Labortagebuch November 2017

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30.11.17: Morsetaste mit zwei Mikroschaltern



Diese Morsetaste verwendet zwei leichtgängige Mikroschalter aus einer Computer-Maus. Ja, genau dieselbe, die ich "repariert" hatte. Sie wurde leider doch wieder unzuverlässig und musste ersetzt werden. Die beiden Mikroschalter sind Umschalter. In der Maus wurden die Schließer verwendet, in der Morsetaste benutze ich die Öffner. Die beiden Paddles aus Platinenmaterial sind mechanisch vorgespannt und drücken die Knöpfe der Schalter, die damit öffnen. Mit den Fingern drückt man die Streifen nach innen und entlastet so die Taster, sodass sie schließen. Ein Test zeigt, dass man damit präzise morsen kann. Allerdings scheint mit der Kraftaufwand noch etwas zu hoch.

28.11.17: Reparatur einer Maus





Meine Maus hat mich geärgert. Ganz oft wurden Einzelklicks als Doppelklick weitergegeben. So kann man nicht arbeiten! Könnte da vielleicht ein Wackelkontakt in einer Lötstelle vorliegen? Auf die Gefahr hin, dass alles noch schlimmer wird, habe ich die Maus aufgeschraubt. Aber auch mit der Lupe war keine defekte Lötstelle zu entdecken. Zur Sicherheit habe ich aber trotzdem alle Lötpunkte an den Mikroschaltern und Tastern nachgelötet, schön heiß mit 400 Grad und mit bleifreiem Lot.



Dann wurde alles wieder zusammengebaut und getestet. Und siehe da, die Maus funktioniert wieder korrekt! Trotzdem werde ich mir mal Ersatz auf Lager legen. Die Maus habe ich ja noch mehr in der Hand als sogar den Lötkolben. Da ist es nicht verwunderlich, dass sie irgendwann mal schwächelt.

Tastertausch, von Sascha Bader

Recht oft liegen die Probleme beim Mausklick an den Tastern, die nach langer Zeit durch Verschleiß/Verschmutzung/Ermüdung aufgeben.
Ich tausche dann meist die Taster der rechten und linken Taste untereinander aus, da man die rechte Maustaste weniger oft braucht. So hat die Maus ein "Extraleben" gewonnen (-;

27.11.17: Hitzetoleranz einer LED



Kürzlich kam die Frage auf, ob eine als defekt gefundene LED durch zu heißes Löten kaputt gegangen sein könnte. Bei einer normalen LED ist mir das noch nie passiert. Nur beim Auslöten von SMD-LEDs hatte ich schon mal den Eindruck, dass es ihnen nicht gut bekommt.

Also ein Versuch: Die LED wurde nicht eingelötet sondern nur locker kontaktiert. Während des Tests war sie über 470 kOhm an eine 9V-Batterie gelegt. Bei unter 20 µA ist die LED nicht sehr hell. Der Gedanke war, dass man dann einen durch die Hitze entstehenden Isolationsfehler schnell erkennen müsste. Nahe am Gehäuse wurde dann der Lötkolben mit 400 Grad  an eine Lötstelle gehalten: Eine Sekunde lang, keine Änderung. Fünf Sekunden, nichts, dann 20 Sekunden an beiden Anschlüssen zusammen, wieder nichts.  Es scheint also so, als könne ich die LED mit dem Lötkolben nicht zerstören.



Und wie steht es mit dem Gasbrenner? Beide Drähte wurden bis zur Rotglut erhitzt. Erst nach ca. fünf Sekunden ging die LED ganz plötzlich aus. Endlich kaputt! Vielleicht hat das deshalb so lange gedauert, weil die Anschlussdrähte aus Eisen sind und damit eine schlechte Wärmeleitung haben. Aber nach etwa zwei Minuten ging das Licht plötzlich wieder an. Also doch nicht kaputt! Die abrupte Änderung ließ vermuten, dass nicht der LED-Kristall, sondern die Kontaktierung vorübergebend aufgegeben hatte.

Fazit: Es ist extrem unwahrscheinlich, dass man eine LED durch zu heißes Einlöten beschädigen kann. Da bleibt als nächste Gefahr eine elektrostatische Entladung. Das könnte sein, dass die neuesten hocheffizienten LEDs dagegen relativ empfindlich sind.  Demnächst muss ich es mal mit Hochspannung testen.


