Kram

Typ: McVoice / Mastech M3900. Oder M3906. Lohnt sich normalerweise nicht, ist eher ein sportlicher Anreiz zur Müllvermeidung.

Es geht um 3½-stellige Multimeter mit LCD-Anzeige (±1999) und manueller Bereichswahl. Diese sind faktisch stets mit ICL7106 oder kompatiblem Chip ausgestattet. Dieser geht gern kaputt, wenn in der Nähe Schalthandlungen mit Hochspannung (um 1000 V für Piezoaktoren) stattfinden. Das ist hier gleich zweimal passiert. Ein neues Multimeter ist in der Verwendung nicht so praktisch einfach, das gleiche gibt's nicht mehr. Außer bei AliExpress.

Ersatz⚓

Die Pads passen elektrisch zum TQFP-Gehäuse, nicht zum PLCC-Gehäuse. Allerdings war das vorgefundene Rastermaß e = 1 mm! Da passt kein lieferbarer Chip! (TQFP hat e = 0.8 mm). Also musste der Ersatzchip mit Stummeldrähten angeschlossen werden. Äußerst fummelig! Dauert Stunden. Da ohnehin Drähtchen erforderlich sind, kann man – wenn Platz vorhanden – auch einen PLCC-Chip oder -Fassung „aufsetzen“. Mit einer Fassung erleichtert man sich den Wechsel beim nächsten Defekt.

Platinenfoto mit LCD
Platinenfoto ohne LCD
Chip mit bedrahteten Beinchen
Detail der Lötarbeit
7106 und Lötpads im M3900

Es handelt sich um Testpads, es gibt keinen passenden Chip. Blöd.

Bezeichnung: Reis Robotics Drive 4005/4009 AT CU: F301 usw. Davon das Steuerteil (Vorderteil des Hutschienengerätes mit 6-V-Akkuspeisung).

Vorderseite
Platine
Detail: L4940

Fehlerbild: Mausetot, keinerlei Aktion auf der LED-Anzeige. Bei 2 Exemplaren: Serienproblem!

Diagnose: Stromaufnahme 3 mA statt einiger 100 mA. Im Innern ein Low-Drop-Festspannungsregler I608 L4940D2T5 (SMD: D²PAK, 5 V, 1,5 A), der am Eingang 6 V bekommt und am Ausgang 0 V „liefert“.

Ersatz: Bei EWA in der Bastelkiste wurde ich mit L4940V5 fündig: Dasselbe im Durchsteck-Gehäuse TO-220. Zum SMD-Gehäuse frisiert (Blechschere, Zange, Feile) und per Heißluft ausgetauscht: fertig!

Inzwischen (190429) schon zum dritten Mal, beim dritten Modul.

Moderne Fernseher schalten sich bei aktivem HDMI-Signal ein, aber nicht wenn's vom Laptop kommt. Hm, komisch. Deshalb wird kurzerhand der Einschalter (von der Rückseite) abgegriffen.

Wie man am Leiterzugbild erkennt, sind die beiden äußeren Steckerpins herauszuführen. Das im Bild untere Pin mit dem dickeren Leiterzug ist mit Masse verbunden.

Das programmierbare Steuergerät (unbekannt, teuer, welches CEC detektiert und/oder generiert) liefert 3,3 V zum Ein- und Ausschalten. Daher noch ein gefundener npn-Digitaltransistor 2SC3399 dazwischen, und nun geht's.

Randproblem: Das programmierbare Steuergerät liefert anscheinend High bei Zuschaltung seiner Stromzufuhr (= noch ein Steckernetzteil, igitt!). Damit schaltet sich der Fernseher nach Stromausfall ein. Vermutlich hätte man's auch Aktiv-Low programmieren können, und zur Entkopplung reicht dann eine Diode.

Beschreibung: Klassischer Gleichstromsteller für Motor, für Netzbetrieb, mit 2 Dioden und 2 Thyristoren als Gleichrichter. Kleinleistungsteil rund um einen LM324.

