinod der Handwerkskunst und manuellen Bestückung, mit aufwendig gefertigten Schalterkaskaden, ungewöhnlichen Bestückungsmethoden und exotisch anmutenden Bauteilen aus der Blüte der längst vergangenen Zeit diskreter Bauelemente.

Unterseite mit Netzteilplatine:

Dämpfungswahlschalter:

Das Netzteil:

Mehrfach-Drehschalter (Frequenzbereichswahl):

Potentiometer zur Frequenzeinstellung:

Ein Tiefflug über die Platine:

Dual High Frequency Differential Amplifier CA3049:

Da kann ich nur sagen:

Herzlichen Glückwunsch zum 40. Geburtstag Wavetek 142.

Du hast dich gut gehalten.

Da ich des öfteren Geräte öffne, die mit Netzspannung betrieben werden, stand zum eigenen Schutz ein Trenntransformator auf der Einkaufsliste. Die galvanische Trennung hat den Vorteil, dass man bei unbeabsichtigten Berühren eines netzspannungsführenden Teils keinen Stromschlag gegen Erde erleidet.

vom VEB Messgerätewerk Zwönitz

TPW Thalheim

Made in GDR

Er beseitigt auch ein messtechnisches Problem:
Die Masseklemme eines Oszilloskop-Tastkopfes besitzt ebenfalls Erdpotential. Bei unüberlegtem Anschluss an einer geerdeten Schaltung kann ein Kurzschluss entstehen. Möchte man also an Geräten messen, die niederohmig mit dem Erdpotential verbunden sind, ist Vorsicht anzuraten. Gleiches gilt für Geräte, die über einen USB-Anschluss mit dem Computer verbunden sind, denn auch der USB-Stecker ist über den Computer mit Erdpotential behaftet.

Ein kurzer Exkurs:

Geräte, die ihre Energie aus dem Hausstromnetz beziehen, sind in vielen Fällen über einen Schutzleiter - der grün-gelbe - geerdet. Geräte ohne Schutzleiter, z.B. mit Eurostecker, müssen schutzisoliert sein. Die "Innereien" haben aber auch über den Neutralleiter der Steckdose Erdpotential, sofern keine galvanische Trennung im inneren des Gerätes erfolgt.
Diese Maßnahmen - beschrieben in den VDE Vorschriften - sind sinnvoll und dienen dem Schutz.

Ein Trenntransformator stellt einen Stromkreis ohne Erdpotential (galvanische Trennung) zur Verfügung. Herkömmliche Trenntransformatoren liefern am Ausgang Netzspannung, übersetzen also 1:1, und haben zum Anschluss eines Verbrauchers eine Steckdose ohne Schutzkontakt.

Möchte man eine galvanische Trennung und eine einstellbare Wechselspannung am Ausgang, leistet ein Trennstelltransformator gute Dienste. Bei ihm ist sekundärseitig ein einstellbarer Spartransformator angeschlossen.

. -. -.. .

Der LTS 006 liefert laut Typenschild 0 - 250 V bei einem Strom bis 6 A. Dies gilt jedoch bei einer Netzspannung von 220 V - ein Hinweis darauf, dass das Gerät vor 1987 hergestellt wurde. Seit 1987 beträgt die Standardspannung 230 V (± 10%).
Ich habe bei 228 V Eingangsspannung die maximal einstellbaren Ausgangsspannungen mit und ohne Last gemessen.

Die Leerlaufspannung betrug 274 V

Als Lastwiderstand kam nun ein Heizstrahler zum Einsatz.

In der Stufe 1 benötigte er 3 A und in Stufe 2 wurden 6 A benötigt.

Die Ausgangsspannungen sanken auf 262 V bzw. 252 V.

Gleichzeitig sank die Eingangsspannung auf 226 V bzw. 225 V.

Ein paar Berechnungen zum Innenwiderstand und zur Verlustleistung:

Da die Eingangsspannung bei Belastung auch sinkt (Widerstand der Zuleitung etc.), berechne ich die Sekundärspannung des Transformators über das Übersetzungsverhältnis:

Mit diesem Übersetzungsverhältnis und den Primärspannungen, ergeben sich für die beiden Belastungsstufen Sekundärspannungen von

271 V bei 3A

270 V bei 6A

Der Innenwiderstand berechnet sich nun wie folgt:

Resultierend entsteht bei Vollast eine Verlustleistung von

die als Wärme über die reichlich vorhandenen Lüftungsschlitze abgeführt wird.

Noch ein paar Daten zum äußeren Erscheinungsbild:

Höhe = 27,5 cm

Tiefe = 31 cm

Breite = 54,2 cm

Der Trenntrafo sitzt auf einem sehr soliden Tragegestell, dass auch dem Gehäuse mit 2 mm Aluminumverkleidung die nötige Stabilität verleiht.

Das stattliche Kerlchen bringt immerhin ca. 33 kg auf die Waage.

Mein besonderer Dank geht an dieser Stelle an den Paketzusteller.

Möge die Kraft auch weiterhin mit ihm sein!

Es kann eine interessante Angelegenheit sein, die Leistung von Verbrauchern zu messen. Wenn es darum geht, die Stromrechnung zu reduzieren, lege ich meinen Hauptaugenmerk auf elektrische Geräte, die dauerhaft in Betrieb sind. Da lohnt sich auch ein Blick auf relativ kleine Leistungen, wie sie im Standby-Betrieb auftreten. Denn bei einem Strompreis von 26 ct/kWh kostet jedes Watt an Leistung bei einem Jahr Laufzeit 2,28 €.

Bisher habe ich für die Leistungsmessung mein Energieverbrauchsmessgerät (Typ PM30) genutzt. Diese oder ähnliche Geräte werden selbst in Supermärkten teils zu Preisen unter 10 € angeboten und sind relativ einfach zu bedienen.

Mein Gerät zeigt neben Stromstärke, Spannung, Frequenz und Scheinleistung (die es fälschlich in Watt anzeigt) auch den Leistungsfaktor cos φ an. Somit ist es grundsätzlich dafür geeignet rein ohmsche Lasten, wie klassische Kaffeemaschinen, Heizgeräte, etc. richtig zu messen. Auch induktive Lasten, wie Motoren, sollen damit in der Theorie zuverlässig messbar sein.

Im Beitrag Philips Senseo ® HD 7810 die Zweite stieß ich mit einem Energiekostenmessgerät auf eine zu hohe Standby-Leistung. Das Messgerät zeigte einen cos φ = 1 an, also Scheinleistung = Wirkleistung.

Die Realität sieht jedoch anders aus, als es das Messgerät darstellt. Ich habe mit dem Oszilloskop, mit Hilfe eines ohmschen Widerstandes von 6,8 Ω und einer selbstgebauten "Breakout-Box", sowohl Spannung als auch Strom am Gerät gemessen. Ich habe natürlich einen Trenntransformator und Tastköpfe mit entsprechender Spannungsfestigkeit verwendet.

Schaltung:

Auf Kanal 1 wird U₁ gemessen und U₂ auf dem 2. Kanal. U₂ ist ist äquivalent zum Strom I.

Da U₁ und U₂ sich auf den gleichen Massepunkt beziehen müssen, wird zur richtigen Phasendarstellung wird das Spannungssignal von U₁ am Oszilloskop negiert.

Das Ergebnis: die "Stromkurve" sieht zerhackt und nur noch annähernd sinusförmig aus. Und U₂ eilt U₁ um ca. 12 ms nach. Es tritt also eine Phasenverschiebung von > 85° auf, ...

