Kategorie-Archiv: Elektronik

China Panelmeter Strommessung

Noch vor wenigen Jahren kostete ein einfaches unbeleuchtetes LCD-Panelmeter mit Spannungsmessung +/-199mV mehr als 10 Euro.
Das hat sich glücklicherweise geändert, da man dank der Globalisierung nun auch als Endkunde direkt aus China solche Module bestellen kann.

Eine Sorte Panelmeter ist besonders interessant, da diese neben der Spannungsmessung zusätzlich gleich noch Strom messen kann. Die neuen Panelmeter brauchen auch keine galvanisch getrennte Stromversorgung mehr, was ebenfalls ein großer Vorteil ist.

china Panelmeter

Bei manchen Angeboten liest man von Ungenauigkeiten bei der Messung von kleinen Strömen, was dazu führte das die angelandeten Module erstmal (was man bei aller China-Elektronik sowiso tuen sollte) auf dem “Meßplatz” geprüft wurden.
Aufgrund eines Versehens habe ich die Module doppelt bei verschiedenen Händlern bestellt, und ein paar Wochen später erstaunt zwei unterschiedliche Baugruppen in den Händen gehalten, die auf den ersten Blick identisch aussahen. Doch die Anordnung der Stecker war verschieden, und wie sich zeigen sollte ist das nicht der einzige Unterschied gebleiben. China Panelmeter Strommessung weiterlesen

Weiterführende Informationen zur “china-hakko-T12-lötstation”

Wer einen Defekt in der Analog-Elektronik hat oder sich aus anderen Gründen für die Schaltung der Lötstation interessiert, der findet hier den Schaltplan:

http://ixbt.photo/?id=photo:1123131

Bei meinen Platinen war der Chip unbeschriftet oder abgeschliffen, ich habe jedoch herausgefunden das es sich um den STC 15F204EA Mikrocontroller handelt. Das ist ein 8051 kombatibles System on Chip.

Eine kleine Auflösung um das Rätselraten über die Bedeutung der Punkte auf der 7Segment-Anzeige liefert ein Angebot auf Aliexpress:
Mini STC soldering station display dots

Ein mehrsekündiges Drücken auf den Taster im Drehencoder öffnet außerdem ein zusätzliches Einstellungsmenü.

Eine Übersicht welche Lötspitzen es in der T12 Bauform gibt findet sich auch noch:
T12 Loetspitzen

Dabei muss man natürlich immer im Hinterkopf behalten, das die besonders schlanken Spitzen wie die J02 oder I, ILS oder BC1 durch den kleinen Querschnitt zwischen Heizelement und Spitze eine schlechte Wärmeleitfähigkeit besitzen und somit problematisch sein können beim Anlöten von Bauteilen die ein Pad an einer Massefläche haben.

Noch ein Nachtrag:
Die 3d-Konstruktion und die Oberflächenmodelle habe ich noch hochgeladen:
china-hakko-t12-gehaeuse.zip [1MB]
Die 3D Dateien stehen unter der cc-by-sa Lizenz.

Ich habe folgende zusätzlich zum Kit von ebay noch folgende Teile von Reichelt Elektronik verwendet:

Trafo art nr. EI66/23 118
KAZU 5R2 Kabelzugentlastung
Brückengleichrichter FBU4G
2x1000uF Siebelko 35V
Eurostecker-anschlusskabel
Wippschalter 1polig aus z.b. reichelt WIPPE 1801.6102

Halbautomatische Leiterplattenbohrmaschine (1)

Nach einiger Zeit habe ich wieder die Notwendigkeit kleine Bauteile auf Leiterplatten zu löten.
Praktisch ist es dann natürlich, wenn die Leiterplatten schon die passenden Leiterbahnen besitzen, zumindest wenn man mehrere gleiche braucht.

Also habe ich mal wieder die ganzen Sachen die man dazu braucht ausgemottet und war auch soweit erfolgreich damit, doch dann war da ja wieder das Elend mit den vielen kleinen Löchern die da zu bohren sind.
Schnell sind es mehrere hundert, und dann verkrampft man auch leicht, und bohrt löcher nicht rechtwinklig, und überhaupt macht das alles nicht so viel spaß.
Man müsste zumindest eine Maschine haben, die die Bohrmaschine hält, und auf Knopfdruck schön senkrecht das Loch bohrt.

Das wäre wirklich toll so eine Maschine zu haben. Nun. Also. Ach egal, bau ich eben eine.