Symptom: Keine Funktion, LED auf der Platine leuchtet nicht.

Defekt: Nach etwas Disassemblierung der Schaltung und Überprüfung der Leistungshalbleiter wurde der Schaltungsteil rund um die LED inspiziert. Dabe gab es einen Kurzschluss in der Stromversorgung, der schließlich von C6 herrührte.

Schaltplan Leistungsteil
Prinzip der Gleichrichtung
Anschlussbelegung der Leistungshalbleiter

Reparatur: Da kein Anzeichen von Überlastung vorliegt wurde C6 durch den gleichen Typ (100 µF / 50 V) ersetzt.

Neubau einer 7-Tasten-Tastatur nach Vorgabe durch die Virtuelle Fertigungstechnik. Mit handschuhsicheren Tasten. Anschluss am USB des Tablet-PCs. Erstmal mit computermauslangem Kabel. Da bereits Erfahrungen mit V-USB und einer 1-Tasten-Tastatur vorlagen, fiel die Entscheidung auf ATtiny24 mit 12-MHz-Quarz und nicht auf PIC16F1454. Als Gehäuse fand ich zwei alte BOPLA E-420, auf denen je ein Blechteil die vorhandenen Löcher zudeckt. Neu wären sie IMHO viel zu teuer.

Der Schaltplan ist trivial: Der Quarz kann nur an PB0 und PB1, bleibt nur noch PB2 und PB3 übrig für USB. Das gesamte Port A ist für die 7 (oder eben 8) Tasten. Dass dazu die RSTDISBL-Fuse auf 0 gesetzt werden muss ist kein Problem, da ich dafür ein Hochvolt-Programmiergerät habe. Bis auf die beiden 22-pF-Kondensatoren und den Mikrocontroller ist alles recycelt.

CAD-Daten und Firmware, Quelltext des Hauptprogramms mit den Tastenzuordnungen

Ausgehend vom VR-Flystick soll analog eine drahtlose Verbindung für 4 statt 2 Tasten für einen AR-Sandkasten realisiert werden.

Da der Flystick schon über 10 Jahre alt ist, wurde nach einer moderneren Lösung mit Bluetooth LE (kurz: BLE) Ausschau gehalten. Denn das würde womöglich den Bau des Empfängers vermeiden und Zukunftssicherheit insbesondere mit Smartfons versprechen. Das Ergebnis ist jedoch für mich als Durchschnittsbastler eher ernüchternd:

• Für BLE werden besondere, modernere Bluetooth-Mikrocontroller benötigt als solche, die als Arduino mit serieller Schnittstelle laufen. Immerhin, ein prinzipiell geeignetes Espressif-Modul stand zur Verfügung, aber über dessen Stromverbrauch gibt es viel zu wenig Angaben.
• Die Funktion einer HID-over-Bluetooth-Implementierung ist noch nicht nachgewiesen für Windows, Linux oder MacOS (was zum Einsatz kommt wurde nicht genannt, sicherlich Windows).
• Desktop-Computer enthalten kein Bluetooth, und ob Notebooks mit Blauzahn auch BLE können ist fraglich. Smartfons können BLE, aber auch als HID-Joystick?

Einbauort mit 3 Tasten
Gesamtaufbau
Schaltplan Sender
Schaltplan Empfänger
Platine Sender
Platine Empfänger

Eagle-Dateien und Quelltext

Auch bei dieser Implementierung wurde auf die zuverlässigen, reichweitenstarken und bidirektionalen RFM12-Module bzw. deren Nachfolger RFM69 gesetzt. Daher ist der Sender (der Sandkasten) nicht nur Sender sondern auch Empfänger: An der Zweifarb-Leuchtdiode wird angezeigt, ob die Übertragung gelungen ist (grün) oder fehlschlug (rot; hier: gelb). Wenn's bei gelungener Übertragung keine Reaktion vom Computer gibt kann es nur noch an falschen Einstellungen jenseits von USB liegen. USB-Joysticks sind seit Windows98, also seit Urzeiten funktionsfähig.