... was den cos φ in die Nähe von 0,04 drückt, der sich aus dem angegebenen Senseo Standby-Leistung von 0,26 W und der gemessenen Scheinleistung von ca. 6,75 VA berechnet.

Das Energiekostenmessgerät zeigt jedoch 1 an und nicht 0, wie man bei ordnungsgemäßer Messwertrundung erwarten könnte. Die Bedienungsanleitung des Messgerätes gibt zu diesem Umstand leider keinerlei Hinweis.

Schuld an der Phasenverschiebung ist bei der Senseo das Kondensatornetzteil, das zur Versorgung des Mikrocontrollers benötigt wird und im Standby für die kapazitive Last sorgt.

Mein Fazit: mein Energiekostenmessgerät ist nur bei rein ohmschen Lasten sinnvoll einsetzbar. Dummerweise kann man einem Verbraucher von außen nicht unbedingt ansehen, ob es in diese Kategorie fällt.

... und ich werde meine Senseo wieder in Betrieb nehmen und mich freuen, dass ich sie nicht zur Reparatur eingeschickt habe - obwohl es schon interessant zu erfahren gewesen wäre, ob und welchen Fehler der Philips Service gefunden hätte ...

Das Tonertransfer-Verfahren hat seine Grenzen, was feine Strukturen auf der Platine betrifft. Je feiner, umso mehr Fehler treten beim Transfer auf. Zumindest in meinem Fall - was am falschen Toner liegen kann oder dem Umstand, dass ich den stupiden Umgang mit dem Laminator nicht mag.

Von einer Ätzmaske im Belichtungsverfahren erhoffe ich mir feinere und besser reproduzierbare Resultate. Ein Belichtungsgerät muss her.

Fertige Geräte mit UV-Röhren gibt es bereits ab ca. 80 €, wenn man nach einfachen Klischee-Belichtern sucht. Geräte, die als "Platinenbelichter" verkauft werden sind oft teurer.
Deutlich preiswerter wird es, wenn man Gesichtsbräuner o.ä. zweckentfremdet. Das Internet ist voll von Selbstbauanleitungen.

Warnung vor optischer Strahlung,Symbol D-W009 nach DIN 4844-2 [Quelle: Wikipedia]

Beim Selbstbau ist auf die Sicherheit zu achten. UV-Strahlung birgt Risiken für das Auge, auch bei Streulicht.

Ich werde einen Belichter selbst bauen. Statt Leuchtstoffröhren verwende ich UV-LEDs mit 5mm Durchmesser und klarem Gehäuse.

Die LED Eigenschaften:

Flußspannung 3,2 Vmax
Strom 20 mA
Wellenlänge 395 - 400 nm

Lichtstärke ca. 2000 mcd
Abstrahlwinkel ca. 30°

Als zu belichtende Fläche möchte ich doppeltes Euro-Format, also 160 mm x 200 mm. Dazu werden 168 LEDs in gleichmäßigem Abstand auf mehreren Lochstreifenrasterplatinen mit den Gesamtmaßen 213 mm x 162 mm (bzw. 84 Lochstreifen á 64 Löcher) im Rastermaß 2,54 mm verteilt.

Die LEDs sollen zu je 8 in Reihe geschaltet und mit einem stabilisierten Strom von 20 mA versorgt werden.
Für die Stromstabilisierung sorgen:

R1 = 4k7
R2 = 33
Q1, Q2 = BC546B

Diese Bauteile sind ebenfalls auf der Platine unterzubringen. D.h. es sind eigentlich 3 Platinen im Euroformat, die aneinander gefügt werden müssen.

Daraus ergibt sich folgender Bestückungsplan (jedes Kästchen = ein Loch):

Das Bestücken, Verdrahten und Leiterbahnunterbrechen nimmt bei der ersten Platine ca. 4 h in Anspruch.

Ein erster Test (mit Solarienbrille auf den Augen und minimaler Stromstärke):

Sieht gut aus.

Die volle Stromstärke von 20 mA wird bei einer Spannung von Vcc = 32 V pro LED-Reihe erreicht.

Weiter geht es mit Platine 2 ...

[Fortsetzung folgt hier]

Die LED Platine ist nun fertig. Bis auf eine LED, die ich evtl zu heiß gelötet hatte und die schnell getauscht war, gab es keine Probleme.
Die Einzelplatinen habe ich an den Stoßkanten mit etwas Silberdraht geklammert und dann verlötet.

Die mechanische Stabilität sollte damit ausreichend sein.
Der Bestückungsplan hat sich etwas geändert. Die Verdrahtung ist jetzt enthalten.

Der elektrische Test zeigt subjektiv bei allen LEDs die gleiche Lichtstärke. um die Kamera nicht zu übersteuern, habe ich ein Blatt Papier aufgelegt.

Jetzt muss noch die Höhe der Auflage ermittelt werden, bei dem eine gleichmäßige Ausleuchtung der zu belichtenden Fläche gewährleistet ist.

mit a=30° und A = 14,5 mm ergibt sich nach

h = 27 mm. Rechnet man zur Sicherheit A = 20 mm (bessere Überlappung der Strahlenkegel) ergibt sich h = 38 mm. Mit etwas Zuschlag für die LED-Höhe ergibt sich ein H = 45 mm.
Soviel zur Theorie.
Beim errechnet Abstand ergab sich folgendes Bild:

Grausig!
Und damit war ich wieder in der Praxis angelangt, denn es gibt keine optimalen und gleich gefertigten LEDs ohne Toleranzen. Try and Error ist angesagt.
Bei einem Abstand von H = 100 mm wird es deutlich homogener:

Noch eine mattierte Aktenhülle als Diffusor auf die LEDs und es ist fast schon perfekt:

Ein Teil der noch sichtbaren "Granularität" ist der Mattscheibe (Papier) zu verdanken.
Auch sind die Ecken noch nicht optimal ausgeleuchtet, was sich durch einen reflektierenden Innenanstrich des Gehäuses bessern dürfte. Das gab mein Testaufbau leider nicht her.

[Fortsetzung folgt ...]

Ein erster Belichtungsversuch mit Zeitsteuerung

Zum Ansteuern benutze ich einen improvisierten Testaufbau, bestehend aus einem Arduino Uno, meinem LCD-Shield und einem Relaismodul zum Schalten der LED-Phalanx.
Das Relaismodul besitzt 2 Relais, so dass eine Erweiterung um eine LED-Platine für doppelseitige Belichtung jederzeit möglich ist.

Als Stromversorgung benutze ich für die LEDs ein 30V Gleichspannungsnetzteil eines alten Druckers. Der Arduino wird über ein USB-Netzteil versorgt.

Die LED-Platine ist in einem Holzkasten untergebracht, der mit einer Bilderrahmen-Glasscheibe abgedeckt wurde. Der Abstand der LEDs zum "Objektträger" beträgt 17 cm.

Mit einer Belichtungsteststreifen-Vorlage von rn-wissen.de habe ich einen Ausdruck auf Transparentfolie angefertigt. Der Ausdruck wurde anschließend mit Tonerverdichter behandelt. Dadurch werden die schwarzen Teile lichtundurchlässiger.

Beim Test wurden nach festen Intervallen mit einem schwarzen Karton je ein Stück mehr von der Platine zur Belichtung freigegeben. Auf der Vorlage sind dazu Zeitangaben enthalten, die mir jedoch viel zu kurze Intervalle enthielten.
Ich habe mich für ein Intervall von einer Minute entschieden, da es mir nicht um die genaue Zeit ging, sondern lediglich um die Feststellung, dass der Aufbau prinzipiell funktioniert. Die genauen Belichtungszeiten werde ich beim fertigen Gerät ermitteln.

