Kram 2023

Typ: Everflourish EMT757. Vermutlich von Hornbach.

Symptom: Relais zieht an und fällt sogleich wieder ab. Einige Segmente der Ziffernanzeige sind ausgefallen.

Fehlerursache: Kapazitätsverlust des Kondensators (Blindwiderstand) im Kondensator­netzteil. Bei diesem Fehler­bild auch ohne zu öffnen völlig klar: Die Anzugspannung kommt aus einem Elko. Weiterhin unsichere Kontakt­gabe des Kontakt­gummis der LC-Anzeige.

Gesamtansicht
Defekter Kondensator: Nichts zu sehen!
Reparatur links und rechts

Diagnose: Der Kondensator hat statt 330 nF nur noch 50 nF. Die extra-dünne Platine hinter der LC-Anzeige ist stark verzogen, die übliche Verstärkung bspw. mit einem Stahl­streifen fehlt: Was lange hält das bringt kein Geld. Zum Öffnen des Gehäuses benutzt man entweder ein Tri-Wing-Bit oder notfalls einen einigermaßen passenden Schlitz­schraubendreher. Weiterhin gibt es 3 Rastnasen, 2 neben dem Display und 1 an der Steckdose; dabei ist das Unterteil aufzubiegen. Wie üblich säge ich in die ollen Schrauben einen Schlitz, bevor das Gehäuse damit wieder verschlossen wird.

Reparatur: Wenn das Relais erst jetzt „die Micke macht“ genügen sicherlich auch 100 nF oder 220 nF. Das senkt die Verlust­leistung im gleichen Maße. Fündig wurde ich in DDR-Rest­beständen mit 220 nF. Sieht nicht schön aus, falls jemand 'reinguckt. Sollte eine Weile halten.

Für die LC-Anzeige wurde eine Andruck­schiene aus dünnem Messing­blech gefertigt. Leider drängelt die im Foto gezeigte Konstruktion beim Zusammen­bau des Gehäuses, müsste also beim nächsten Mal etwas anders konstruiert werden.

Für die Leistungs­aufnahme ohne Verbraucher wurden nun 0,5 W (Relais abgefallen) bzw. 0,4 W (Relais angezogen) gemessen. Der Wert im Aus­schalt­fall würde sich durch die bei Wikipedia angegebene Reihen­schaltung noch erheblich reduzieren lassen, aber das erfordert schon eine weit­reichende Umkonstruktion der Schaltung. Auf die Lebens­dauer des Konden­sators hätte diese Änderung keinen Einfluss.

Siehe auch:

• Funkschaltsteckdosen enthalten ebenfalls ein Kondensatornetzteil und ein Relais.

Problem: Irgendwann brennt eine Lampe durch, und eine Umrüstung auf LEDs wäre zeitgemäß. Auch angesichts der gestiegenen explodierten Energiekosten.

Siehe da!

Bezeichnung: DGL-SFP0500500, für 500 mA Ausgangsstrom.

Symptom: Mausetot

Bestückungsseite
Leiterseite

Analyse: Das Gehäuse lässt sich angenehm leicht öffnen. Keine defekte Sicherung, nichts verbrannt, alle Elkos in Ordnung, Sekundärdiode in Ordnung. Aber Spannung am Elko C3 = 4,7 µF läuft nicht hoch. Diode D6 in Ordnung, also Schaltkreis U1 defekt. Ist ein ACT361 im Gehäuse SOT23-6 mit dem Aufdruck „FSCR“. Dazu noch Transistor Q1 mit dem Aufdruck „13003F“ defekt. Mal nicht mit Kernschmelze zwischen C und E sondern zwischen B und E. Deshalb das Ganze so unscheinbar ohne Brandspuren.
Lohnt sich meistens nicht zu reparieren, aber wenn's mehr gleiche werden kann man beim schnellen Ali Ersatzteile beschaffen.

Modell: Jabra Evolve 75

Symptom: Mikrofon tot. Es wurde häufig hoch- und runtergeklappt.