Angebot und Dokumentation auf National-Instruments-Seite. Für C-Serie (CompactRIO u.ä.).

Defekt: Impulstransformator „HALO TGMR-350NA5“ abgerissen, dabei SMD-Pads abgerissen. Vermutlich weil's 'runtergefallen war. Als Defektdatum steht 29.6.2020 drauf. Lag also schon ziemlich lange herum. Das mittlere Pin war wohl nicht kontaktiert.

Blechseite mit Anschlussplan
Andere Seite: Leichtgussteil
Platine
Defekt von rechts
Defekt von links
Geflickt

Reparatur: Mit Rouladennadeln als Tastspitzen eines gewöhnlichem Multimeters wurde die Verbindung zwischen ursprünglich angeschlossener Durchkontaktierung und Bauelement gefunden. Und danach mit lackisoliertem Spulendraht die Verbindung zwischen Trafobein und Schaltkreis U6 wiederhergestellt. Festgestellt wurde dabei außerdem, dass auch der andere Trafo lose ist, aber da besteht noch Kontakt zur Durchkontaktierung. Die beiden Trafos werden fortan gegen das Gehäuse abgepolstert.

Thema: Modell-Bergwerk, bestehend aus 1 Förderband, 4 Schleusentoren, 1 Muldenkipper, 1 Radlader.

Letzter Entwicklungsstand Ohnehin kein Kleinkram mehr. Freie Information (= Zustand vor dem Umbau) im Folgetext.

Der neue X728 kommt ohne jede weiterführende Dokumentation daher. Daher hier die Beschreibung der Anschlüsse:

• JST-Wannenbuchse 2-polig, 2,54 mm, hinter Hohlbuchse: 5-V-Eingang, zur Hohlbuchse parallel geschaltet, v.l.n.r.:

  	1	Masse, 0 V
  	2	+5,1 V, bis 4 A (dicke Adern verwenden!)

• JST-Wannenbuchse 2-polig, 2,54 mm, daneben: 5-V-Ausgang, zum Raspberry parallel geschaltet
• JST-Wannenbuchse 2-polig, 2,54 mm, gegenüber: Extra-Akku
• JST-Wannenbuchse 4-polig, 2 mm: Externer beleuchteter Ein/Aus-Taster, v.l.n.r.:

  	1	Schaltkontakt, zum Onboard-Taster parallel geschaltet
  	2	Masse, 0 V
  	3	Masse, 0 V
  	4	LED zur Betriebsanzeige. Ausgang eines (wie es scheint) PIC-Mikrocontrollers (etwa PIC10F200) ohne Vorwiderstand, daher externen Vorwiderstand benutzen!

Der X728 hinter einem Tiefsetzsteller für Modell-Traktionsbatterie
Detail: Anschluss des beleuchteten Tasters

Zielführend für den Betrieb des Raspberry Pi 4 war die Einstellung des Schaltreglers auf 5,4 V Ausgangsspannung. Weitere Maßnahmen:

• Kondensator 33 nF über die Schaltkontakte, verhindert Wiedereinschalten durch Prellen des Ein/Aus-Tasters
• Diode vom Taster zum Pin 5 = SCL = GPIO3 des RaspberryPi-Headers sowie Installation des (bereits früher geschriebenen) listen-for-shutdown.service zum Aus- und Einschalten aus allen erdenklichen Situationen
• Ignorieren der Software zum X728 und ordentliche Installation ohne Python:
  • Auf der Kommandozeile für den Ein/Aus-Taster: ZeilennummernUmbruch

    make install

  • In der Datei /boot/config.txt, unter [all]:

    dtparam=i2c1=on
    dtparam=i2c=on,i2c_baudrate=400000
    dtoverlay=i2c-rtc,ds1307
    dtoverlay=gpio-poweroff