Achtung: Der verwendete Entwickler Natriumhydroxid (NaOH) und das Ätzmittel Natriumpersulfat (Na2S2O8) sind ätzend. Natriumpersulfat ist zusätzlich brandfördernd.
Vor der Verwendung dieser Substanzen ist es unbedingt erforderlich, sich über die Handhabung und die damit einhergehenden Gefahren zu informieren. Die entsprechenden Sicherheitsmaßnahmen sind unbedingt einzuhalten.

Nach dem Belichten und ca. 30 s Entwickeln in Natriumhydroxid-Lösung (NaOH), erhielt ich eine deutlich erkennbare Ätzmaske.

Nach dem Ätzen mit Natriumpersulfat ist erkennbar, dass die rechte Seite (5 min belichtet) das beste Ergebnis geliefert hat.

Das Gerät und der Prozess funktionieren.
Als nächstes werde ich das Timer-Provisorium im etwas solidere Hardware gießen - der Belichter darf sich quasi selbst herstellen - und das Ganze in einem robusteren Gehäuse unterbringen.
Das Timer-Programm funktioniert störungsfrei und kann mit ein paar veränderten Portzuweisungen an die endgültige Hardware angepasst werden. Aber eins nach dem anderen ...

[Fortsetzung folgt]

... es wird Zeit ... für einen Timer.

Zum Einsatz kommt Bewährtes: ein Atmega328P-PU mit Arduino Bootloader, ein 2x16 Zeichen LCD, ein Encoder mit Tastfunktion und zwei weitere Tasten zum Ein-/Ausschalten.

Schaltplan:

Bauteilliste:

Da der Testaufbau des Belichters funktionierte, wurde er gleich zur Herstellung des Timers verwendet.

Auf Folie gedruckt, 5 Minuten belichtet, entwickelt und geätzt, ergibt folgendes Ergebnis:

Es folgt das Zuschneiden, Entgraten, Bohren und die Bestückung...

... zu einer 85 x 80 mm großen Platine.

Der Trimmer zum Einstellen des Displaykontrastes wird auf der Platinenunterseite montiert. So ist er auch nach dem Frontplatteneinbau erreichbar.

Die externe Beschaltung:

Die Pins links (JP7) dienen dem Einspielen der Firmware und der Spannungsversorgung. Die restlichen 6 Pins (JP1, JP8) dienen am Cover-Pin und dem ersten GND-Pin dem Anschluss eines Mikrotasters an der Gehäuseabdeckung. Die LEDs sollen nur eingeschaltet werden können, wenn die Abdeckung geschlossen ist und somit keine Gefahr für die Augen besteht.
der nächste GND, OUT1, OUT2 und +5V werden mit dem Relaismodul belegt, wobei in der jetzigen Baustufe nur OUT1 als Schaltstufe benötigt wird.

Zur Inbetriebnahme muss erst einmal die Firmware eingespielt werden. Das erfolgte, wie bereits öfters praktiziert, via Arduino-IDE und mit dem mySmartUSB MK2.

Wie gehabt die Reset-Taste drücken, und die Firmware ist eingespielt wenn der oben angezeigte Display-Inhalt sichtbar wird. 99 s ist die Defaultzeit, die beim ersten Beschreiben des internen EEPROMs des Atmega zur Anwendung kommt.

Die Handhabung

Einstellen der Belichtungsdauer

1. Druck auf den Encoder
--> Statusanzeige AUS wechselt zu SET

2. mit dem Encoder die gewünschte Zeit in Sekunden einstellen.

3a. mit Druck auf den Encoder die Einstellung bestätigen.
--> Zeit wird im EEPROM gespeichert und bleibt auch nach Abschalten der Stromzufuhr erhalten.
--> Statusanzeige wechselt zu AUS

3b. Alternativ Druck auf die graue Taste
--> Abbruch der Einstellung
--> ursprüngliche Einstellung bleibt erhalten
--> Statusanzeige wechselt auf AUS

Belichtung starten/unterbrechen

Rote Taste = Start
--> LEDs leuchten
--> Statusanzeige wechselt zu AN
--> verbleibende Belichtungszeit wird hinter "Rest:" angezeigt

Graue Taste = Stop
--> LEDs abgeschaltet
--> Statusanzeige wechselt auf AUS

Erneuter Druck auf die rote Taste = Fortsetzen der Belichtung

Langer Druck auf graue Taste = Zeit zurücksetzen

Geräteabdeckung wird geöffnet

--> Belichtung unterbricht
--> Statusanzeige wechselt auf AUS
--> Anzeige COV unten rechts

Zum Fortsetzen:

1. Abdeckung schließen

--> COV-Anzeige verschwindet

2. Roter Taster = Fortsetzen

--> Statusanzeige wechselt auf AN

Ablauf der Belichtungszeit

--> bei Rest = 0 s

--> LEDs schalten ab

--> Signaltonfolge ertönt

Anzeige der Firmware-Version

Im SET-Modus (Druck auf Encoder) wird durch drücken der roten Taste die Firmware-Version angezeigt.

Jetzt fehlt nur noch ein Gehäuse.

[Fortsetzung folgt ...]

Gehäusebau à la IKEA

Bei IKEA gab es mal Aufbewahrungskisten namens "Pränt" - leider gibt es die nicht mehr, aber ich hatte noch eine mit den Maßen 30 x 30 x 18 cm übrig. Darin sollte nun mein LED-Belichter sein Zuhause finden.
Eine MDF-Platte dient der räumlichen Trennung von Spannungsversorgung und Belichtungsabteil.

Auf die MDF-Platte habe ich ein vom Gehäuse befreites HP Druckernetzteil (32 V, 2500 mA) montiert und mit einem Hauptschalter versehen. Dazu kamen noch ein zweckentfremdetes USB-Ladegerät eines Mobiltelefons für die 5 V Versorgung und das Relaismodul zum Schalten der LED-Versorgungsspannung.

Den Timer habe ich mit einer Aluminium-Frontplatte versehen. Nach dem Anfertigen der entsprechenden Bauteilausschnitte, habe ich ein Frontplattedesign mit Inkscape entworfen und auf normales Papier ausgedruckt (die Farbe ist handgemalt).

Mit 80 μm Folie laminiert und Kontaktkleber aufgebracht, ist eine brauchbare Frontplatte entstanden.

Aus Aluprofilen ist noch ein Rahmen entstanden ...

... um den Timer auf der Holzkistenfront zu montieren.

Die LED-Platine wurde mit wenigen Punkten Heißkleber am Boden fixiert. Darüber habe ich umlaufend Aluwinkel als Auflage für die Trägerscheibe angeschraubt. Linkerhand wurde noch ein Mikroschalter montiert, um dem Timer zu signalisieren, ob die Klappe offen oder geschlossen ist.

Die Trägerscheibe hat die Abmessungen 180 x 240 x 2 mm und stammt von einem rahmenlosen Bilderhalter (wichtig: ohne UV-Schutzbeschichtung).
Gegen seitliches Verrutschen habe ich kleine selbstklebende Filzstreifen angebracht. Auf der Klappenunterseite ist 4 cm dicker Pulsterschaumstoff mit doppelseitigem Klebeband befestigt. Er soll mit leichtem Andruck für die plane Auflage des Platinenmaterials auf der Belichtungsvorlage sorgen.

Damit die Klappe auch satt schließt, habe ich Kistenverschlüsse verbaut.
Zur Abrundung des äußeren Erscheinungsbildes wurden noch Aluwinkel über die Kanten geklebt bzw. verschraubt und abschließend ein Möbelgriff - ebenfalls von IKEA - zum leichteren Öffnen der Klappe angebracht.