23.11.17: Platinen fräsen



Viele Bekannte haben schon 3D-Drucker. Gerade hat mir jemand berichtet, dass er in China ein Gerät gekauft hat, bei dem man den Druckkopf wahlweise gegen einen Fräser oder einen Laser austauschen kann. Und kürzlich fragte mich ein Freund, ob es sinnvoll ist, Platinen zu fräsen. Roland Plüss schickte mir dieses Foto einer gefrästen Platine. Man sieht sehr schön, dass auch die Löcher gebohrt werden und der Umriss ausgeschnitten wird. 

21.11.17: Der Micky Maus Metalldetektor



Dank an Helmut, DO5FH, der mich darauf aufmerksam gemacht hat: Im Micky Maus Mega-Heft vom November 2017 gibt es einen Metallsucher, den ich natürlich genauer untersuchen muss.



Das Gerät funktioniert recht passabel und kann einen Metallgegenstand auf etwa 2 cm Entfernung erkennen. Man hört dann ein Piepsen. Das reicht, um verborgene Metallgegenstände unter der Kleidung zu finden. Für vergrabene Schätze vergangener Jahrhunderte reicht die Empfindlichkeit dagegen nicht.



Innen findet man eine zweifache Spule und eine kleine Platine. Eine Messung mit dem Oszilloskop zeigt das Prinzip. Ein LC-Oszillator schwingt auf etwa 600 kHz. Wenn man Metall annähert, sinkt die Amplitude. Bei ungefähr halbierter Spannung am Schwingkreis wird der Alarm ausgelöst. Das unmodulierte HF-Signal findet man bis in eine Entfernung von 50 cm in jedem Mittelwellenradio. Ob man wohl auch ein AM-moduliertes Signal daraus machen könnte?



Ein genauerer Blick auf die Platine zeigt, wie es funktioniert. Ein NPN-Transistor bildet den LC-Oszillator. Der Folien-Schwingkreiskondensator befindet sich übrigens auf der Rückseite. Ein zweiter NPN-Transistor dient als Amplitudendetektor, der den Tongenerator ansteuert. Der Tongenerator selbst ist mit zwei Gattern eines CD4011 aufgebaut.

Umbau zum AM-Modulatator


Video: https://youtu.be/gj3jivCGurU

Um den Metalldetektor als AM-Modulator für Mittelwelle zu verwenden reicht es, die Betriebsspannung zu modulieren. In die Minus-Leitung wurde ein Widerstand von 100 Ohm eingefügt. Zwei weitere Widerstände mit ebenfalls 100 Ohm führen die NF-Signa L und R von einem Audiokabel zusammen. Das reicht an einem üblichen Kopfhörerausgang einer Audioquelle für eine rund 50-prozentige Modulationstiefe. Dabei besteht noch kleine Gefahr einer ungewollten Frequenzmodulation, und es ergibt sich insgesamt ein sehr guter Klang.




Um die eigentliche Metalldetektor-Funktion abzuschalten wurde der zweite NPN-Transistor ausgelötet und sein Kollektoranschluss mit einer Drahtbrücke gegen GND kurzgeschlossen. Der SMD-Transistor wurde an den Draht gelötet, damit er für einen eventuellen späteren Rückbau nicht verlorengeht. Auf der Platine arbeitet jetzt nur noch ein Transistor als freischwingender Oszillator.


20.11.17: Ein OPV als MOSFET-Treiber  von Jürgen Heidbreder


Nachdem beschlossen wurde, dass der Enkel zum Martinsumzug gehen wird, war es für den Opa Ehrensache, für eine adäquate Beleuchtung der Laterne zu sorgen. Flacker-LEDs in Teelicht-Form gibt es ja schon seit einer Weile, aber deren Lichtstärke reicht nicht aus, eine Laterne mit Licht zu füllen. Also muss etwas Helleres her. Meine Lösung sieht so aus: man baue aus einem LED-Flacker-Teelicht die LED aus. Meistens ist die Elektronik, die das Flackern erzeugt, in der LED mit integriert. Schließt man die LED an 3V bis 4,5V an und greift an einem 47-Ohm-Widerstand den fließenden Strom ab, so kann man am Oszilloskop schon die quasi-zufälligen Rechteck-Schwingungen sehen. Aus einem anderen Projekt stand eine fertige Platine mit einem Doppel-Operationsverstärker LM358 bereit. So bedurfte es nur ein paar weniger Korrekturen, um diese Schaltung zu implementieren:

