Elektronik-Labor
Notizen
Projekte
Labortagebuch
30.11.17:
Morsetaste mit zwei MikroschalternDiese
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 MausMeine
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 LEDKürzlich
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-ModulatatorUm
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.
Nachtrag im Dezember:
Die fertige PlatineInzwischen
ist das Problem gelöst. Die Bestückungsfirma schickte dieses Bild zur
Endkontrolle. Man sieht sehr schön die im ersten Anlauf fehlende
Leitung zum ISP-Stecker:
Auch
alles andere sah gut aus und wurde für die Produktion freigegeben. Am
Ende werden bei Modul-Bus noch die Stecker und Klemmen eingebaut.
Fertig zur Lieferung.