    • Für die (richtige und ausreichende) Aktivierung des I²C-Busses (kein dtoverlay erforderlich)
    • Für die Aktivierung der Echtzeituhr via I²C
    • Für die Abschaltmeldung via GPIO26 = Pin 37
• Software (zurzeit in Python3 und Qt) zur Batterie-Anzeige für die GUI: Anzeige Ladezustand im Tray

Siehe auch:

• Andere, ältere Lösungen für das leidige USV-Problem, den Ein- und Ausschalttaster und die Echtzeituhr

Bevor man's selber baut, erst mal gucken, wie's die Profis machen. Interessant ist vor allem der Eingangsteil. Hier: Kistler Type 5073A. Nicht wie erwartet mit OPA337 sondern mit LMC662A, 2× SOT23 mit Markierung 4F = BC860 (wirklich??), 1× SC70-6 mit Markierung 5Ft = unauffindbar. Hervorragendes Platinenmaterial (kein plumpes FR4) und perfekter Platinenentwurf. Rückstandsfrei saubere Isolationsfläche mit Schlitzen. Sicherlich extrem gute Kondensatoren, trotz SMD-Bauform.

Anschlussbox, überarbeitet
Starrflex-Platine Teil 1 unten
Der eigentliche Ladungsverstärker
Ausschnitt darunter
Starrflex-Platine Teil 2 oben
Davon die linke obere Ecke
Starrflex-Platine Teil 2 unten

Die Anschlussbox und die Kabel dazu sind für Maschinenbauer und Elektrotechniker (Hutschienen-Einklicker) unwürdig! Alles mit klebrigem Isolierband, viel zu große Verschraubungen, untrennbares Kabelgewirr, unsinngig teure, getaktete 24V-Versorgung. Der Fehler war schließlich ein zerbrochenes Plasteteil im Drehschalter. Das übliche Schaltschrank-Geraffel eben, null Dokumentation, falsch beschrifteter Schalter, keine beschrifteten Stecker. Alle feuern! Diese Ressourcenverschwendung und Müllproduktion! Wäre besser, so muss ich alles noch einmal bauen. Es wäre alles vorhanden gewesen. Um wenigstens die zu großen Löcher im Schaltkasten zu stopfen: 3D-Druckteile und Etiketten als Eagle-Board.

Symptom: Manchmal, insbesondere nach längerer Ausschaltzeit, kommt beim Einschalten des Hauptschalters die Anschluss-Sicherung. Dabei gibt die Steuerung überall Hi-Pegel aus, was die Relais K5, K6, K7 und die Schütze K1, K2, K3 ansteuert und sowohl Stern- als auch Dreieck-Schaltung des Pumpenmotors aktiviert: Kurzschluss! Im Innern der Steuerung ein schon-mal-gewechselter NiMH-3,6-V-Akku mit 0 V. Das einzige was ich als Ursache ausmachen kann.

Reparatur: Ein Batteriefach für 4 R6-Zellen habe ich in die Abdeckung der Steuerung eingebaut und mit langem Kabel an den Lötaugen der Platine angeschlossen. (Das Fach für 3 Zellen ausgelegt, das vierte ist halt Reserve.) So kann man jederzeit mit (noch) handelsüblichen Rund-Akkus im Fall eines Defekts nachrüsten. Tatsächlich liegt der Fehler in der Initialisierungsroutine der SPS: Wie kann man nur bei inkonsistentem RAM überall Hi-Pegel ausgeben?? Außerdem war EEPROM bereits in den Siebzigern erfunden worden — und in den Achtzigern preiswert.

Symptom: Mausetot, nach jahrelanger Stillstandszeit. 24 V liegen am Computernetzteil an. Einige schwangere Elkos auf dem Motherboard. Aktion 1: Ausgetauscht, ohne Effekt. Knopfzelle CR2032 auf dem Motherboard untersucht: Leer. Aktion 2: Getauscht, ohne Effekt.

Lösung: Das Kuka-BIOS ist so plump modifiziert, dass nach leerer Knopfzelle die BIOS-Einstellungen verschwunden sind.