Info: Das übliche Problem ist das Zerfleddern des Mikrofonkabels innerhalb des rechten Kopfhörers. Das ist in einem Youtube-Video recht ausführlich (allerdings mal wieder nur englisch und mit unerträglicher Werbung) beschrieben. Ich habe „Bluetooth-Headset“ mit „Funk­sprech­garnitur“ übersetzt.

Hinweis: Auch wenn die verwendete Litze für das bewegte Stück Mikrofonkabel und deren Verarbeitung eine gute Qualität aufweist hält es nicht ewig. Genau dazu gibt es die Mute-Taste am rechten Kopfhörer; damit vermeidet man das allzu häufige Wegschwenken für die gleiche Funktion.

Symptom 2: Bei einem zweiten Exemplar ist der Schiebeschalter tot, die Nase abgebrochen.

Reparatur Schiebeschalter⚓

Überprüft wird zunächst, ob mit einem hochpräzisen 3D-Drucker das Plast-Schiebeteil mitsamt Nase nachgefertigt werden kann. Ansonsten plädiere ich für einen „Überbau“ aus Stahlblech + erhöhter Gehäusedeckel. Der Plast-Zwischenboden kann an der entsprechenden Stelle weichen oder als Ersatz-Gehäusedeckel herhalten (je nach Blechdicke).

Abgebrochene Nase
so lag's drin
3D-Modell
Schaltfunktion
Heraushängender Kippschalter
230922: Zugentlastung

Es ist kaum anzunehmen, dass man so etwas als Ersatzteil bekommt, und wenn ja dann zum gleichen Preis wie ein neuer Kopfhörer. Das winzige 3D-Modell ist allenfalls für einen (Epoxid-)Harz-3D-Drucker, etwa so einer, geeignet. Ich habe es erst mal mit Revell-Modellbaukleber versucht. Hält nicht. Dann mit dem 3D-Druck. Material zu weich und brüchig in dieser feinen Struktur. Teil nicht maßhaltig. Besteht noch die Möglichkeit, den Schieber aus Vollmaterial (Alu, Stahl) zu fräsen. Beim nächsten Mal.

Bei genauerer Analyse der Schaltfunktion und der Platine stellte sich heraus, dass ein Umschalter mit 3 Schaltstellungen und ohne Mittelkontakt genügt! Also dieser. War netterweise vorrätig. An den Schaltflächen angelötet. Sieht nicht schön aus aber schaltet sicher.

230922: Das Löten an den Schaltkontakten erwies sich als unzuverlässig. Eine Zugentlastung muss her, und die Schalterleiche stört dabei. Also den Rest des Schiebeschalters schließlich ausgelötet und die Drähte durch engtolerierte Löcher in verzinnten Stahlblech geführt: Es muss nicht immer ein 3D-Druck sein.

Modell: Billigheimer InterTechno PAR-1500. Das mit dem „hängenden Patent“ bezieht sich wohl auf die vom Layout her clevere aber zu Kontaktschwierigkeiten neigende Lösung mit dem Drehkodierschalter — siehe Platinenfoto. Bei der man sich einen Platz raubenden und (für China) teuren echten Kodierschalter spart. Erstaunlich ist, dass SMD-Bauelemente der Größe 0603 verklebt wurden. Normalerweise ist die technologische Untergrenze für geklebte SMD typisch 0805. Leider bietet sich für den Mikrocontroller IMHO kein PIC- oder AVR-Ersatz an.

Symptom: Unzuverlässiges Schalten, variierende LED-Helligkeit. Bei variierender LED-Helligkeit klarer Fall: Kondensator tauschen! Neugierde was drin ist.

