Labortagebuch Januar 2012

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30.1.12: Lötzinn


Zu den Radiobaukästen kam folgende Frage: Ich möchte mir das UKW-Radio zum selbst Löten zulegen. Ich habe noch keine Erfahrung im Löten; daher die Frage: Welchen Durchmesser sollte der Lötzinn haben? Ich finde Größen von 0,35 bis 1,5mm.

Ich verwende am liebsten den 1 mm dicken Lötdraht. Und zwar im Hobbybereich nicht das bleifreie Lötzinn, sondern die alte Legierung Sn 60, Pb 40, weil damit viel leichter zu arbeiten ist. Siehe auch: Der kleine Lötkurs in ELEXS: www.elexs.de/loet1.htm

Lötergebnisse

Zwei Bausätze Retrorado Deluxe kamen diese Woche zu mir. Ich sollte mal analysieren, was schief gegangen war. Gerät 1 hatte ein Lötproblem. Hier wurde offensichtlich ein sehr grober Lötkolben zusammen mit nicht geeignetem Lötzinn verwendet. Vermutlich war es ein Lötzinn mit 60% Blei und 40% Zinn, das für Installationszwecke verwendet wird. Als Flussmittel wurde oft ein säurehaltiges Lötfett verwendet, völlig ungeeignet für Elektronik. 




Der zweite Bausatz war perfekt gelötet und extrem sorgfältig aufgebaut. Die Lötstellen haben eine glänzende Oberfläche und sehen sehr zuverlässig aus. Natürlich hat es mich interessiert, warum es trotzdem nicht funktionieren wollte. Schließlich kam heraus, dass das SMD-IC TDA7088 defekt war, der einzige beobachtete Fall bisher.




12.1.12: Gedruckte Spulen



Ich wollte untersuchen, ob man das UKW-Retroradio auch mit gedruckten Spulen aufbauen kann. In Eagle kann man solche Spulen mit spiral-coil.ulp erzeugen. Im Prinzip gibt es auch Berechnungen der Induktivität, aber insgesamt hat man zu viele Unsicherheiten, z.B. wegen der übrigen Leitungsführung und wegen der Streukapazitäten. Man müsste also mehrere Platinen bauen und mögliche Varianten testen.


Um einen groben Eindruck zu bekommen, habe ich daher vergleichbare Spulen mit 0,2-mm-Kupferdraht gebildet. Variationen der Windungszahl und der Größe sind damit schnell gemacht. Am Ende kam eine Spule mit 4 Windungen und einem äußeren Durchmesser von ca. 5 mm dabei heraus. Damit ließ sich das gesamte FM-Band abstimmen.


26.1.12: Gedruckte Spulen zweilagig



Ein Teil der Spule oben, der andre Teil auf der Unterseite, das sollte noch kleinere Spulen ergeben. Ein Modell einer solchen Spule habe ich auf einem Stück Lochrasterplatine gebaut. Um die Induktivität zu vergleichen, nehme ich eine justierte Spule aus dem UKW-Radio und messe zusammen mit Festkondensatoren die Resonanzfrequenz. Die Spulen lassen sich dann austauschen, und so hat man einen Vergleich. Der Oszillatorkreis hat offensichtlich bei 0 V Abstimmspannung eine Gesamtkapazität knapp unter 60 pF. Die Oszillator-Drahtspule muss etwas auseinander gebogen werden, um damit nahe an das untere Bandende zu kommen. Die gleiche Induktivität erreiche ich mit einer zweilagigen Spule, die auf einer Seite 2,5 Windungen und auf der anderen Seite 1,5 Windungen bei einem Außendurchmesser von 4 mm hat.



Um das auf der UKW-Radioplatine auszuprobieren, habe ich ein dünnes Loch in der Mitte der Spule gebohrt und dort den Draht mit einem Holzspan (Streichholz)  eingeklemmt. Danach konnte ich nacheinander die obere Spule und die untere Spule wickeln und anlöten. Weil die Mitte fest sitzt, kann die Spule auch nachträglich noch passend geformt werden.

Während die Oszillatorspule 2,5 + 1,5 Windungen hat, sind für den Eingangskreis 2,5 + 2,5 Windungen günstiger. In dieser Form arbeitet das Radio sehr gut. Spannend bleibt aber noch, ob das mit gedruckten Leiterbahnen genauso hinzubekommen ist.  