Startet man nun den Rechner durch Brücken der Frontpaneel-Jumperkontakte für die Power-Taste (= Aktion 3) hängt der Bootvorgang an der Meldung CMOS Checksum Error, press F1 to continue or DEL to enter Setup. Die man ohne weitere Maßnahmen nicht sieht! Daher muss man eine Tastatur anstecken (Aktion 4, USB geht auch) und eine AGP-Grafikkarte einbauen (Aktion 5) und daran den Monitor anstecken. Danach sieht man überhaupt den Bootvorgang, gelangt mit ENTF ins Setup und wählt Load KUKA Defaults, danach Save settings and Exit (Aktion 6). Eine gesonderte und übliche Einstellung für Action On Power Loss fehlt; die Kuka-Vorgabewerte setzen diesen Wert auf Always On, und man kann fortan auf den Jumper-Start verzichten. Nunmehr kann man den Bootvorgang bis zum Erscheinen der HMI (Mensch-Maschine-Schnittstelle) beobachten. Schließlich baut man die AGP-Grafikkarte wieder aus und steckt die Tastatur ab.

Auch hier gilt: EEPROM war bereits in der Achtzigern preiswert.

Symptom: Defekt nach gewaltsamem Fehlanschluss (verkehrtherum) des FireWire-Kabels zum PC: X101 geht nicht mehr, da die 12 V aus dem PC den Interface-Schaltkreis gegrillt hat. Mal wieder! Der andere FireWire-Anschluss geht noch. Im Innern sichtbares Brandmal auf dem entsprechenden Schaltkreis TSB41BA3DI.

• Bei Mouser
• Bei Digikey

Geräteansicht, rechte Lemo-Buchse defekt
Brandmal auf Schaltkreis
Hoppla, ein PowerPad!

231123: Das angelötete PowerPAD machte das Ablöten mit Heißluft erforderlich.

Problem: Für einen Modell-Gabelstapler soll eine Art Playmobil-Figur mit Totenkopf und 3 LEDs eingesetzt werden. Vorlage ist der Pollin-Bausatz „Pollino“. Warum auch immer man so etwas dummes tut. Gewünschter Funktionsumfang:

• Batteriebetrieb ohne Schalter,
• Taster zum Einschalten, Laufzeit 30 Sekunden, danach Nullbelastung der Batterie
• Wechselblinken, Wechseldimmen, Blitzen der Augen; Helligkeitsmodulation der „Mütze“.

Realisierung: Das Ganze stromsparend geht faktisch nur mit Mikrocontroller, und das spricht gegen den (teuren) 9-V-Block. Hier: 2 R6-Zellen. Dabei kann die Funktion um etliche Gimmicks, insbesondere Dimmen, erweitert werden. Für luxuriöse Hardware-PWM eignet sich der 8-beinige ATtiny25. Für Software-PWM täte es auch ein 6-beiniger PIC10F200. Da es schnell gehen sollte, hier der „große“ Mikrocontroller.
Firmware, Schaltplan ergibt sich aus dem Quelltext.
Rechnung: 0,14 µA Ruhestromaufnahme ruiniert eine Alkali-Batterie mit 1,5 Ah nach 1240 Jahren. Die Selbstentladung dürfte viel höher liegen.

Problem: In Python geschriebene Software läuft 1 nicht richtig und 2 nicht schnell genug. Gewurstel mit der seriellen Schnittstelle (gähn). Software soll mit Radarecho zaubern und aus dem Kaffeesatz die Entfernung lesen. Wird wohl prinzipiell nie sauber funktionieren.

Ansatz: Ich habe mal das gesamte Programm in C++ (Win32 API) umgeformt und viel Murks 'rausgebaut. Der Programmierer (oder die Python?) hatte anscheinend keine Vorstellung, wie man mit Timeouts umgeht, und dass man Copy-und-Paste-Programmierung vermeidet (hier: immer wieder die gleiche Fehlerbehandlung). Als weitere Ursache würde ich ein ungeeignetes Abstraktions­verständnis vorwerfen: Ein Master-Slave- und Frage-Antwort-Szenario bildet man gefälligst durch eine Funktion ab, die Frage und Antwort zusammen­fasst. Das ist keine Frage der Programmier­sprache! C++ erspart es jedoch, aus Performance­gründen ein Programm zweimal schreiben zu müssen.