Links werden drei Mignon-Trockenzellen als Spannungsversorgung angeschlossen. Der Strom der Blink-LED fließt über R1 und verursacht dort einen Spannungsabfall von rund 1V. Entsprechend wird der Spanungsteiler aus R2 und R3 so dimensioniert, dass er eine Spannung unterhalb 1V bereitstellt. So kippt der LM358 und würde den Mosfet passend ansteuern, wenn er denn ein rail-to-rail-Verhalten hätte. Kann der LM358 aber leider nicht. So muss man mit Hilfe von R5 etwas nachhelfen. Der Gate-Widerstand R4 verhindert zusammen mit der Gate-Kapazität ein unbeabsichtigtes Schwingen. Für ein schnelleres Schalten kann er bis herunter auf 10 Ohm verringert werden.



Als Leistungs-LEDs fanden sich drei Osram Duris-LEDs, montiert auf einem Stück Streifenleiter. Jede verträgt 100 mA, das gibt ordentlich Licht. Weil aber die Laterne nicht alles überstrahlen soll, habe ich mit R6 = 10 Ohm die Stromaufnahme auf rund 50 mA begrenzt. Bauteileauswahl: Der verwendete Mosfet sollte eine möglichst geringe Gate-Schwellenspannung haben, damit er sauber schaltet. Auch der Operationsverstärker ist beliebig, ein LM393 wäre wegen seines open-Kollektor-Ausgang sicher die bessere Wahl. Möglicherweise geht das alles auch noch einfacher mit einem BC327.

15.11.17: ISP-Programmierung mit Hindernissen



Gerade ist ein neues HF-Projekt für Modul-Bus in Arbeit: Der Mittelwellen-AM-Modulator mit einem Mikrocontroller ATtiny25. Die Mittelwellenfrequenz ist immer 1/10 der Quarzfrequenz. Es soll wahlweise eine feste Frequenz oder einen Quarzsockel geben.  Man speist ein Audiosignal ein und setzt es auf eine gewählte Frequenz im Mittelwellenbereich um. Die Antenne ist entweder eine Drahtschleife oder eine kleine Ferritspule.

Gerade kamen die ersten Musterplatinen an. Inzwischen läuft alles prima und haucht neues Leben in mein altes Röhrenradio ein. Der Modulator ist am Kopfhörerausgang eines DAB+-Radios angeschlossen und erscheint derzeit auf 1200 kHz auf Mittelwelle. Vielleicht wird später die Standardfrequenz 900 kHz bestückt, weil sie genau im 9-kHz-Raster in Europa, aber auch im 10-Khz-Raster in den USA liegt.

Die Platine hat einen sechspoligen ISP-Anschluss, den man mit einem Pfostenstecker bestücken könnte. Weil aber die Programmierung nur einmal bei der Herstellung nötig ist, wird er wohl nicht bestückt. Es hat sich bewährt, einen Zwischenstecker schräg mit etwas seitlichem Druck einzustecken, was für den kurzen Programmiervorgang ausreicht.

Beim ersten Versuch zeigte sich jedoch, dass der Controller vom Programmiergerät nicht ansprechbar war. Ein genauer Blick auf die Platine zeigte, dass der Pin 1 (MISO) nicht angeschlossen ist. Leider wieder mal ein Fehler, der sich ganz zum Schluss eingeschlichen hat. Wie das so geht, man will noch eine Kleinigkeit verbessern und baut dabei einen Fehler ein.




Aber weil es ja nur um einen einmaligen Programmiervorgang geht, gibt es eine Lösung. Der ohnehin nötige Zwischenstecker bekommt eine zusätzliche Leitung mit Krokoklemme. Zum Glück liegt der entsprechende Anschluss des Controllers gut zugänglich am Rand der Platine. Das ist eine brauchbare Lösung für die ersten Platinen.



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