Ansicht von vorn
Ansicht von hinten
Platine: Unterseite
Schaltplan

Der permanente Energieverbrauch von Funksteckdosen und ähnlichem ließe sich erheblich senken durch folgende Maßnahmen:

• Sparsameres Relais: Bei 12..24 V Spulen-Nennspannung sind sie innerhalb einer Serie am sparsamsten, aber es gibt erhebliche Unterschiede zwischen den Relais-Herstellerbn. Oftmals korelliert die Kontaktbelastbarkeit mit der Leistungsaufname, man dimensioniert daher den Kontakt nur so stark wie nötig. Für Beleuchtung kommt man mit 1 A weit. Außer bei Bühnenbeleuchtung.
• Reihenschaltung von Relais und Funkempfänger = weniger Spannung im ausgeschalteten Zustand
• Dimensionierung des Kondensators für Relais-Haltestrom; Anzug-Stromspeicher (Elko) erforderlich = weniger Strom (permanent wie immer beim Kondensatornetzteil: Blindwiderstand fungiert als Stromquelle)

Beim angegebenen Schaltplan kann die Firmware entscheiden, ob C4 permanent geladen gehalten wird (schnelle Anzugreaktion aber immer wieder Nachladen erforderlich) oder ob C4 erst beim Einschalten geladen wird (verzögertes Einschalten). Im letzteren Fall ist C4 je nach Relais zu dimensionieren, um nicht allzu lange warten zu müssen; Für Zeitschaltuhren okay aber für Lichtschalter irritierend.

Massenhaft aus China, 4-polig, mit 1,5 mm Pinabstand. Brauchbar für kurze WS2812-Lichtbänder, hier für ein Modell des Chemnitzer Schornsteins. Ein Platinenentwurf zur Fertigung bei JLCPCB.

Mal aus Spaß ein Rechenbeispiel für 32×8-Matrixanzeigemodule und ein Full-HD-Display:

• Kosten: 1920 × 1080 = 2073600 Pixel, erfordert 60 × 135 = 8100 Module. Bei Packungsgröße von 5 Modulen wären das 1620 Packungen. Bei 40 € pro Packung geht das ins Geld: 64800 €, rund 65 Riesen. Dafür muss man einige Jahre gut verdienen und sparen. Und ob der schnelle Chinese so viel liefern kann ist fraglich. Stromversorgung und Ansteuerung noch nicht eingerechnet. Davon wird ein Schiffs­container bei weitem nicht voll, eine Europalette genügt für die schätzungsweise 2 m³ an Material.
• Eignung: Störend ist das weiße Gehäuse sowie die Lötstellen, denn das verringert den Kontrast. Die Platinen sind mit Maske und Kamera­sprühlack vorzubereiten. Ein Fixierungs­system muss ausgetüftelt werden, und es muss viel (rückseitig) gelötet werden. Wie man das Ganze regendicht und UV-stabil macht, dass man die Kanten nicht sieht, ist mir schleierhaft. Dünnes Glas mit Epoxidharz darunter macht dünne Kanten; mag sein dass das aus der Minimalentfernung nicht mehr auffällt. Glas benötigt eine Antireflexschicht zur Vermeidung von Spiegelungen. Die Frontseite muss schließlich waschbar und mit Gummi­lippe abziehbar sein. Oder man begnügt sich mit einer häufig zu wechselnden Plastikfolie.
• Größe: Bei 1 cm Pixelabstand (Pitch) lässt sich die Größe leicht ausrechnen: Es ist 10,8 m hoch und 19,2 m breit. Echt gigantisch: 207 m². Meine Wohnung hat nur 40 m². Will man es transportabel halten, bietet sich eine vertikale Aufteilung in 5 Streifen von reichlich 2 m Höhe und eine horizontale Aufteilung in 2 Teilen von 10 m Länge an. Diese 10 Dinger passen dann allenfalls in einen großen 40-t-LKW. Die minimale Seh-Entfernung liegt bei der zweifachen Diagonale und damit bei 20 Metern. Das ist gar nicht sonderlich viel. Beim üblichen Fernsehen mit fünffacher Diagonale liegt der mittlere Zuschauer­abstand bei 100 m. Das ist Kinoerlebnis in Stadiongröße, ohne dass die hinteren Plätze nur noch eine Briefmarke sehen. Auf dem Mond installiert würde man trotz Fernglas nur ein Pixel sehen. Die Übertragung (Funk hin und Licht zurück) verzögert das Bild um 2,5 s.
• Masse: Zum Gewicht kann ich keine Berechnung anstellen. Da müsste man so ein Modul mal wiegen. Der Rahmen dürfte die Masse locker verdoppeln.
• Stromaufnahme: Bei 0,3 W pro Pixel kommt man auf 622 kW. Das erfordert einen satten Festanschluss an 400 V, denn für 0,5 kA (×3) gibt es keine Stecker. Also besser Anschluss an Mittelspannung, beispielsweise 10 kV, 3× 20 A, das ist immer noch fett aber handhabbar. Reduziert man die Leistungsaufnahme auf gängige Steckergrößen, etwa 400 V 63 A, kommt man auf 40 kW und damit 20 mW pro Pixel. Das ist immer noch hell aber nicht gegen die Sonne. Nun ja, dazu ließe sich auf der Rückseite eine Fotovoltaikanlage anbringen, die ja nur dann auch benötigt wird.
• Stromverteilung: Da die gesamte Leistung von 5 V herrührt, ist das bei 40 kW ein Strom von 8 kA, also 800 A pro „Ding“ oder 40 A/m². Eine quadratmeterweise Stromversorgung aus einem (vielleicht) 600-V-Gleichspannungs-Zwischenkreis muss her um die Kupferquerschnitte im Zaum zu halten.
• Wirkungsgrad: Gegenüber echt-gemultiplexten LEDs dürften die WS2812 energetisch eher schlecht dastehen, da der Überschuss an Flussspannung zu 5 V in integrierten Stromquellen verheizt wird. Hinzu kommt die Leistungsaufnahme durch die Schieberegister. Auch der CMOS-Leckstrom fällt bei 2 Megapixeln ins Gewicht. Die beiden letzteren Verluste treten auch bei schwarzen Flächen auf.
• Licht: Bei einem halben Megawatt LED-Leistung „geht die Sonne auf“!! Damit kann man bei entsprechender Höhe eine Kleinstadt komplett ausleuchten. Die Leistung von Regional-Stadion-Flutlicht (LED oder andere energiesparende Beleuchtung) liegt bei 20 kW. Das ist das, was aus einer 3×32-A-Drehstromsteckdose maximal herauskommt.
• Ansteuerung: Für 24 Hz Bildfrequenz (WS2812 flimmern nicht) lassen sich die maximal zulässigen 1024 LEDs in Reihe schalten, also 4 Module. Macht 2025 OneWire-Ausgänge, pro Quadratmeter rund 10. Es ist so das geringste Problem von allen.
• Beschallung: Ein Stadion oder eine umbaute Freifläche so zu beschallen dass man auch alles in Kinoqualität versteht ist irre schwierig. Besser man gibt jedem Zuschauer einen Kopfhörer und betreibt ein lokales Digitalradio. Einfach ist es nur bei Open-Air auf einer Wiese, weil da nichts reflektiert. Die Zuschauer auf den billigen Plätzen (100 m) haben aber 0,3 s Unterschied zwischen Bild und Ton! Eine Bildverzögerung hilft, dass man schlimmstenfalls zuerst Tooor! hört und dann sieht was passiert.
• Lebensdauer: Mit gelegentlichen Reparaturen sollte eine solche Anzeige „ewig“ halten. Weiterentwicklungen in der Displaytechnik werden der Nutzungsdauer ein Ende setzen, etwa wenn etwas noch energiesparendes als LEDs erfunden werden — oder wenn 1080p „out“ ist. Das Ganze muss regenbeständig, sturmsicher und (bei Daueraufstellung) UV-beständig sein.
• Gibt's etwas kleiner schon fertig: Der derzeitig größte Fernseher hat eine Pixelgröße (LED-Pitch) von 2,5 mm, also in jeder Richtung ein Viertel der Größe. Schon dieser passt nicht mehr in die Wohnung, geschweige durch die Tür: Mit knapp 3 m Höhe sollte der Raum über 2 Etagen (5 m) reichen. Also eher für einen Hörsaal oder ein kleines Kino. Fix und fertig ist er für 177 Riesen zu haben. Das erscheint elend teuer, mehr als 2½-mal so teuer wie alle WS2812-Module. Beamer sind da deutlich billiger aber auch lichtschwächer. Die maximale Leistungsaufnahme beträgt 5 kW. Idiotischerweise mit 2 230-V-Steckern, da hat mal wieder niemand an Drehstrom gedacht. Ist Europa so ein kleines Land? Für den Außenbereich müsste man das Ding regensicher einhausen. In einem Stadion aufgestellt würden entfernte Zuschauer doch nur eine zappelnde Briefmarke sehen.

Kleinteile-Magazin Vollplast mit Schubfächern in 4 Spalten und 8 Zeilen + unten ein großes Fach. Bei Lidl und anderen Anbietern. Etikett­größe 64 × 10 mm. Holzschrauben (u.a. für Dübel) werden nach Länge sortiert (oben), Zylinder­schrauben nach Durchmesser. Unterleg­scheiben kommen — sortiert nach Innen­durchmesser — zu den Zylinder­schrauben. Dübel und kleine Gummiteile braucht man im Haushalt öfters mal. TODO: Was den Etiketten fehlt ist ein Lineal als Einsortierhilfe.

Problem: Kabel zum Herrnhuter Mini-Weihnachtsstern (Schutzkleinspannung 5..6,3 V) ① verlängern und ② aufräumen.

Haspel im Einsatz
3D-Modell

Lösung: Zum ① Verlängern eignet sich ein Adern­paar eines genügend langen Hosen­träger­kabels am besten. Ich wüsste nicht, wo ich Original-Adern herbekomme, die ohnehin verdrillt werden müssten. Da eine per Löten verlängerte Zuleitung unhandlich wird, habe ich mich für Trennbarkeit entschieden. Am einfachsten mit der Lüsterklemme. Kompatibel wäre es mit 2,6-mm-Zwerg­steckern und -kupplungen, die es auch bei AliExpress und Ebay gibt. Zum ordentlichen ② Aufräumen dient schließlich eine 3D-gedruckte Haspel, die bei zu langer Leitung auch daran (in Netzteilnähe) verbleiben kann. Zur qualitätsgerechten Klemmung habe ich alle Aderenden mit diesen Aderendhülsen versehen.

Symptom: LEDs aus, eine LED lässt sich durch Drücken auf den unterseitigen Knopf zum Aufleuchten bringen. Alle anderen gleichartigen Geräte im Haus arbeiten einwandfrei.

Fehler-Einkreisung: Die Platine lässt sich (nur) durch wechselseitiges Erwärmen der beiden Steckerstift-Kontakte unter gleichzeitigem Heraushebeln über die Snap-In-Halter (am Rand) herauspopeln. Zunächst wurde ein schwächelnder Ausgangselko (1000 µF 10 V) vermutet, getauscht, und alles ging. Allerdings nur einmal, bei der Vorführung wieder das obige Fehlerbild: Vorführeffekt.

Dann wurde vom Labornetzgerät sekundärseitig eine Spannung von 3,3 V eingespeist. Das Gerät funktionierte, versagte jedoch bei 3,0 V. Es enthält demnach einen recht knapp eingestellten Unterspannungs­detektor. Etwas mehr (3,6 V) stört nicht. Die Ausgangs­spannung bei Netzbetrieb wackelt zwischen 3,2 V und 3,4 V, sicherlich mit Einbrüchen beim Hochlauf des Mikrocontrollers. Die Ausgangs­spannung bricht bei Belastung mit einem 10-Ω-Wider­stand kaum ein, und das Netzteil läuft auch an, so dass weitere Fehler an Kondensatoren unwahr­scheinlich sind. So richtig glatt sah die Ausgangsspannung bei keinem meiner verfügbaren Ersatz-Elkos aus.

Platine
Detail

Reparatur: Schließlich wurde das Datenblatt des LNK623DG (U1) heraus­gekramt, und die Feedback-Widerstände R1 und R2 mit der Aufschrift 84B als 7,32-kΩ-Wider­stände diagnostiziert. Daraufhin habe ich über R2 einen 82-kΩ-Wider­stand draufgelötet, was die Ausgangsspannung um knapp 10 % anhebt. Siehe Detailfoto. Der Original-Elko wieder eingesetzt und der Anschluss der Steckerpins leichter lösbar gestaltet, für's nächste Mal.