10.2.12. Testplatinen

Inzwischen ist die Idee in ein Platinenlayout umgesetzt. Es gibt insgesamt sechs Entwürfe mit unterschiedlichen Spulengrößen. Jetzt werden erst mal Musterplatinen bestellt. Nach meiner Schätzung müsste die beste Version etwa in der Mitte liegen. Hoffentlich passt es!

21.3.12: Muster sind angekommen


Spannend! Die Versuche zeigen folgendes: Mit der Oszillatorspule lag ich etwa bei Nr. 4 bis Nr. 6 richtig. Bei Platine Nr. 6 mit der größten Oszillatorspule und bei 3 V Betriebsspannung reicht der Abstimmbereich von 84 MHz bis 115 MHz. Das ist optimal, denn die Ränder kann man ja beliebig mit Widerständen am Abstimmpoti beschneiden. Nr. 5 und Nr. 6 haben die gleiche Oszillatorspule, aber unterschiedliche Eingangsspulen. Bei Nr. 5 lag die Resonanz etwas zu hoch, sodass im unteren FM-Band die Empfindlichkeit nicht optimal war. Bei Nr. 6 passte auch der Eingangskreis perfekt, sodass nun auch mein hoch geschätzter WDR5 bei 88,8 MHz gut reinkommt. Fazit: Das Layout mit den größten Spulen ist der Gewinner. Da habe ich ja gerade noch mal Glück gehabt, denn nach meiner Schätzung hätte es eher Nr. 3 oder Nr. 4 sein müssen.


10.1.12: Lithium-Akkus

Wolfgang Hartmann fragte: Bei Pollin gibt es gerade einen Li-Ionen-Akku zum Preis von 1,95. Warum hat ein solcher Akku 3 Anschlusspunkte? Und gibt es Batteriehalterungen für diese Akkus?  Damit wäre ja ein universeller Einsatz bei platzbeschränkten Kleinschaltungen möglich. Dann entsteht auch die Frage nach einem passenden Lade-Regler.



Diese Akkus enthalten eine Schaltung zur Absicherung gegen Tiefentladung, Überladen und Überstrom. Man braucht nur die äußeren Anschlüsse, der mittlere bleibt frei. Fertige Halterungen gibt es nicht, aber man kann sehr schön Kabel anlöten. Auch gebrauchte Akkus sind immer noch gut für kleine Verbraucher wie z.B.  Radios. Wenn ein Akku im Handy nicht mehr gut genug ist, liegt das vor allem am gestiegenen Innenwiderstand, der bei geringem Laststrom kaum stört. Die Selbstentladung bleibt sehr gering, sodass diese Akkus auch lange unbenutzt bleiben dürfen. In einem Kurzwellen-Retroradio habe ich einen alten Akku fest eingebaut. Er hat sich seit über einem Jahr gut bewährt. Zum Nachladen benutze ich ein Labor-Netzgerät und stelle es auf 4,1 V und 200 mA Strombegrenzung ein. Denkbar ist auch eine Ladeschaltung mit einem LM314, wie er schon für NiZn-Akkus verwendet wurde. Das Ladeverfahren ist ähnlich: Konstantspannung und Strombegrenzung.



Weitere Infos:
NiZn-Laderegler mit LM317T
Überspannungsschutz in Li-Akkus
Lithium-Akku reaktivieren
Mini-LiPo-Akku mit 50 mAh

Ladeschaltung,  von Erik Hermann

Ich hatte neulich den Fall, dass ein aus China gekauftes Gerät, welches mit einem Handy-LiIon-Akku arbeitet, diesen nicht auflud. Bei der Reparatur (Draht ab und Chip-Widerstand defekt), habe ich mir die Ladeschaltung angesehen. Versorgt wird das Gerät über ein USB Kabel. Die 5 V vom USB gehen über einen Widerstand direkt auf den Akku. Hier verlässt man sich zu 100% auf die interne Schutzschaltung. Was meiner Meinung nach keine gute Idee ist, deshalb werde ich bei Gelegenheit eine Ladeschaltung mit einem IC von LT nachrüsten.

Selbst an Kondensatoren hat der Hersteller gespart und verlässt sich auf den niedrigen Innenwiderstand des Akkus. Ist dieser entfernt, arbeitet die nachfolgende Schaltung (Radio, Bluetooth A2DP Empfänger und Endstufe) instabil. Irgendwo muss der niedrige Preis ja herkommen. Dafür kosten die Akkus nur 2 € inklusive Versand aus China.



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