Das Projekt hatte einige Zeit zu reifen, und entwickelte sich über die letzten Monate.
Ich habe mir so etwas ähnliches wie eine Ständerbohrmaschine mit Automatischem Vorschub vorgestellt, aber natürlich viel viel kleiner, und dann schön mit Licht, und die blöden Späne kann es ja auch gleich wegpusten….

Also dann mal los.

Zunächst gehts los mit einem kleinen Kastengehäuse, wo die Luftpumpe und Elektronik und was noch so anfällt unterkommen muss. Das Holz ist gebraucht und hat deshalb einige Löcher.

Da drauf muss ein Deckel. Der trägt dann die Bohreinrichtung, also muss da irgendwie sowas wie eine Halterung drauf.
Die Halterung besteht auch aus Sperrholz und wird in den Deckel eingesteckt und verklebt. Daher müssen da Schlitze hinein. Dazu bohre ich eine Reihe löcher und entferne dann die Stege dazwischen mit dem Stechbeitel.

Aus China kam ein kleiner Motor mit einem noch viel kleineren Bohrfutter.
Ich erinnerte mich irgendwo im Internet Gleiter gesehen zu haben, die auf Alumuniumstrangprofilen laufen.
Das könnte doch als Linearführung für mein kleines Maschinchen auch funktionieren. Natürlich kleiner.

Ich habe im CAD einen Halter entworfen, an den 3 Pads geschraubt werden die in den Nuten des Strangprofiles laufen. Durch Unterlegen von einzelnen Papierblättern kann ich die Gleiter spielfrei einstellen.

Nach oben und unten muss dann auch noch gefahren werden. Ich versuche das mal mit einem Servo und Zahnstange und Zahnrad aus dem 3d-Drucker. Das Zahnrad zeichnet FreeCAD mit der InvoluteGear Funktion, aber Zahnstangen kann es nicht. Habe ich dann einfach mal so grob hin improvisiert und offenbar ganz gut getroffen. Passt.

Auf dem Foto sieht man auch schon so grob, wie das mal zusammen gehören soll.

Für die Optik bekommt das Gehäuse Hammerschlaglack.

(Fortsetzung folgt)

ernsthafter Gleichrichter

Einige Zeit (~10 Jahre) zurück liegt die Idee zu diesem elektrischen Verbrechen:

Es ist ein Gleichrichter, der aus 9 Stück zusammengeschalteten 35A Brückengleichrichtern besteht.
Dabei habe ich durch die spezielle Verkabelung zu jedem einzelnen Gleichrichterbauteil die gleiche Länge an Kupferdraht verwendet. Ist die Zuleitung länger, ist die Ableitung um den selben Betrag kürzer.
Alles zusammen ist als 3 einzelne Reihen mit je 3 Gleichrichterbrücken an jeweils 6mm² Kupferkabel angelötet, zu jeder einzelnen Brücke führt 2,5mm². Die 3 Reihen sind dann jeweils mit einem Ringkabelschuh auf eine große Klemmschraube zusammengeschraubt.

Den Gleichrichter hatte ich am (Elektroden-)Schweißgerät angeschlossen und eine große Batterie gekitzelt.
Will man jedoch für längere Zeit auch nur den halben möglichen Strom übertragen, wird schnell klar das der Kühlkörper ohne einen Lüfter vollkommen unterdimensioniert ist.

Da ich für ein Projekt Vierkantrohre schweißen wollte, hatte ich das ganze Zeug zum schweißen wieder mal zusammengesucht. Seit dem Umzug habe ich es noch nicht wieder benutzt gehabt.
Dabei ist mir das Teil hier wieder in die Hände gefallen und ich habe bei der Gelegenheit die Verkabelung noch mit den weißen Kabelhaltern verbessert, denn dieser Gleichrichter ist ein ein ewiges Dauerprovisorium geblieben.
Geschweißt hatte ich diesmal aber ohne Gleichrichter, einfach mit Wackelsaft (Wechselstrom).

china-hakko-T12-lötstation

Nach der Lötstation mit den teuren Weller-Heiz/Lötspitzen habe ich nun noch einmal etwas neues probiert.

china-hakko t12 loetstation

Man kennt ja die chinesischen Hakko-T912 Lötspitzen clone, sowie die dazugehörigen Lötspitzen, die außerordentlich billig sind. (Dauerlötspitzen um 1 Euro).