Zwischenergebnis: Die in C++ geschriebene Visualisierung namens „PlotXY“ frisst den meisten Kode und schafft nun 12..20 Hz Wiederholungsrate, je nach Anzahl dargestellter Traces. Doppelpufferung, GDIplus, Digital Fosfor sind noch in weiter Ferne.

Teilprojekt: Verstärkungseinstellung per Webinterface vollziehen und Busgeschehen auf RS485 mitschneiden, um Verstärkungseinstellung via USB-RS485-Interface vollziehen zu können.

Ergebnis: Sensor kaputt. Vorläufiges Ende April 2024.

Weiter: Jetzt (240708) geht er wieder. Screenshot. Was der Screenshot nicht zeigt ist dass zwar die Python-Grafikausgabe hübscher aussieht aber dieses Programm viel schneller darstellen kann. Leider hat die Werksreparatur die Möglichkeit verbaut, weniger als 1024 Samples abholen zu dürfen. Dadurch sinkt die Abfragerate auf unter 10 Hz. Ohne Grafik nur etwas darüber. Die Grafen erklärt:

• oben links gelb und blau: 1024 IQ-Messdaten vom Sensor, Referenzoszillogramm bereits subtrahiert
• oben rot und grün: Abgerundete Rechteckfenster zur Fourieranalyse
• Mitte gelb und blau: Ergebnis der FFT (nur Amplitudensprektrum) vom roten und grünen Fenster (Unklar: Nur zwei Spektren von 4 Signalen?) Wie für alle reellwertigen Eingangssignale liefert die FFT ein mittensymmetrisches Spektrum.
• oben gelb und blau, sinusförmig im roten Fenster: Phasenrichtige Rücktransformation der maximalen Spektrumlinie des gelben Spektrums, gefenstert
• oben rechts, rot und grün, sinusförmig im grünen Fenster: Dito für das blaue Spektrum

Erklärung: Das Zeitsignal kann man unabhängig von der Entfernung des Reflektors in 3 Teile zerlegen:

1. Der nutzlose linke Teil, der mit Störungen überfrachtet ist
2. Der am meisten / sichersten Phaseninformation vom Reflektor tragende Mittelteil
3. Das Ende, das ebenfalls beitragen könnte

Inzwischen ist die Messmaschine einsatzbereit frisiert. Mit einem Adapter zum Fassen des Sensors in der 43-mm-Werkzeugfassung.

Inzwischen funktioniert die Entfernungsmessung per Phasenlage. Allerdings mit gelegentlichen „unerklärlichen“ 180-Grad-Sprüngen. Kann eigentlich nicht sein, muss sich um (m)einen Softwarefehler handeln. Der Schutzverletzung im Destruktorkode komme ich selbst nach wochenlangem Debuggen nicht auf die Spur. Ich hab's aufgegeben, merkt der Anwender sowieso nicht. Ist beim Debuggen lästig.

Schließlich Die Schutzverletzungen entstehen, wenn Destruktorkode auf GDI-Handles stößt. Offenbar kann man GDI-Handles nicht von statischen Destruktoren aufräumen lassen. Vermutlich hat diese Windows schon vorher beseitigt.

Nun ist die Software weitestgehend fertig, und es gibt sogar eine rudimentäre Bedienungsanleitung.

Modell: Steinel HL2002LE. Baujahr 1992. Nobelhobel mit stufenloser Temperatureinstellung und Mäusekino zur Temperaturanzeige. Schiebeschalter mit den Stufen Aus – Lauwarm – Heiß mit wenig Luft — Heiß mit viel Luft.