Fertig ist die Laube:

Es ist schön, wenn man bei verschiedenen Anwendungen des Raspberry nicht einen Remote Desktop oder einen Monitor nutzen muss, sondern direkt am Gerät via Display schauen kann, was der kleine so treibt.

Das C-Berry 28 von adma-tec bietet sich dafür an.

Infos zur C library:
http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/

Installation:
wget http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/bcm2835-1.42.tar.gz
tar zxvf bcm2835-1.42.tar.gz
cd bcm2835-1.42
./configure
make
sudo make check
sudo make install

Test:
wget http://admatec.de/sites/default/files/downloads/C-Berry28.tar.gz

tar zxvf C-Berry28.tar.gz

cd C-Berry28/SW/tft_test

make

sudo ./tft_test

Ein gut dokumentiertes Projekt mit Beispielen zur Ansteuerung des Displays befindet sich hier:
http://www.7soft.de

Der DDS Funktionsgenerator bezog vor etwa einem Jahr ein improvisiertes "Zuhause" in einem alten Stahlblechgehäuse mit handbeschrifteter Sperrholzfrontplatte. Es hat funktioniert, aber der Anblick war eher abschreckend.

In einem Artikel der Zeitschrift ct Hacks 3/2014 - ehemals ct Hardware Hacks und mittlerweile leider zur Zeitschrift Make mutiert - wurde ich auf Gehäuseprofile aufmerksam. Mit Kantenprofilen und 6 Alublechen lassen sich einfache Gehäuse bauen, die den eigenen Bedürfnissen besser gerecht werden, als so manche Konfektionsware.

Fündig wurde ich bei Bürklin, wo ich ein Meter Gerätebauprofil GB 1 Al und mehrere 100 x 200mm Alubleche bestellte ... denn bald sollte der DDS 20 in ein neues Zuhause umziehen.

Die Abmessungen wurden im Wesentlichen von den Maßen der Hauptplatine, dem Platzbedarf des Netzteils und dem Anspruch möglichst wenig Blech zu schneiden bestimmt. Ergo: Frontplatte in 100 x 200mm, Gehäusetiefe 100mm = 5 Bleche, 4 Profile, 8 Schnitte.

Seiten-, Deck- und Bodenblech werden einfach in die Nuten des Profils eingeschoben, Front- und Rückplatte verleihen durch die Verschraubung mit den Profilen der Gesamtkonstruktion ihre Stabilität.

Zunächst habe ich in die Frontplatte 2 Ausschnitte für das Display und die beiden Taster per Laubsäge und Feile eingearbeitet, gefolgt von 4 Bohrungen für die BNC-Stecker, den Encoder und das Potiometer. Es folgten die Bohrungen zur Befestigung der Frontplatte und der Hauptplatine.

Im der Rückwand wurde eine Öffnung für den Netzschalter und das Netzkabel benötigt. Die Bodenplatte erhielt Bohrungen zur Befestigung von Netzteil und Gerätefüßen.

Die Seitenteile, Boden- und Deckblech mussten zugeschnitten werden. Danach enthielten die Bleche folgende Abmessungen:

Front- und Rückblech = 100 x 200mm
Boden- und Deckblech = 100 x 183mm
Seitenbleche = 100 x 83mm

Die Kantenprofile sind jeweils 100mm lang.

Die Frontplatte wollte ich nach der Methode, die ich bereits beim Platinenbelichter erfolgreich umgesetzt habe, gestalten und beschriften.
Da nach Aufbringen der Frontplattenfolie die Verschraubungen der Hauptplatine und der Tasterplatine nicht mehr sichtbar sein sollten, wurden M3 x 25 Senkkopfschrauben in die Bohrungen eingeklebt.

Die Frontplatte wurde mit Inkscape entworfen, ausgedruckt, auf Passgenauigkeit geprüft und etwas coloriert.

Anschließend wurde der Ausdruck laminiert und auf die Alufront aufgeklebt

Die hellen Schnittkanten habe ich mit einem Edding geschwärzt.

Es folgte die Endmontage:

Es gibt also eine brauchbare Alternative zum Fertiggehäuse.

... auf Grundlage der Auduino Entwicklung.

Ich plane einen neuen MIDI Step Sequencer zu bauen. Meine Entwicklungsplattform CSQ1 leistet beim Programmieren und Austesten gute Dienste, hat jedoch seine Grenzen. Eine davon ist die fehlende Audioausgabe, um das Ergebnis ohne großen Aufwand hörbar zu machen.
Eine Lösung fand ich auf den Seiten Notes and Volts*. Der dort vorgestellte Granualar Synth, auf Auduino* (eine Namensabwandlung von "Arduino") Basis, versprach eine einfache Möglichkeit, ein paar interessante Töne zu erzeugen.

Die Schaltung ist so einfach, dass ich auf eine geätzte Platine verzichtet habe und stattdessen ein Rest Labor-Lochrasterplatine verwendete.
Darauf fanden der Synth inklusive Line Out und MIDI In Platz.

Der Schaltplan:

An JP3 wir Line Out abgegriffen, X1 ist der MIDI Out, JP1 und JP5 sind die Programmierschnittstelle (ISP).

Bauteile:

Nun musste noch ein Gehäuse gefunden werden. Die Krabbelkiste gabe einen alten 10 MBit Ethernet Hub frei, dessen Gehäuse wie geschaffen schien:

Die Innereien wurden kurzerhand entfernt, Front- und Rückplatte zum Maßnehmen für neue Aluplatten genommen.

Den meisten Platz beanspruchen die 5 Potis. Es gibt auch deutlich kleiner, diese hier hatte ich jedoch vorrätig. Im Original werden 10k Potis verwendet, diese hier haben 47k, was der Funktion nicht schadet, da sie nur als Spannungsteiler für die Analogeingänge des Controllers dienen. Im Gegenteil: der Stromverbrauch sinkt.

Bei der bestückten Platine habe ich lediglich die Stiftleisten für die Stromversorgung, den ISP-Anschluss und die MIDI Channel Ausval via Jumper in Hardware ausgeführt. MIDI In, Line Out und die Potentiometer wurden direkt verdrahtet.

Die Platine wurde erst nach dem Verdrahten eingebaut.

Die Rückseite:

Die Frontplatte ...

... brauchte noch eine Beschriftung im "Laminierverfahren".

Die Firmware stammt von Notes and Volts [Downloadlink].
Lediglich die Zuordnung der Jumper für den MIDI Channel und die Zuordnung der Potis zu den Analogkanälen musste noch an meine Hardware angepasst werden.

Zur Programmierung des Controllers via ISP habe ich eine Arduino Uno genutzt, der mit dem entsprechenden Sketch beladen als Programmer genutzt werden kann.

Ein Test:

... funktioniert.

* Many thanks to Dave from "Notes and Volts" for the inspiration and to Peter Knight for the basics.

... ein Low Budget Logic Analyzer mit 8 Kanälen und 24 MHz Sampling Rate.

Wenn man sich mit Mikrocontrollern beschäftigt, benötigt man ein Werkzeug, um die digitalen Signale im Fehlerfall oder einfach zur Überprüfung sichtbar zu machen.
Bei langsamen und simplen Signaländerungen genügt oft eine LED, die den Zustand optisch anzeigt. Für komplexe Signale und schnelle Änderungen, wie z.B. bei seriellen Protokollen, muss man den Datenstrom aufzeichnen, um ihn zu analysieren. Ein Speicheroszilloskop kann hier helfen.
Möchte man es komfortabler, ist der Einsatz eines Logic Analyzers sinnvoll. Schon preiswerte Geräte bieten eingebaute Protollanalysen mit an, die einem das manuelle Umrechnen der Bitfolgen und das Recherchieren deren Bedeutung abnehmen.