Leider haben die chinesischen Kopien einen gravierenden Nachteil, und das sind die Fertigungstoleranzen. Weil die größer als beim Japanischen Original sind, hat man einfach aus der Passung von Keramikheizelement und Lötspitze eine Wurfpassung gemacht.

Sehr schön zu sehen in diesem Video aus Australien: EEVblog #596

Das macht natürlich alles nicht viel Sinn, doch es gibt ja noch Alternativen: Die Chinesen bauen auch die Hakko-T12 Lötspitzen nach, und diese haben das Heizelement in der Lötspitze integriert. Hier sollte also kein solcher Luftspalt zwischen Heizung und Düse sein.

Ich habe mir für 16 Euro ein Set mit “digital” Controller bei ebay aus china bestellt und zusammengebaut. Bei 20V ist die Heizleistung etwa 35..40W. Im vergleich zu meiner alten Elv LS-50 Lötstation lötet dieses chinesische Set ziemlich gut.
Es ist richtiges Silikonkabel dabei, der Griff ist handlich, wenn auch nicht so fein wie bei der Ersa iCon.

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Arduino Mega 2560, AMS1117, ATMega CPU. Teil 2 – Firmware

Nachdem nun mechanisch alles in Ordnung gebracht wurde, kommt der zweite kniffelige Teil.

Mein Arduino Mega war noch über Seriell ansprechbar, daher wird hier nur die CPU selbst beschrieben, nicht der USB-Seriell-Wandler (Atmega18U2, CHG340 oder was eben so auf dem Board ist)

Es wird benötigt: Ein Programmer für Atmel 8-bit CPUs.
Software, Arduino IDE.

Ich habe folgende Tools:
UsbASP (fischl.de) als Programmer
AVR8-Burn-o-Mat als Frontend
Arduino-IDE 1.06 “classic”
Google :)

Neben der CPU sieht man einen ICSP-Anschluss aus einer 3×2 Pfostensteckerleiste. Das ist standartisiert, wer dazu noch keinen Adapter hat kann sich das googeln.

Die CPU ist nun noch komplett nackig, es fehlt der Arduino Bootloader und die passende Konfiguration in den Fuses-Registern.

Also ran an den ISCP-Anschluss, auf Pin1 aufpassen und UsbASP anschließen.
AVR8-Burn-o-Mat starten (Unter Linux: als Root, sonst hat das Programm keinen zugriff auf /usr/bin/avrdude, ggf. config anpassen um den korrekten Pfad zu ARVDUDE einzutragen. AVRDude wird dann auch als Root ausgeführt was wichtig ist für den Zugriff auf die USB-Hardware).

Zunächst müssen die FUSES gesetzt werden. Der Prozessor ist noch langsam und es ist zu empfehlen den Jumper für langsame Prozessoren am UsbASP zu stecken.
Google liefert dazu diesen Treffer:

http://www.codingwithcody.com/2011/04/arduino-default-fuse-settings/

Arduino Mega 2560
Low Fuse 0xFF
High Fuse 0xD8
Extended Fuse 0xFD

im AVR8-burn-o-Mat wählt man also den AVR-Type ATmega2560 aus, daneben ist der Button “Fuses”.
Der öffnet ein Dialogfeld mit vielen optionen.
Da wir schon wissen welche Hexwerte gebraucht werden wird der Reiter “Fuse HEX Editor” gewählt und die 3 Werte eingetragen.

Apply anklicken, dann oben “write Fuses”.
Die Ausgabe von AVRDUDE im Programmfenster beobachten, ob es geklappt hat.

Nun alles einmal abstecken und wieder anstecken, damit der Prozessor neu startet, am UsbASP den Jumper 2 wieder entfernen, sonst dauert das schreiben des Bootloaders sehr lange.

Jetzt kann das AVR8DUDE wieder zugemacht werden.
Wir brauchen nun die Arduino-IDE. (unter Linux wieder als Root)

In der Arduino IDE nun im Menü Tools wieder das Board “Arduino Mega2560″ auswählen. Dann den Programmer UsbASP auswählen, und im Menü Tools “Bootloader installieren” starten.
(Ausgabe in der Statusleiste beobachten)

Nun ist der Arduino Mega wieder einsatzbereit und kann ganz normal über die IDE per “upload” programmiert werden.

Arduino Mega 2560, AMS1117 Spannungsregler und CPU Teil 1

Nun wieder mal was neues..
Ich hatte mich HIER ja bereits zu dem ganzen Ärgernis ausgekotzt.