Defekt: Zu wenig Leistung. Temperaturanzeige einigermaßen korrekt: Die oberen 2 LEDs gehen nie an. Komplizierte Platine im Innern mit heutzutage veralteten Schaltkreisen.

Schaltungsbeschreibung: Während ein Föhn vor 50 Jahren — damals „Fön“ geschrieben — selbstverständlich einen leisen 220V~-Spaltpolmotor enthielt, enthalten die Haar­trockner spätestens seit der Markt­über­schwemmung mit China-Produkten in den Neunzigern nur noch billige, stör­anfällige und kreischend laute Klein­spannungs-Gleich­strom­motoren mit dreckigen Kohle­bürsten. Genauso wird es bei allen Heiß­luft­pistolen gemacht. Der Motor mit (vielleicht) 24 V Nenn­spannung wird mit einer Hilfs­heiz­wicklung im Tubus in Reihe geschaltet und die Wechsel­spannung gleich­gerichtet. Mit einer Diode wird zwischen Halb- und Voll­wellen­betrieb umgeschaltet, fertig ist die gängige Heiß­luft­pistole mit 2 Stufen.

Bei diesem Gerät wird die Haupt­heiz­wicklung mit einem Triac T1 und IC3, einem Tele­funken-Spezial­schalt­kreis U217 vollwellen-gesteuert und die Isttemperatur mit einem Thermo­element gemessen. Die sehr kleine Thermo­spannung wird mit IC1B, einem Gut-und-günstig-OPV LM358 verstärkt. Dessen Ausgangs­signal wird der o.a. Vollwellen-Steuerung sowie der Telefunken-Mäuse­kino­steuerung U267 zugeführt. (Dem Ossi fällt dazu sofort der Vergleichs­typ A277 ein.)

Die Stromversorgung der Schaltung erfolgt parallel zum Gleich­strom­motor, der sich am N-Leiter befindet. Zur Steuerung des Triacs wird eine negative Spannung benötigt, daher liegt N „oben“ auf Potenzial 00. Die Diode D6 nimmt nur die negative Halbwelle ab, wobei D5 so gepolt ist, dass die Höhe der Halbwelle einigermaßen unabhängig von der Stellung des Schalters S1-1 ist und im Klein­spannungs­bereich bleibt. D18, D3 und R7 bilden eine Konstant­strom­quelle für 70 mA. Damit darf die Gesamt­strom­aufnahme der Schaltung wegen Halb­wellen­betrieb 35 mA nicht über­schreiten. Die Z-Diode D10 und die in IC3 eingebaute Z-Diode von nominell 9,25 V stellen eine Schienen­spannung von etwa –15 V auf 15N ein. Die unter­schiedlichen Speise­spannungen von IC3 und IC2 erfordern eine kompli­zierte Strom­versorgung des Ganzen und den Potenzial­versetzer mit IC1A und vier gleichen Präzisions­widerständen.

Defektursache: Heikel zu finden mit der Oszi-Tastspitze an der geöffneten Heißluftpistole am Netz und bei voller Leistung, weil für diese Leistung kein Trenn­trafo zur Verfügung steht. Stecker so gedreht, dass die Schaltung einigermaßen Schutz­erde-Potenzial hat. Trotzdem noch genügend berühr­gefährliche Bauteile: Kühlblech Triac, Einschalter … Zunächst Untersuchung aller Versorgungsspannungen: Okay. Untersuchung der Funktion der Temperaturmessung: Okay. Mäusekino okay. Spannung am Sollwert-Potenziometer mit Sägezahn: Nicht okay. Sollte Z-dioden­stabilisierte Gleichspannung sein. Z-Diode okay.
Siehe Foto: Leiterzug gerissen. Hurra! Die Platine taugt nicht viel, das Kupfer reißt schneller als es klebt.

Fehlerbild: Mausetot. Sieht ungefähr so aus.

Untersuchung: Umfangreiche Zerstörungen mit Sputter­ereignis im Bereich des Hilfs­netzteils, ein Sperr­wandler mit vielen Ausgangsspannungen, bestehend aus einer Keramik-Hilfsplatine mit 14-poligem(!) UC3842 und gedruckten Widerständen, vieles kaputt, sowie einem 1,5-kV-MOSFET, ebenfalls kaputt. Während meine Bastelkiste mittlerweile gut für kaputte Netzteile ausgerüstet ist, diese beiden Exoten mussten einen monatelangen Weg (so ist das nun mal in der Un-Iversität) bei ihrer Reichelt-Bestellung gehen, und kamen schließlich 2× an.

Die Hilfsplatine habe ich ausgelötet und gesockelt sowie alle Bauteile untersucht und ggf. ersetzt. Auf dem Mainboard war der Source­widerstand explodiert und der Masse­bezug im Innern der Platine weggebrannt. Dieser war die hauptsächliche Sputterquelle. Wurde auf der Platinen­rückseite mit einem vernünftigen Draht­widerstand 0,22 Ω 2 W realisiert. Dann vorsichtige Inbetrieb­nahme mit 60 V aus einem Labor­netzgerät. Damit der UC3842 „anspringt“, 16 V aus einem zweiten Labor­netzgerät an dessen Strom­versorgungs­anschluss. Legt sofort los, und die Hilfs­spannung kann weggenommen werden. Am Drain des MOSFET entsetzlich hohe Spannungsspitzen von knapp 1000 V! Da ist wohl der Snubber-Kondensator hin! Dieser ist völlig fehl­dimensioniert, viel zu kleine Spannung für den 600-V-Zwischenkreis. Ein Wunder dass das Gerät so lange funktioniert hat. Der Kondensator hatte keine messbare Kapazität mehr. Ersatz durch einen mit 1600 V Spannung.

Gesamtansicht
Snubber-Kondensator
Schaltplanskizze
UC3842-Platine

Erklärungsversuch: Während der Umrichter als Ganzes für das Baujahr 1998 einen soliden Eindruck macht, was mit dem damaligen Stand der Technik so geht, erschreckt mich das Design des Hilfs­netz­teils als unausgegoren. Anscheinend hatte man dafür keinen geeigneten Entwickler bei SEW, „das lästige Hilfs­netz­teil macht mal der Student“.

Ich hätte die beiden in Reihe geschalteten Elkos des Zwischen­kreises mit einer Ladungs­pumpe ähnlich diesem Spannungshalbierer versehen. Was die Ausgleichs­widerstände und deren Verluste erspart. Und das Hilfsnetzteil mit der halben Zwischen­kreis­spannung betrieben. So braucht man zwar 3 MOSFETs, aber für die Ladungspumpe genügen 400 V Sperr­spannung (und werden kaum warm) und für den Sperr­wandler 600 V Sperr­spannung. Das ist insgesamt billiger und zuverlässiger.

Steckbrief: Hutschienen-Geraffel für den Schaltschrank. Eingang: Irgendwelche Sensoren. Ausgang: Ethernet.

Defekt: Mausetot. Im Innern klappert etwas loses. Nach dem Öffnen blieb die Art des Bauteils unklar: SMD-Tantalkondensatoren und SMD-Dioden (Schottky-Dioden, Suppressor-Dioden) sehen zum Verwechseln ähnlich aus!
Durch Verfolgung der Stromversorgung mit den beiden Schaltreglern LM2594M-ADJ entpuppte sich das Bauteil schließlich als Tantal-Elko 100 µF 16 V.

Gesamtansicht
Geplatztes Bauteil
Durch Elko ersetzt

Reparatur: Tantal-Elko (hat Kurzschluss) durch normalen Elko ersetzt.

Problem: Experimentiermaschine mit Parallelport und externem Arduino Uno, wäre besser eingebaut. Sechs Endschalter sowie grbl-Software kompatibel zur isel-Portalfräse.

Bildersammlung, Konstruktionsteile, Äpp via (zurzeit) WebSerial.