In meiner "Werkzeugkiste" befindet sich dazu ein kleiner 8-Kanal Logic Analyzer, der für unter 20€ erhältlich ist. Der Aufdruck vermittelt den Eindruck, dass das Gerät von Saleae stamme, es ist jedoch ein Clone.

Zum Testen habe ich am seriellen Ausgang eines Arduino Uno ASCII Zeichen mit einer Rate von 9600 bit/s ausgegeben.

Der Anschluss an die auszuwertenden Quellen ist per Adapterkabel mit Klemmprüfspitzen möglich. Mir genügten 2 Kabel mit Dupont-Steckverbindern. Die Belegung des 10-poligen Steckers ist auf der Vorderseite ersichtlich.
Die Auswertung der Daten erfolgt am PC, die Übermittlung via USB 2.0.

Zur Analyse kann man das Programm "Logic" von Saleae nutzen. Als Alternative bietet sich PulseView (V 0.3.0) an, ein Open Source Programm, das zum sigrok Projekt gehört.

Logic 1.1.15

Via Pulldown Menü können Sample-Umfang und Sample-Rate eingestellt werden:

Ein Druck auf den Start-Button startet das Sammeln und Übertragen der Daten:

Wird dabei der Stop-Button gedrückt, bleiben die bis dahin gesammelten Daten zur Auswertung erhalten.
Die gesammelten Daten erscheinen hier in Kanal 0, der schon als Serial 0 bezeichnet ist:

Per Maustasten kann in die Darstellung vergrößert oder verkleinert werden.
Durch Auswahl eines geeigneten Analyzers - hier Async Serial - werden die Daten gedeutet:

... erkennbar an den dunklen Balken mit dem Inhalt der Daten, oberhalb des Signalverlaufs.

Bewegt man den Mauszeiger in die einzelnen Bits des Signals, so werden unter "Measurements" Pulsweite, Periodendauer und Frequenz des mit Pfeilen markierten Datenabschnitts angezeigt:

Ein nützliches Feature: durch Druck auf den Pfeil-Reiter ...

wird die aktuelle Auswertung in einer eigenen Registerkarte abgelegt und man kann parallel eine neue Auswertung starten.

PulseView 0.3.0

... wartet mit einer größeren Anzahl an Analysatoren auf.

Ich wähle UART - Universal Asynchronous Receiver Transmitter - das serielle Protokoll. Das Datensammeln wird via Run-Button gestartet. Der Datenstrom wird in der Zeile von Kanal 0 dargestellt. Die Analyse des Seriellen Signals in der UART-Zeile ganz unten

Die Betätigung des Zooms ist komfortabel per Mausrad gelöst. Die Darstellung der UART-Analyse gefällt mir besser, als bei Logic.

Pulsweiten, Periodendauern und Frequenzen kann man ebenfalls messen. Hierzu muss man jedoch manuell 2 Cursor setzen, die leider nicht am Signalverlauf einrasten. Die Messgenauigkeit hängt also von der eigenen ruhigen Hand und Sehschärfe ab.

Die weitere Praxis wird zeigen für welches Anwendungsszenario, welches Programm am nützlichsten ist.
Schön wäre natürlich, wenn durch Weiterentwicklung eins der beiden Programme alle Vorteile vereinen würde.

In den Tiefen meiner Schreibtischschublade fristete ein alter LG XTICK USB-Stick mit 128 MB ein jämmerliches Dasein zwischen anderen unbeachteten Kleinteilen und der permanenten Aussicht im Müll zu landen...

Doch mittlerweile hat er eine neue Aufgabe erhalten, die ihm einen dauerhaften Platz in meinem PC Werkzeugkoffer sichert.

Der BIOS Update Stick

Viele Motherboards haben Software Tools im Beipack, die ein BIOS Update unter Windows erlauben. Da bei Windows viele Dienste und Programme im Hintergrund laufen, besteht latent die Gefahr, dass diese im Fehlerfall das BIOS Update gefährden. Seit Windows 7 schätze ich diese Gefahr als gering ein, unter Windows XP hat es mich jedoch schon ein Motherboard gekostet, nachdem ein Fehler in einem Hintergrundprozess zu Blue Screen führte.

Abhilfe schafft hier ein Boot-Medium mit dem guten alten MS-DOS - oder wenn es Freeware sein soll: einem aktuelleren FreeDOS. Besonders wertvoll wird diese Möglichkeit des Updates, wenn man Linux installieren möchte, da dafür meist keine BIOS Update Tools angeboten werden.

Folgende Voraussetzungen müssen erfüllt sein:

Im alten BIOS als "first boot device" USB (oder removable) einstellen.
Der USB-Stick muss "bootable" sein, also über einen Bootrecord im MBR verfügen.

Ein komfortabler Weg dahin bietet Rufus von Pete Batard.
Mit diesem Programm formatiert und partioniert den USB-Stick - ACHTUNG: gespeicherte Daten gehen verloren! Es legt einen Bootrecord an und schreibt ein Minimal-Set von FreeDOS auf den Stick, wenn man es entsprechend auswählt. Möchte man ein umfangreicheres FreeDOS, dann findet man dies unter http://www.freedos.org/download/.

Anschließend waren folgende Dateien auf dem USB-Stick zu finden:

Insgesamt rund 300 kB an Daten.

In der Praxis durfte sich der Stick gleich am FX160 Thin Client bewähren (dazu später mehr).
Das BIOS Update File habe ich ins Hauptverzeichnis des Sticks kopiert. Anschließend wurde der Rechner mit dem FreeDOS-Stick gebootet und das Update File gestartet.
Das Update verlief ohne weitere Vorkommnisse und dem guten Gefühl, dass solche auch nicht zu erwarten waren.

In der Werkstatt kann es hilfreich sein, wenn man z.B. Datenblätter schnell per Internet verfügbar hat. Bisher habe ich dazu einen betagten (BJ 1998) HP Vectra VE mit 350 MHz Pentium II Prozessor und 96 MByte RAM genutzt. SuSE Linux 7.1 lief auch recht flüssig, ist jedoch auch längst überholt. Möchte man sich jedoch umfangreichere Grafiken anschauen oder auch mal etwas mit Eagle bearbeiten, stößt man schnell an die Grenzen des Machbaren. Zudem hat die Festplatte mittlerweile einen Gräuchpegel erreicht, der auf ein nahes Ableben schließen lässt.
Mein Toshiba Laptop mit noch etwas lahmeren PII und Win XP ist auch keine Alternative mehr. Schon das für's Internet erforderliche Security Pack würde ihn gnadenlos in die Knie zwingen.

Bei Nerdbench fand ich einen Artikel über einen Thin Client von Dell, den Optiplex FX160. Mit seiner Grundausstattung entspricht er nicht mehr dem klassischen Konzept eines Thin Clients. Er ist quasi ein "Thin PC". Zudem war er für günstige 25 € erhältlich.

Ausstattung:

CPU:	1,60 GHz Intel Atom 230
RAM:	1 GB DDR2
Festplatte:	512 MB Flash
Grafik:	SiS onboard bis 256 MB
Netzwerk:	10/100/1000 Ethernet (Broadcom)
Anschlüsse:	6x USB 2.0, 1x DVI-D, 1x VGA, 1x seriell, 2x PS2, 1x RJ45,2x intern SATA, Audio in/out (front)

Der ca. 1 cm dicke Standsockel ist abnehmbar. Darunter verbirgt sich eine Befestigungsmöglichkeitnach VESA 100.