Nun habe ich zwei tote Arduino Mega hier liegen, und gestern kamen aus China neue CPUs. Die kosteten etwa 4,70 E pro Stück, während die hier für 11,50 feilgeboten werden. Für 7,40 E gibts aus China einen komplett neuen Arduino Mega.

Aber es geht ja ums Prinzip, wegwerfen kann ja jeder.

In beiden Fällen ist bei meinen Arduinos die CPU zum Teil gestorben, der ADC ist kaputt, die CPUs verbraten viel mehr Strom als sie dürfen und erhitzen sich entsprechend.

Ursache ist in beiden Fällen die Stromversorgung gewesen. Beim Teilnehmer 1 habe ich die Beleuchtung des angeschlossenen Displays stark flackern sehen als der Atmega kaputt ging. Der Spannungsregler fing an zu schwingen.
Daraufhin habe ich am Ersatzboard noch einen zusätzlichen Kondensator (0805-SMD) direkt an die Beinchen des Spannungsreglers gelötet. Außerdem wurde auf die Platinenunterseite direkt auf die Durchkontaktierungen ein kleiner Kühlkörper geklebt. Die Eingangsspannung wurde schon im Sommer von 12 auf 10,5V gesenkt um die Verlustleistung zu begrenzen. Im prinzig ging es dem Regler also gar nicht so schlecht.

Der zweite Teilnehmer hat nur ein paar Tage durchgehalten, da hatte der Spannungsregler dann gleich komplett auf Durchzug geschaltet und die 10,5V auf die 5V-Elektronik gebrückt. Das hielt auch gar nicht lange an, denn nach kurzer Zeit sprengte sich der vorgeschaltete Schaltregler mit einem lauten Knall in die Luft.

Wegen der hohen Spannung hatte diesmal nicht nur der Atmel-CPU einen Schaden, sondern sind auch 4 Motortreiber kaputt. Leider waren da auch teure Silent Steptick dabei. Also 40-50 Euro Schaden und der Aufwand das ganze Elend wieder instand zu setzen.

Also gestern den ersten kaputten Arduino mega zur Brust genommen.
Als kleine Schwierigkeit ist noch zu erwähnen, das der Chip 100 Anschlüsse hat, die sehr eng zusammen liegen.

Hinweis: Bitte denkt an statische Aufladung beim Hantieren mit den CPUs. Wenn ihr keine geeignete Arbeitsumgebung (ausreichend hohe Luftfeuchte, Baumwollklamotten, unlackierter Holztisch, keine Plastestühle) habt, dann Anstistatikmatte, Armband und so nicht vergessen)

Nun zur Instandsetzung: Wie bekommt man das Ding überhaupt herunter, ohne die Leiterplatte zu beschädigen.
Es gibt zwei praktikable Methoden:
Methode 1: Vorwärmen und dann mit Heißluft alle Löstellen auf einmal flüssig machen. Dazu braucht man eine spezielle Düse oder gleich die ganze Reworkstation, ich habe beides nicht.
Dann bräuchte man eine Siebdruckmaske um Lötpaste aufzubringen und könnte es mit Heißluft wieder verlöten.
Deshalb habe ich die archaische Methode 2 angewandt:
Abflexen von 3 Pinreihen direkt am Chip mit dem Stabschleifer (Dremel ect) mit mini-Trennscheibe. Aufpassen das man nicht bis auf die Platine kommt.
Die vierte Reihe kann man dann mit viel Zinn benetzen und über die ganze Breite auf einmal ablöten. Mit Entlötlitze die ganzen Reste entfernen.

Dann muss der neue drauf. Eine Ecke ist etwas mehr schräg “abgeflacht” als die anderen 3, das dient als Orientierung für die richtige Montagerichtung.

Ein kleines Pad verzinnen, den Chip auflegen und positionieren und ein Beinchen anlöten. Kontrollieren ob alles fluchtet. Dann ringsherum reichlich Flussmittel auf die Beinchen auftragen und mit Lötzinn alles anlöten. Es werden sich bei unter 0,5mm Abstand eine Menge Lötzinnbrücken
bilden, was sich nicht vermeiden lässt.

Nun mit Entlötlitze alles überflüssige Zinn entfernen. Dann alles mit dem Mikroskop kontrollieren. Mit bloßem Auge kann man das gar nicht sehen ob alles passt. Ich habe zum Beispiel dieses olle Beinchen nicht gesehen, weil je nach Licht/Blickrichtung es nicht geglänzt hatte.
Die kleinen Strukturen sind leider schon recht nah an der optischen Auflösung unserer Augen. Gesehen habe ich nur den Versatz der Beinchen auf einer Seite.