Zum Öffnen des Gehäuses werden auf der Rückseite 2 Kreuzschrauben entfernt und das Oberteil Richtung Front geschoben. Erst dann kann es abgehoben werden.

Der FX160 wird passiv gekühlt, also keine nervigen Lüftergeräuche.

Auf dem SATA0 Steckplatz sitzt der 512 MB Flash Speicher. Auf ihm ist eine Linux Client-Software installiert, die lediglich einen Browser öffnet, um das Netzwerk zu nutzen. Hier beginnt das Tuning.

Tuning:

Mein Ziel war, Windows 7 als Betriebssystem zu installieren, die angenehme Eigenschaft der Lautlosigkeit beizubehalten und möglichst viel Performance aus dem FX160 herauszukitzeln.

Der kleine Flash wurde deshalb gegen eine 60 GB SSD von Kingston (SSDNow V300) ausgetauscht.
Da der SATA Anschluss orthogonal zum Motherboard ausgerichtet ist, bedurfte es zum Anschluss der SSD eines Adapterkabels mit Kombistecker. Da keine Befestigungsmöglichkeit vorhanden war, habe ich die SSD einfach lose untergebracht. Der Kabelstrang und die Enge des Gehäuses sorgen für den nötigen Halt.

Der FX160 besitzt 2 RAM Slots, die in Summe mit bis zu 4 GB bestückt werden können.

Den eingebauten 1 GB Riegel habe ich durch 2x 1 GB von Corsair ersetzt. Der 2. Speicher Slot ist schräg angebracht. Vermutlich um die Effektivität des CPU-Kühlers zu verbessern, wenn der FX160 hochkant aufgestellt wird.

Es folgte nun ein BIOS Update auf die Version A13. Mein BIOS Update Stick war hier besonders hilfreich.
Anschließend habe ich mit Hilfe eines externen CD-Laufwerks Windows 7 (32-bit) problemlos installieren können. Auch das Einspielen der Treiber verlief problemlos. Das anschließende Update von Windows erforderte jedoch einige Zeit. Fast 150 Pakete wurden heruntergeladen und installiert.
Da ich nur gelegentlich nach dem Fortschritt des Updates geschaut habe und zwischendurch öfters ein Neustart erforderlich war, zog sich die Aktion über einen kompletten Tag.

Ergebnis:

Einen ersten Überblick zur Performance liefert der Windows-Leistungsindex:

Die SSD erreicht einen ordentlich hohen Wert. Schwächtes Glied ist der Prozessor.

Die Zeiten für den Wechsel des Betriebszustandes:

Booten:	15 Sekunden
Shutdown:	3 Sekunden
Start aus Standby:	3 Sekunden
Standby:	3 Sekunden

Abschließend hat mich noch die ungefähre Leistungsaufnahme interessiert. Dazu habe ich ein simples Verbrauchsmessgerät genutzt. Unter Berücksichtigung dass die letzte Stelle der Anzeige ungenau ist, ergeben sich folgende Leistungswerte:

Heruntergefahren bzw. Energiesparmodus

4,6 W ... 9,2 W

Hochgefahren und angemeldet

28 W ... 32 W

Ein 24x7 Standby mit einem Tarif von 26 ct/kWh kostet damit im Jahr ca. 11,40 € ... 22,80 €. Angesichts der kurzen Boot-Zeit lohnt es sich den Rechner auszuschalten und vom Netz zu trennen.

Ray Wilson, bekannt wegen seiner umfangreichen Analog Synthesizer Bauten, veröffentlicht eben diese auf seinen Web-Seiten Music From Outer Space, kurz MFOS.
Besonders gefiel mir das Projekt "Weird Sound Generator" (WSG), nicht zuletzt wegen der unkonventionellen Art der Beschreibung. Der WSG ist ein Lo-Fi Gerät, der Sound ist grottig, verrauscht und dreckig (Beispiele am Ende des Posts). Aber genau das suche ich manchmal.

Vorweg: ich habe auch die entsprechenden Mods mit aufgebaut, jedoch erst zu einem Zeitpunkt, als ich die Hauptplatine schon bestückt hatte. Die Mods finden daher auf einer Add-On Platine ihren Platz und nicht auf einer gemeinsamen Platine. Die Bezeichnungen (Zany, Wacky, Weird, Oddness), die Ray Wilson für die Baugruppen verwendet, gefielen mir ausnehmend gut.
Ich habe sie jedoch durch die konventionellen Bezeichnungen LFO, VCO etc. ersetzt, um mir das Verständnis der Funktion erleichtert.

Der WSG verfügt über:

2 LFOs
... einstellbar in der Frequenz und Modulationsstärke, liefern sie wahlweise ein Dreiecks- oder Rechtecksignal

4 VCOs
... liefern ein Dreiecksignal mit einstellbarer Frequenz. VCO 1 und VCO3 werden vom den LFOs moduliert und wahlweise auch von VCO 2 und VCO 4. Alle VCOs geben ihr Ausgangssignal zum Filter weiter, wobei VCO 2 und VCO 4 abschaltbar sind.

1 Lowpass-Filter
... einstellbar in Frequenz (grob und fein) und Resonanz

1 regelbarer Line-Ausgang

4 Voltage Control Eingänge
..., die keinem Standard entsprechen (z.B. 1V/Oktave), für Spielereien durch Anschaltung externer Spannungsquellen jedoch interessant erscheinen.

2 Trigger Ausgänge der LFOs
... zum Ansteuern von externem Equipment.

1 Gate-Eingang
... mit dem zwei voreingestellte Attack-Decay Varianten am Filter moduliert werden können.

Der Signallauf

Der Aufbau

Die Hauptplatine enthält die LFOs, VCOs und die Filterstufe. Da ich eine einlagige Platine haben wollte, musste die Platine neu designed werden.

Die Add-On Platine enthält die VC-, Trigger- und Gate-Schaltungen. Da sie im Nachhinein entstanden ist, ist die Verkabelung leider etwas aufwendiger.

Das Gehäuse ist ein 2-schaliges Aluminium Pultgehäuse der Alu-Topline Serie von BOPLA mit den Maßen 200 x 180 mm.

Die Gestaltung der Front- und rückwärtigen Anschlussplatte erfolgte mit Powerpoint. Das Ergebnis wurde farbig ausgedruckt, laminiert und aufgeklebt. Vor dem Verkleben habe ich einen weiteren Ausdruck als Bohrschablone benutzt.

Die Bedienelemente und externen Anschlüsse sind wie folgt angeschaltet:

Eine wasserfeste Beschriftung der Bedienelemente hilft bei der Verdrahtung den Überblick zu behalten.

Auf der Front sieht die Zuordnung dann wie folgt aus:

Für die Verbindungen habe ich 0,25 qmm Draht und Litze in verschiedenen Farben und mit 0,25 qmm Querschnitt verwendet.

Die Seitenteile des Gehäuses werden später evtl. durch Holzteile ersetzt. Vorerst müssen die Kunststoffelement ausreichen, da ggf. noch Änderungen vorzunehmen sind.

Meine Eagle-Dateien zum Projekt befinden sich auf der Download-Seite oder hier: Weird Sound Generator

Ein erster Test

... im Anschluss verlief erfolgreich. Der Aufwand für die Beschriftung der Bedienelemente hat sich gelohnt und Verdrahtungsfehlern vorgebeugt.

Hier eine Auswahl an Sounds, die mit meinem Gerät erzeugt wurden:

Weitere Soundbeispiele sind auf MFOS und den dort verlinkten Seiten zu finden.

Löttorp - der Name enspricht einem Ort im Norden der schwedisch Insel Öland - ist ein Wecker, für den man "den Dreh raus haben muss". Denn seine Anzeigenmodi

- Datum und Zeit
- Weckzeit
- Countdown
- Temperatur

werden durch das Drehen des Weckers ausgewählt. Das jeweils oben befindliche Piktogramm auf der Front gibt Auskunft in welcher Position sich der Wecker dazu befinden muss.

Auf der Rückseite befindet sich das Batteriefach und zwei Taster zum Einstellen der Zeiten und des Datums.

Nach einem Sturz (oder war es nach einem zu frühen Weckversuch?) funktionierte die Umschaltung der Anzeige nicht mehr und ein Scheppern war aus dem Gehäuseinnneren zu vernehmen.

Das Öffnen der Gerätes beginnt, wie so oft, mit der Suche nach Gehäuseverschraubungen. Bei Löttorp befinden sie sich unter der aufgeklebten Frontabdeckung, die sich z.B. mit einem Skalpell vorsichtig ablösen läßt:

Im Inneren war die Ursache des Schepperns schnell gefunden: der Lagesensor. Ein Metallkugel schließt in einem kleinen Gehäuse lageabhängig Kontakte. Durch den Sturz hatte sich die Gehäuseabdeckung des Sensors gelöst und polterte samt Kugel durch die Innereien.

Die Platine besitzt auf der Oberseite weiter noch den Temperatursensor, einen Uhrenquarz, einen Summer und die Anschlüsse für Batterie, Tasten und die Hintergrundbeleuchtung des Displays.

Auf der Rückseite befindet sich der vergossenen Uhrenbaustein, ein paar Treibertransistoren für die Hintergrundbeleuchtung und die Anschlusspins für das Display.

Die Kontakte des Lagesensors und die Metallkugel habe ich mit etwas Kontaktreiniger behandelt und das Sensorgehäuse wieder fixiert.
Nach dem Zusammensetzen des Gerätes funktionierte der Wecker wieder tadellos. Beim Einlegen der Batterien zeigt sich für ca. 2s die Komplexität des verwendeten Displays:

Alle Modi werden durch Drehen wieder angezeigt:

... zumindest bisz zum nächsten Wecken ;-)

Während der Entwicklung analoger oder digitaler Schaltung braucht man oft nur feste Spannungswerte bei der Stromversorgung. Bei Microcontrollern nutze ich meist 5 V, bei analogen Schaltungen 12 V, bei Operationsverstärkern auch gerne mal symetrische Spannungen, also ±12 V.

Eine Entwicklung mit 5 V und ±12 V nahm bisher zwei meiner einstellbaren Labor-Netzgeräte in Beschlag: ein Farnell LT30-2 für die ±12 V und ein EA-3004 für die 5 V.

Um den Aufwand zu senken, brauchte ich ein Festspannungnetzgerät.

Anforderungen:
- Festspannungen: 5 V und ±12 V
- Strom: min. 1 A bei 5 V und 12 V und min 0,5 A bei -12 V
- kompakte Abmessungen

Kompromisse:
... ergeben sich aus der Forderung kompakter Abmessungen. Das Gerät soll in einem Alu-Schalengehäuse untergebracht werden, mit Innenabmessungen von ca. 100 mm x 160 mm x 50 mm. Auf der Frontplatte ist kein Platz für Anzeigeinstrumente, um z.B. den Strom zu kontrollieren. Das Netzteil muss demnach gegen Überlastung geschützt sein.
Eine lineare Regelung wäre schwierig im Gehäuse unterzubringen. Durch die drei geforderten Spannungen, wären entweder 2 Trafos notwendig gewesen oder der 5V Linearregler hätte sehr viel Energie in Wärme umsetzen müssen, was entsprechende Kühlmaßnahmen voraussetzt.

Nach Abwägung von Anforderungen und Kompromissen entschied ich mich für ein Open-Frame-Schaltnetzteil: Artesyn LPT42. Es liefert bei 5 V bis zu 4 A, bei 12 V bis zu 2 A und bei -12 V die geforderten 0,5 A, und das bei passiver Kühlung.

Bei der Frontplattengestalltung habe ich auf die bewährte Technik mit aufgeklebten, laminierten Farbausdruck gesetzt:

Beim Verkabeln habe ich die Leitungen zur Frontplatte etwas länger gelassen, damit die Frontplatte abnehmbar bleibt, ohne das gesamte Gehäuse zu demontieren.

Das Netzteil fordert laut Datenblatt ein Mindestlast von 0,4 A an 5 V, damit die Regelung arbeiten kann. Da es normalerweise nicht für meine Art der Anwendung gedacht ist, sondern zum Einbau andere Geräte, die diese Grundlast bereits liefern, musste ich einen "Dauerverbraucher" in Form eines Leistungswiderstandes einbauen. Wie sich herausstellte genügen auch rund 0,2 A, die durch einen 22 Ω/5W entnommen werden.

Vor dem Verschließen des Gehäuses, habe ich noch die Ausgangsspannung abgeglichen.

Hier die Ergebnisse:

Zur besseren Wärmeabfuhr ist das obere Gehäuseblech als Lochblech ausgeführt. Der Effekt wird durch einen Berührungsschutz gegen Hochspannung im hinteren Gehäusebereich geschmälert. Dort habe ich eine dickere Kunststofffolie eingebracht, um unbeabsichtiges Berühren netzspannungsführender Teile zu vermeiden.

Lasttest:

Als Last dienen mir zwei KFZ-Leuchtmittel.
Eine 21 W Birne belastet den 12 V-Ausgang mit ca. 1,6 A und lässt die Spannung auf 11,4 V sinken.
Eine H1-Leuchtmittel - Abblend- und Fernlicht habe ich verbunden - belasten den 5 V-Ausgang mit 5,5 A und lassen die Spannung auf 4,87 V sinken.

In Summe wird das Netzgerät damit mit 46 W belastet. Das sind 6 W mehr, als das Datenblatt für eine passive Kühlung empfielt.
Die Temperatur im Inneren steigt dabei binnen 10 Minuten von ca. 20°C knapp 60°C und blieb dann nahezu konstant.

Eine Messung der Restwelligkeit ergab 50 mV bei 5 V und 120 mV bei 12 V und lag damit Rahmen der Angaben des Datenblattes.

Die elektrischen Anforderungen sind damit mehr als erfüllt. Einem Betrieb mit den geforderten Belastungen sollte nichts im Wege stehen.
Die äußeren Abmessungen von 102 mm x 200 mm x 70 mm erfüllen ebenfalls meine Anforderung der Kompaktheit.

Wie im letzten Fall (Reparatur Miele G646SC PLUS) hörte die Maschine nicht mehr auf abzupumpen. Wieder gab es zwei Möglichkeit: defekter Schwimmerschalter oder Wasser im Auffangbecken wegen einer Undichtigkeit.
Also, wieder Maschine ausbauen, öffnen und nachschauen.

Ergebnis: Wasseraustritt - trockenlegen und ab in die Werkstatt.

Das Wasser trat an einem Magnetventil am Wassereinlauf aus.

Durch Lösen des oberen und unteren Schnappverschlusses und Abziehen der Verkabelung, kann das Ventil vorsichtig horizontal herausgezogen werden.

Die Dichtung und auch der Dichtungssitz wiesen Ablagerung auf, die erst mal entfernt wurden. Aber das verursachte nicht die Undichtigkeit, denn nach dem Einsetzen des gereinigten Ventils trat noch mehr Wasser aus.