Mit dem Auge sieht man etwa das hier:

Mit dem Mikroskop dann schon eher das hier:

Da hing wohl ein abgetrenntes Beinchen noch in der Entlötlitze, und hat sich zurück auf die Platine gemogelt.

Fehler dann entsprechend nochmal nacharbeiten, wenn nötig direkt unter dem Mikroskop.

Nun mal vorsichtig mit dem Labornetzteil mit Strombegrenzung bei 50mA das Teil an den Strom bringen. Geht das Netzteil in Strombegrenzung ist noch was faul.

Würth(Bosch) Schrauberakku Stecker

Um den 3S Lithium-Akku vom Würth-Schrauber für andere Dinge mitzuverwenden, habe ich einen Stecker für den Akku gebaut.

Zu Beachten ist hier, das die Akkus über keine Elektronik verfügen und deshalb manuell darauf geachtet werden muss, die Dinger nicht tiefzuentladen.

Beim Anschluß einer LED-Lampe sorgt aber bereits die Flußspannung der LEDioden dafür, das das Licht ausgeht wenn der Akku leer ist. Dann kann er wieder im originalen Ladegerät aufgeladen werden.

Im Stecker befindet sich eine hochkomplizierte Schaltung, die sicher keiner weiteren Erklärung bedarf.

Unten kommt dann noch ein Deckel drauf.

Magnetische LED Lampe

Weil es auf der Arbeit in den dunklen Kellern, in den alten Verteilschränken so dunkel ist, braucht es zusätzliche Beleuchtung.
Da die Schränke alle aus Blech sind, ist eine magnetische Befestigung der Leuchte natürlich vorteilhaft.

Aus der elektronischen Bucht habe ich sehr kleine starke scheibenförmige Neodym-Magnete mit 1mm Materialstärke und 5mm Durchmesser.
Außerdem habe ich schon hier und da dunkle Ecken mit LED-Klebestreifen aufgehellt. Also bietet sich das doch beides an, um miteinander verheiratet zu werden.

Als Kompromiss zwischen Helligkeit und Sperrigkeit habe ich 30cm als Länge bestimmt.
Die Magnete und der Klebestreifen brauchen natürlich auch eine Art Fassung. Nun stellt sich mal wieder heraus, das 3d-Drucker prinzipiell zu klein sind. Selbst mein Eigenbau hat im Moment nur 25x25cm Druckfläche. Doch mit der richtigen Ausrichtung, diagonal auf dem Druckbett, passen die reichlich 30cm dann doch noch gerade so hin.

Leiste für Magnetlampe
Die Konstruktion ist einfach und bedarf keiner weiteren Erklärung.

Magnetische LED Lampe weiterlesen

Ladestation für das neue Telefon

Nachdem mein Smartphone, der Palm Pre langsam immer mehr Obselet wird (sei es die fehlende Rechenleistung des Single-Core ARM Prozessor beim Ausführen der überbordernden Javascripte auf den Internetseiten, oder die in die Jahre gekommene Software), musste schweren Herzens doch mal was neues her.

Es wurde ein Chinese, Jiayu S3 advanced.

Das Ding kann alles was zur Zeit so üblich ist. Naja. Fast alles. Zum Beispiel kabelloses Aufladen, das kann es nicht. Und wenn man das vom Palm seit einer Ewigkeit gewöhnt ist, fühlt es sich wie ein technischer Rückschritt an.

Deshalb habe ich zumindest erstmal eine Halblösung umgesetzt. Eine Ladestation. Ein normales MikroUSB-Kabel in eine Halterung eingeklebt. Beim einstecken des Telefons in die Halterung wird automatisch der Stecker ins Telefon gesteckt und das Teil lädt.

Diesen Standlader habe ich im CAD konstuiert und mit dem CTC Drucker in ABS ausgedruckt. ABS weil es weicher ist und somit weniger Spuren am Telefon bei häufigen Steckvorgängen hinterlasst.

Der stecker ist einfach mit Heißkleber eingeklebt.

Jiayu S3 Ladestation

Durch die Eigenkonstruktion konnte gleich die Dicke der Schutzhülle berücksichtigt werden, so das diese nicht stört.

HF Bauteile für Antennenanlagen

Neulich ist mir von einem alten Zweifachverteiler ein schlecht eingepresster Deckel herausgefallen und gab dem Blick auf seine inneren Werte frei.

btv zweifachvereiler

Man sieht das da etwas mehr drinn ist, als nur eine Lötverbindung zwischen den Buchsen. Kondenstoren trennen Gleichstrom ab, der kleine Ferrittrafo passt die Impendanz an, der Ringkern verbessert die Entkopplung der Ausgänge.
Für den reibungslosen Durchgang der Hochfrequenz sind die Bauteilverbindungen extra kurz gehalten und SMD Bauteile verwendet worden.
Diese Bauteile werden aus alten Antennenanlagen ausgebaut, weil sie nicht nach den neusten KlasseA Normen zertifiziert sind (die es zum Einbauzeitpunkt noch nicht gab).

Eingebaut werden neue Bauteile von Technetix.
Heute habe ich aus einem anderen Schrank ein letztes Jahr eingebautes Bauteil geweselt, weil dieses mechanisch beschädigt war.
Auf einer Seite war die Befestigungslasche abgebrochen und eine Fuge am rückseitigen Deckel war sichtbar. Also mal sehen ob man da reinsehen kann.

Man kann.
Dann sieht man folgendes:

btv zweifachvereiler
Es handelt sich um einen Einfach-Abzweiger, deshalb gibt es nur einen Ferritkern.

Die elektronischen Bauelemente sind bedrahtet, und mit ziemlich langen Drahtenden angelötet. Auf der rechten Seite ist ein Anschlußdraht nicht korrekt abgeschnitten und liegt signalführend auf der Massefläche.

So im direkten Vergleich sieht das ziemlich mies aus, das neue Zeug.
Aber es ist zertifiziert.

Arduino Mega und die Hitze

Zur Zeit ist es sehr warm hier.
Und diese hohen Umgebungstemperaturen verschlechtern natürlich auch die Wärmeabfuhr aus unseren elektrischen und elektronischen Geräten. Davon bleibt auch der 3D Drucker nicht verschont.

Als Elektronik für meinen selbstgebauten Drucker habe ich auf RAMPS 1.4 gesetzt. Dabei kommt eine fertige Mikrocontrollerplatine mit einem ATMEGA 2560 zum Einsatz, die im Arduino-Projekt als offene Hardware entwickelt wurde. Es ist also alles nötige “drumherum” fertig auf einer Leiterplatte, so daß man sich ganz auf die Projektbezogene Elektronik konzentrieren kann, wenn man ein Embedded-Projekt umsetzen möchte.
Über standartisierte Steckkontakte kann dann die weitere Elektronik angeschlossen werden.
An der Stelle kommt dann RAMPS ins Spiel, eine Erweiterungsplatine die alles enthält um die elektrische Peripherie eines 3D Druckers anzuschließen. Auf der RAMPS Platine befinden sich die Leistungsschalter für die Heizungen vom Druckbett und Heizdüse, und auch weitere Sockel für Motortreiber. Außerdem Anschlüsse für die Temperaturfühler und Endschalter.
Auch kann man ein Display anschließen. Und hier wird es interessant.

Die Arduino-Platine besitzt einen Linearregler um die 5V Spannung für die Elektronik zu erzeugen, und der setzt die Spannungsdifferenz zu den üblichen 12V in Wärme um. (Bei mir von einem Schaltregler aus der höhren Spannung von Heizbett und Motoren von ca. 30V erzeugt)
Da die Arduino-Leiterplatte mit SMD-Bauteilen bestückt ist, hat der Regler also nur die Kupferbahnen der Leiterplatte selbst zur verfügung, um seine Wärme loszuwerden. Das funktionierte ganz gut, so lange die Temperaturen angenehm waren.
Jetzt sitzt der da natürlich ziemlich eingeklemmt. Die RAMPS Erweiterung selbst wird ziemlich warm durch die Leistungstransistoren, und die Motortreiber heizen von oben und natürlich auch per Wärmeleitung über die Pfostenstecker zusätzlich ein. Dazu habe ich ein LC-Display angeschlossen welches für die Beleuchtung noch zusätzlich den Strombedarf auf der 5V Schiene erhöht.
Das war dann alles zu viel, der Spannungsregler erreichte seine Maximaltemperatur und der integrierte Übertemperaturschutz reduzierte den bereitgestellten Strom. Daher sank die Spannung. Sichtbar wurde das an der LCD Beleuchtung. Und natürlich stimmen dann auch die eingelesenen Werte der Temperaturfuhler nicht mehr.

Daher musste nun die Situation verbessert werden.
Bisher war nur ein kleiner 24V Lüfter mit 12V versorgt (wegen dem Lärm, da der immer mitläuft) auf der Rückseite mit einer Papierklammer “Foldback Clip” so hingetüddelt. Das ist natürlich nicht so optimal, weil in dem Leiterplattenstapel die unterste Platine mit dem Spannungsregler so fast gar nichts davon hat.

Das sah so aus:
kleiner 24V Lüfter kühlt RAMPS Elektronik

Nun muss das also besser werden:
Dazu habe ich zwei Dinge verändert. Die auftretende Abwärme beim linearen Spannungsregler ist direkt abhängig von der zu überwindenden Spannungsdifferenz. Also ist es günstig, diese zu reduzieren. Das könnte man mit einem Widerstand tuen, der aber jedes mal geändert werden muss, wenn man etwas umbaut und der Strombedarf auf der 5V Schiene sich ändert. Zu wenig Spannung vor dem Regler ist auch schlecht, weil diese Regler je nach Typ etwa 2V höhere Spannung am Eingang brauchen, um die Ausgangsspannung ordentlich einzuhalten.
Besser gehts mit Halbleiterdioden. In Durchlassrichtung hat man über jeder Silizium-Diode etwa 0,7V Spannungsabfall. Ein paar davon in Reihe reduziert die Spannung ein Stück, und nimmt damit ein Teil der entstehenden Wärme vom Spannungsregler und verschiebt sie dafür in die Dioden. Die Dioden halten höhere Temperaturen aus und brauchen keine speziellen Maßnahmem zur Kühlung.
Also 4 Dioden zusammengelötet und in die Zuleitung zum Arduino Mega eingeschliffen. So werden aus 12V dann 9V, und der Linearregler hat statt 7V nur noch 4V zu verbraten. So wird seine Verlustleistung fast halbiert.

Da ich damit keinen Schönheitspreis gewinnen muss, hab ich das einfach mal so hingetüddelt.
Dioden am Prusa I3

Und nun zur zweiten Maßnahme:
Die Verbesserung der Luftkühlung.
Um den Luftstrom besser an der Elektronik zu halten, habe ich eine Plexiglasscheibe zugeschnitten und über die Elektronik geschraubt. Zusätzlich gibts einen leisen 12V Lüfter mit 60×60 mm, der einen deutlich höheren Luftstrom erzeugt als der kleine Lüfter vorher. Der wird nun auch noch mit einem kleinen gedruckten Haltewinkel so montiert, das er auch die untere Leiterplatte im Stapel mit anbläst.

Mini-Luefterhalter
Der Drucker fertigt also seine eigenen Teile zur Verbesserung der Konstruktion. :-)

Fertig zusammengeschraubt sieht das dann so aus:

Mini-Luefterhalter

Die Instabilitäten der 5V Spannungsversorgung sind damit hachhaltig beseitigt.

Usb charger doctor


Für einen unerhört schmalen Betrag habe ich mir aus dem Reich der Mitte diesen kleinen Zwischenstecker schicken lassen, der Spannung und Strom an USB Geräten wechselweise anzeigt.

Ein vergleich mit einem Multimeter  ergab hinreichende Genauigkeit. Ehrlich gesagt war ich sogar positiv überrascht.

Interessanterweise ist die ganze Elektronik in einem IC konzentriert, von der verstärkung des meßsignals über einem 0,1ohm shuntwiderstand, der A/D wandlung, Takterzeugung bis zum multiplexen der 7segment Led Anzeige. Einen einzigen Transistor, einen Kondensator und 4 Widerstände gibts noch, sonst weiter nichts.

Feine sache um einen blick auf die Eignung von Usb Ladeadaptern für bestimmte Geräte zu haben

(Etwa ob es genug strom liefert und die spannung stabil ist)

Widerstand von Mikro-USB Ladekabeln

Ich habe vor ein paar Wochen einen neuen Tablet-Computer erworben, weil bei meinem alten das Display beim Öffnungsversuch gesprungen ist, nachdem der dick werdende Akku das ganze Gerät durchgebogen hatte.

Nun ist da jetzt ein 10000 mAh Akku eingebaut, und auch ein leistungsfähiger Octacore ARM SoC. Zusammen mit dem größeren 10″ Display sorgt das natürlich für einen gesteigerten Energiebedarf.

Das Tablet verfügt nur über eine mikro-USB-Buchse als Ladeanschluß. Hier müssen also mindestens 1 Ampere durch, damit das Teil in 10 Stunden mal vollgeladen ist. Der “Usb Charger Doctor” zeigt für das mitgelieferte Ladegerät eine Spannung von 5,3V und einen Strom von 1300mA an.

Da diese kleinen USB-Stecker ja ziemlich üblich als Ladeanschluß geworden sind, hat man also auch mehrer Ladekabel.
Nun kam der Tag, da war das Tablet zum Laden angesteckt, aber statt wie erwartet zu einer Erhöhung der Batteriestandsanzeige zu führen, wurde der Akku sogar weiter entladen.
Die Ursachen waren schnell erforscht. Einerseits liefern die Ladenetzteile nicht immer 5,3V, sondern auch mal nur 4,95V. Zum zweiten war eine handelsübliche USB-Verlängerung zwischengesteckt. Und zuletzt war nicht das mitgelieferte Ladekabel drann, sondern ein anderes im 10er Pack bei Ebay erworbenes.

Der Spannungsfall auf der USB-Verlängerung und dem Ladekabel verringerten den Ladestrom soweit, dass weniger nachgeladen wurde als das Tablet an Energie selbst verbrauchte.

Nun lässt sich ja in so einem kleinen Ladestecker schlecht ein Kontakt abgreifen um den Widerstand des Kabels meßtechnisch zu prüfen. Daher eine kleine Schaltmimik um der Sache auf den Grund zu gehen:

uUSB Ladekabelkontrolle

Links ist eine auf dem Rücken liegende Mikro-USB-Buchse, die auf dem Postweg etwas deformiert wurde und daher zum verbasteln verwendet wird. Deshalb auch der stabilisierende Draht über dem Blechgehäuse.
Die LED leuchtet, wenn 5V Spannung mit entsprechender Polarität anliegt. Der Schiebeschalter schaltet den 10 Ohm Lastwiderstand hinzu.
Dabei fließt im idealfall 0,5 A Strom.

An den beiden angelöteten Drahtenden oben links und unten rechts wird die Meßleitung eines Spannungsmessers angeschlossen. Mit dem kann man die Höhe des Spannungsfalls ermitteln.
Zum unterscheiden von guten und schlechten Ladekabeln reicht mitunter aber bereits die LED, deren Helligkeit möglichst konstant bleiben sollte, wenn man den Schalter betätigt.

Meine Erfahrungen: Das schlechte Ladekabel hat einen Widerstand von 2,2 Ohm pro Ader (also hin und zurück mit dem Ladestrom 4,4 Ohm).
Mit der kleinen Platine ist bei einer Spannungsquelle mit 5,1V eine Spannung über dem Lastwiderstand von 3,8 V übrig. Das ist sehr schlecht.

Gute Ladekabel erreichen 4,95V.

So lässt sich mit einem kurzen Blick aufs Multimeter aussortieren, welche Ladekabel keine sind und maximal als Datenleitung benutzt werden können.

Netzteil Testadapter

Zum testen von kleinen Steckernetzteilen mit DC-Hohlstecker habe ich eine kleine passive PoE Einspeiseweiche sekundärverwertet.

Immerhin hat man so schon mal ein Gehäuse und eine DC 5,5/2,1 Hohlsteckerbuchse nebst passendem Gehäuseloch. Um Platz zu schaffen habe ich die zwei RJ-45 Buchsen abgelötet.

Mit den Schraubkappen der 4mm Laborsteckerbuchsen kann man einen Lastwiderstand festklemmen, und nebenbei das Oszilloskop anschließen. So lässt sich über die Welligkeit der Ausgangsspannung im Lastzustand der Gesundheitszustand der Sekundär-Elkos abschätzen.

100mV Welligkeit bei Schaltnetzteilen sind normal.

Der Vorteil liegt hier darin, dass man das Netzteil nicht öffnen muss. Viele Steckernetzteile sind ja verklebt, oder mit “Sicherheitsschrauben” vesehen, die vor allem erstmal den Verkauf von neuen Schaltnetzteilen sicherstellen sollen, weil man sie zur Reparatur nicht öffnen kann.

Was es mit den zwei LED’s auf sich hat: Die beiden sind antiparallel angelötet über einen 2k Widerstand angelötet. Leuchtet die grüne, ist der mittlere Pin plus (das ist meistens so).
Leuchtet jedoch die Gelbe, ist es ein Netzteil mit Plus auf dem Außenkontakt.