Entweder war die Dichtung im Laufe der Zeit geschrumpft oder das Gehäuse hatte sich unter dem ständigen Druck gedehnt. Eine neue Dichtung musste beschafft werden. Die Maße der Dichtung waren etwa 10 x 3 mm.

Bei diversen Miele Ersatzteilhändlern im Netz habe ich jedoch keine einzelne Dichtungen dieser Art finden können. Magnetventile mit Dichtung kosten weit über 100 € und schieden daher aus.

Es lohnte sich, nach Dichtungsherstellern oder -händlern zu suchen. Fündig wurde ich bei der Firma IR Dichtungstechnik, die vorteilhafterweise auch in Kleinmengen und ohne Mindestbestellwert liefert - sehr sympatisch!

Da es schwierig ist, die notwendigen Maße einer neuen Dichtung zu ermitteln, habe ich je 2 Dichtungen (falls eine beim Testen kaputt geht) verschiedener Größen, knapp oberhalb von 10 x 3 mm bestellt. Keine große Investition, da es nur Cent-Artikel sind. Wichtig ist, beim Material auf den Temperaturbereich zu achten. Der Spülgang mit der höchsten Temperatur ist mit 75°C angegeben.

Passend war eine Dichtung mit den Maßen 10 x 3,5 mm (links, rechts die alte Dichtung):

Nach dem Einpassen des Ventils und Anstecken der Verkabelung, zeigte ein mehrere Probe-Spülgänge bei geöffnetem Gehäuse, dass die Verbindung nun wieder dicht ist.

Die meiste Arbeit war mal wieder, die Maschine in die Küchenzeile einzubauen.
Die Kosten der diesmaligen Reparatur - falls ich die zu viel gekauften Dichtungen nicht mehr brauche: 4,80 €.

Seit dem letzten Post ist ein halbes Jahr ins Land gegangen. Keine untätige Zeit, denn ich habe die Amateurfunkprüfung Klasse E abgelegt und darf nun unter dem Rufzeichen DO7CMA auf den zugelassenen Bändern als Funkamateur tätig werden.

Daraus ergeben sich natürlich auch neue Betätigungsfelder im Elektronikbereich. Und so baute ich als erstes

... eine 160 Watt Dummy Load.

In der Regel strahlt ein Sender seine Nennleistung über eine Antenne ab. Im Amateurfunk sind festgelegte Betriebsregeln einzuhalten, wie z.B. das Begrenzen unerwünschter Aussendungen auf ein Minimum.
Möchte man Messungen am Senderausgang vornehmen, empfielt sich daher der Einsatz einer künstlichen Antenne, also einer Ersatzlast (engl. = dummy load). Die maximal mögliche Ausgangsleistung des Endverstärkers erreicht man bei Leistungsanpassung. D.h. Innenwiderstand des Verstärkers und der der Last sind identisch.

Amateurfunksender haben üblicherweise eine Ausgangsimpedanz von 50 Ω. Diesen Wert soll auch der Dummy Load haben. Die Eigenkapazität und -induktivität sollte möglichst gering sein. Der Einsatz von Drahtwiderständen scheidet daher aus.
Die preiswerteste Möglichkeit bietet sich durch die Parallelschaltung von Metallschichtwiderständen. So ergeben 54 parallelgeschaltete Widerstände mit R = 2k7 und P = 3 W die benötigten 50 Ω und eine Nennleistung von 162 W.

Materialliste:

54x Metallschichtwiderstände 2k7, 3 W, 5% (ca. 13 €)
1x doppelseitig Cu-beschichtetes Basismaterial 160 x 100 mm (2,20 €)
1x einseitig Cu-beschichtetes Basismaterial 75 x 100 mm (1 €)
1x SO 239 Einbaubuchse (0,50 €)
4x M3x10 Flachkopfschrauben inkl. Muttern und Unterlegscheiben
ca. 40 cm Silberdraht oder Kupferdraht.

Aus dem beidseitig beschichteten Basismaterial habe ich folgende Teile Ausgeschnitten:

Zum verdeutlichen der weiteren Schritte, hier schon mal das Endergebnis:

Die Widerstände werden beidseitig im Zick-Zack angeordnet, so bleibt die Induktivität gering.
Als Bohrschablone habe ich eine gleichgroße Lochrasterplatine benutzt und mit etwas Klebeband fixiert.

Zum Trennen von Masse und Mittelleiter habe ich einen etwa 1 cm breiten Streifen der Cu-Beschichtung abgefräst. Es wäre einfacher gewesen, eine entsprechende Vorlage zu erstellen und die Aussparungen wegzuätzen.

Es folgt das beidseitige Bestücken:

Anschließend können die beiden Teile ineinander gesteckt werden. Man erkennt oben die Aussparung für den Mittelleiter der SO 239 Buchse.

Es fehlt noch die Deckplatte, die ich aus einfach beschichtetem Material ausgeschnitten habe. Mittig erhielt die Platte eine 10 mm Bohrung. Die vier 3,2 mm Löcher zum Befestigen der Buchse habe ich erst zum Schluss durch die Befestigungslöcher der Buchse gebohrt.

Damit die Buchse bündig mit der Deckplatte an der Unterseite abschließt, musste ich eine ca. 3 mm dicke Unterlage für die Buchse herstellen. Dazu habe ich ein Stück Kupfer (flach geschlagenes Kupferrohr) mit den Maßen 28 x 28 x 3 mm udn einer mittigen 16 mm Bohrung hergestellt.

In den Ecken befinden sich noch jeweils vier 1 mm Bohrungen, zwei jeweils im Abstand einer Leiterplattendicke. Sie dienen später zum befestigen an den Widerstandsplatten und als Masseverbindung.

Am Mittelleiter der SO 239 Buchse habe ich vier Silberdrähte verlötet und so auseinander gebogen, dass beim Aufsetzen der Widerstandsplatten in jeden Quadranten ein Draht zu liegen kommt.

Durch die Löcher in den Ecken kam ein Stück Silberdraht in Form eines Bügels, dessen Enden jeweils auf einer Seite der Widerstandplatte zum Liegen kam und dort verlötet wurde. Damit war die Masseverbindung hergestellt.

Abschließend wurden die Innenkanten mit dem Silberdraht des Mittelleiters verlötet. Damit waren die Widerstandsplatten mechanisch und elektrisch stabil verbunden.

Eine dreiminütige Belastung mit 100 W führte zu einer Temperatur von ca. 40 °C an den Widerständen.
An der Buchse war ein Widerstand von 49,9 Ω zu messen. Sobald ich ein passendes Weißblechgehäuse aufgetrieben habe, erhält der Dummy Load noch eine Auskopplung, um Messgeräte (z.B. zur Modulationsmessung) anzuschließen.

Philips Senseo ® HD 7810 die Zweite

Innenansichten: Wavetek Model 142

Ein dicker Brummer: Trennstelltransformator LTS 006

Wer misst, misst Mist!

LED Platinenbelichter (1)

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Ein Display für den Raspberry Pi

Gehäusebau mit Profilen

Granular Synth

Saleae Logic Analyzer

Der BIOS Update Stick

Thin Client Tuning

Analog Synth Nachbau - Weird Sound Generator

Innenansichten: IKAE Löttorp Wecker

Festspannungsnetzgerät 5 V und ±12 V

Reparatur Miele G646SC PLUS: kleine Dichtung, große Wirkung

Bau einer künstlichen Antenne

... eine 160 Watt Dummy Load.

Materialliste: