= Laborausstattung =

[williwilli]

Schon längere Zeit trage ich mich mit dem Gedanken, die seit Jahren in der Bastelecke "herumfliegenden" Platinchen, alle im Internet gefundenen Ideen sowie die "Wollte-ich-schon-immer-mal-haben"s zu realisieren. Jetzt hat meine Frau mich angeschoben - also wird's realisiert...

Der hochtrabenden Titel verspricht mit Sicherheit mehr, als am Ende dabei herauskommen wird. Ich kann (und will auch nicht) mit der Qualität der professionellen Laborausstatter konkurrieren. Aber für mich und meine Zwecke soll es auf jeden Fall reichen.

Geplant (und teils in Arbeit) ist auf jeden Fall der Bau folgender Komponenten:
- Induktivitätsdekade
- Elko-Dekade
- Kapazitätsdekade
- mehrere Widerstandsdekaden
- Elektronische Last
- Frequenz-, Impuls- und PWM-Generator
- Impuls- und Frequenzmesser
- RLC-Meßbrücke
- Bauteiltester

Als weitere Möglichkeiten halte ich mir offen:
- Hochspannungsgenerator
- Zeitnormal
- Rauschgenerator
- Daten-Logger
- Protokoll-Analysator
- DDS-Signalgenerator
- Spektrum-Analyzer
- zusätzliche Netzgeräte

Ich weiß, das so ein Thema nicht unbedingt was mit Robotern zu tun hat. Aber vielleicht gibt's den Einen oder Anderen hier, der Interesse an "mal was anderem" hat. Und wenn hier und da Jemand eine Idee gebrauchen kann - warum nicht?

Also: Soll ich? Wenn Keiner was davon wissen will, laß' ich es...


Eine Bitte hab' ich doch: Keine Diskussionen über das Warum. Ist Hobby, und ich will es eben...

[williwilli]

Als kleiner Appetitanreger hier schon mal ein Bild des ersten fertiggestellten Gerätes. Da ich ein Freund von doppeltem Nutzen bin und Platzverschwendung hasse, habe ich die Induktivitätsdekade und eine einfache elektronische Last / Stromsenke in einer Box zusammengeführt...

http://img825.imageshack.us/img825/3272/dekade1.jpg (http://img825.imageshack.us/i/dekade1.jpg/)

[Searcher]

Also: Soll ich?
Ja,klar!!!


Wenn Keiner was davon wissen will, laß' ich es...
Also echt... Spätestens mit der Induktivitätsdekade will zumindest ich mehr sehen. Sieht übrigends toll aus!

Gruß
Searcher

[chr-mt]

Hi,
sieht sehr schön aus!
Wie hast du die Beschriftung gemacht ?
Kannst du auch ein Bild vom Innenleben machen ?

Gruß
Christopher

[williwilli]

Zum Innenleben: Die Induktivitätsdekade ist einstellbar von 0,1 µH bis 1,2 H in Schritten von 0,1 µH. Die Spulen liegen mit ihren Toleranzen bei ca. 8% (besser ließen sie sich nicht selektieren) und wurden direkt auf die Drehschalter gelötet. Die Güte der Dekade liegt über den gesamten Bereich bei ca. 35; die parasitären Kapazitäten durch die Verkabelung betragen etwa 22 pF.

http://img600.imageshack.us/img600/2409/dekade1a.jpg (http://img600.imageshack.us/i/dekade1a.jpg/)


Die elektronische Last ist auf Basis eines 2N3772 aufgebaut und wird mit einem 40mm Lüfter aktiv gekühlt. Der Transistor war ein Kompromiss im Hinblick auf einen möglichen Netzteil-Neubau; er kann bis 100V / 20 A mit einer Gesamt-Verlustleistung von 150W. Im Test konnte ich aber nur 90W verbraten (mehr gibt mein altes Netzteil nicht her). Im Dauerbetrieb konnte ich den Kühlkörper nach etwa 30 Minuten immer noch anfassen...

http://img507.imageshack.us/img507/46/dekade1b.jpg (http://img507.imageshack.us/i/dekade1b.jpg/)

[williwilli]

@chr-mt: Bilder? Bitteschön...

Die Beschriftung besteht aus zwei Teilen: Buchstaben und Zahlen sind die klassischen Anreibebuchstaben aus den Anfängen der Platinenherstellung, nur eben in weiß. Gibt's bei Conr* in verschiedenen Größen.
Die Linien mache ich mit einem Edding 780 paint marker, einem weißen Lackstift mit 0,8mm Spitze. Saut alles voll (Lineal, Finger...), ist aber wasserfest, lichtbeständig und ziemlich abriebfest...

[dremler]

Ich schließe mich mal an....vor allem die Sachen DDS etc interessieren mich.

Eventuell kannst du auch mal beim C't Lab spionieren:P

Viele Bilder sind immer gut:)

was bezahlst du für so ein Gehäuse?


Bei Spektrum Analyzer, könnte man da einen Antennenanalyzer mit implementieren?

Oder man macht gleich ein FPGA Board, was mich noch mehr interessieren würde:)

[oberallgeier]

... Linien ... mit ... 780 ... Saut alles voll (Lineal, Finger...) ...Der saut nicht alles voll. Oder, anders ausgedrückt: mittlerweile, bei meinem zweiten, weiß ich, wie diese Primadonna behandelt werden muss.
- IMMER mit der Spitze nach oben stellen. Andernfalls sedimentieren die Pigmente in den Schreibfilz und er lässt sich nach ein paar Tagen Ruhe kaum wieder anschreiben (zum Schreiben bringen). In der Stellung "Spitze nach oben" sedimentieren die Pigmente aus dem Filz raus - und das Anschreiben klappt auch nach einer Ruhepause von mehreren Wochen, siehe nächster Punkt.
- Vor dem Beschriften auf einer alten Zeitung hin- und herkrixeln. Damit wird das fast pigmentfreie Lösungsmittel aus dem Filz gesaugt und die pigmentierte "Tinte" wird nachgefördert.
- IMMER möglichst ohne Temperaturschwankungen aufbewahren. Sonst: Spitze nach unten und Temperaturschwankungen führen zu mittelprächtigen Schwei..reien: nämlich dazu dass das Ding stark atmet und die weiße Brühe läuft neben der Faserspitze aus dem Stift. Beim Abheben der Kappe ist dann die Farbe in mehr oder weniger weitem Umfeld zu sehen.
- Den Ratschlag der Verkäufer, den Stift vor dem Anschreiben mit dem Schreibfilz mehrfach auf die Unterlage zu pressen, befolge ich nicht. Damit wird kräftig "Tinte" aus dem Schreiber gepumpt und das kann zu unschönen Überflutungen führen. Und Klecksen und solchen Anzeigen von getaner Arbeit . . . .

So habe ich mittlerweile meinen Stift seit etwa zwei Jahren und beschreibe Platinen, Controller, Marmeladegläser, Geschenkgläser etc usw usf.

Meinen ersten Stift hatte ich nur zwei, drei Tage. Der wurde offenbar im Geschäft geöffnet und "schlecht behandelt". Wurde vom Geschäft wieder zurückgenommen.

Ach so, ja. Ein sagenhaft schönes, interessantes Projekt.

[Besserwessi]

Bei den größeren Induktivitäten werden sich die Spulen gegenseitig beeinflussen. Die werden sich also nicht einfach addieren.

Wenn der Transistor bis maximal 150 W ausgelegt ist, würde ich auch nicht über 90 W gehen. Selbst die 90 W sind schon reichlich. Die 150 W gelten für perfekte Kühlung auf 25 Grad am Gehäuse - selbst mit Wasserkühlung nicht einfach. Außerdem ist damit noch nicht jede Kombination die 150 W gibt erlaubt. Der sichere Arbeitsbereich ist bei höheren Spannungen oft kleiner.

[williwilli]

...führen zu mittelprächtigen Schwei..reien: nämlich dazu dass das Ding stark atmet und die weiße Brühe läuft neben der Faserspitze aus dem Stift...
Genau das ist der Effekt! Danke für die Tipps - damit kann's ja jetzt nur noch besser werden...



Bei den größeren Induktivitäten werden sich die Spulen gegenseitig beeinflussen.
Ich gehe durch den Aufbau davon aus, daß dies auch schon bei den kleinen Werten passiert. Mein Meßgerät zeigt mir aber (bei 400Hz fixer Meßfrequenz) beim Umschalten einen nahezu linearen Anstieg der Induktivität (im Bereich der Toleranzen) an. So lange die Beeinflussung (scheinbar) überall gleich ist, und/oder bis ich eine bessere Meßmethode habe, kann ich damit leben...



Selbst die 90 W sind schon reichlich.
Weiß ich; wollte aber mal sehen, ob er's schafft. Wenn ich 150W hätte, würde ich wahrscheinlich die Zeit stoppen, bis ich den Transistor gebraten habe und ihn dann austauschen. Die Hälfte der Zeit würde ich dann als sicher betrachten...

[williwilli]

@dremler: Die 19"-Gehäuse gibt's bei Polli*, BestNr. 460017 bis 460020. Der Preis liegt je nach Höhe zwischen 27 und 37€. Sehen gut aus und sind auch stabil, aber einen Teil der Montagelöcher (meist im Deckel) muß man etwas vergrößern, sonst passt es nicht...

[Hessibaby]

Das ist doch schon ein schöner Anfang :-)
Ich bleibe am Ball

[paul_w_]

Kann mich nur meinen Vorrednern anschließen.
sehr tolles Projekt.

LG

[PICture]

Hallo!

@ williwilli

Ich bin der gleicher Meinung wie Besserwessi. Für mich wäre so eine toll aussehende Induktivitätsdekade für Entwicklungen wegen Größe und eigener Kapazität unbrauchbar, weil ich mich kaum mit Audiofrequenzen beschäftige. :(

MfG

[dremler]

geht wohl doch nicht weiter?

[williwilli]

@dremler: Nur keine Panik. Ich habe noch 'nen Beruf, 'ne Familie sowie andere Hobbies ;-) und will auch nicht jede gezogene Leitung dokumentieren...

Letztes Wochenende habe ich die Fronten von zwei weiteren Gehäusen gebohrt und beschriftet, jetzt bin ich am Aufbau der Elko-Dekade. Bilder folgen...

[williwilli]

Hier die versprochenen Bilder...

Geplant ist jetzt im zweiten Schritt eine Elko-Dekade. Sie soll von 0,1 µF bis über 20000 µF reichen, beim Abschalten eines Elkos soll dieser zudem über einen Widerstand entladen werden. In den verbleibenden Platz im Gehäuse wird ein umgebautes altes PC-Netzteil als Spannungsquelle für 5V eingebaut.
Am vergangenen Wochenende habe ich also die Frontplatte dafür (sowie eine weitere Front und drei Rückwände) gebohrt und beschriftet:

http://img844.imageshack.us/img844/7479/dekade2a1.jpg (http://img844.imageshack.us/i/dekade2a1.jpg/)

Bei ein paar Bohrungen war der Vorschub etwas zu hoch :-( Die Kratzer in der Front sind jedoch mit bloßem Auge kaum zu erkennen und verschwinden größtenteils unter den Schalterringen; die verschmierte Farbe ist inzwischen beseitigt...

Hier habe ich schon mal angefangen, die Schalter und Buchsen einzubauen:

http://img593.imageshack.us/img593/2862/dekade2a2.jpg (http://img593.imageshack.us/i/dekade2a2.jpg/)

Ich glaub', es sieht edel aus, wenn's mal fertig ist...

Und hier ein Blick auf das begonnene Innenleben:

http://img689.imageshack.us/img689/1087/dekade2a3.jpg (http://img689.imageshack.us/i/dekade2a3.jpg/)

Zuerst wollte ich die Elkos direkt auf die Schalter löten, das klappt aber aus Platzgründen nicht so recht. Also werden die Gruppen jeweils auf einem Stück Lochrasterplatine zusammengefasst...
Glücklich bin ich mit dem dadurch entstehenden (befürchteten) Kabelverhau nicht, aber ist mir noch keine bessere Idee gekommen.

[williwilli]

Weiter geht's. Dieses Wochenende war wieder mal bastel-intensiv...

Der Drahtverhau ist tatsächlich so geworden, wie ich befürchtet habe:

http://img41.imageshack.us/img41/8532/dekade2a5.jpg (http://img41.imageshack.us/i/dekade2a5.jpg/)

Aber es funktioniert! Die Dekade reicht von 0,1µF bis über 25.000µF, dabei liegt die gemessene Restkapazität bei ca. 60 pF und damit deutlich besser, als ich bei diesem Aufbau erwartet habe. Eine Restinduktivität ist mit meinen Möglichkeiten nicht meßbar, muß also kleiner 1 µH sein...
Dafür habe ich die Grenzen meines Kapatitätsmessgerätes ausgelotet: Kalibriert mit einem 1µF-Kondensator (0,5%) kann ich unter ca. 100µF meine Dekade sauber ausmessen und liege bei ca. 3% Toleranz. Danach steigt die Meßungenauigkeit bis auf über 50% an. Bester Effekt: Schalte ich einen kleineren Elko zu dem 10.000µF dazu, sinkt die Gesamtkapazität. Mein Meßgerät ist für die hohen Werte also nur ein Schätzeisen...

In den verbleibenden Platz habe ich ein altes PC-Netzteil als 5V-Spannungsquelle eingebaut. Wie so oft beschrieben: Sowohl das grüne Kabel auf Masse als auch 10Ohm/5W als Grundlast von 5V auf Masse. Das Netzteil läuft sauber an...

http://img139.imageshack.us/img139/2346/dekade2a6.jpg (http://img139.imageshack.us/i/dekade2a6.jpg/)

Aber mit den Meßergebnissen bin ich ganz und gar nicht zufrieden: Im Leerlauf (gut, die interne Grundlast ist da...) 5,19V, das wäre o.k. Aber unter Last bricht die Spannung zu schnell ein. Obwohl es laut Typenschild 30A können sollte, werden die zulässigen 4,75V schon bei ca. 10A unterschritten. Wahrscheinlich ist das Teil schon zu alt (ca. 8 Jahre) und die Primär-Elkos werden trocken.
Mal schauen, ob das zweite Teil, was hier noch rumsteht, besser ist. Dann wird dieses hier auf 12V umgebaut...
Netter Nebeneffekt: Damit weiß ich, das meine elektronische Last bis auf ca. 0,35 Ohm herunterregeln kann.

Von außen sieht die fertige Box wirklich gut aus:

http://img510.imageshack.us/img510/6158/dekade2a4.jpg (http://img510.imageshack.us/i/dekade2a4.jpg/)

[Besserwessi]

Das Original Metallgehäuse würde ich beim PC Netzteil lieber dran lassen. Die verursachen auch so schon genug HF-Störungen.

[Hessibaby]

Solange Du nicht Beides gleichzeitig nutzt ist der Aufbau o.K., aber ELKOS sind sehr temperaturempfindlich.
Solange das Netzteil in einem geschlossenen Gehäuse betrieben wird ist das mit der abgestrahlten HF nicht so tragisch.
Der Spannungseinbruch auf 4,75V liegt daran, dass die meisten Netzteile auf die 3,3V regeln. Hier mal einen Mindestlast dran.

[williwilli]

Das Original Metallgehäuse würde ich beim PC Netzteil lieber dran lassen. Die verursachen auch so schon genug HF-Störungen.
Man merkt den blö** Gehäusen an, daß sie nicht dazu gedacht sind, regelmäßig geöffnet zu werden. Geiz ist geil - die Bleche werden nur gestanzt und gebogen... Da ich mir an den teils extrem scharfen Kanten mehrfach in die Finger geschnitten habe, sind sie in den Müll geflogen...



Solange Du nicht Beides gleichzeitig nutzt ist der Aufbau o.K., aber ELKOS sind sehr temperaturempfindlich.
Solange das Netzteil in einem geschlossenen Gehäuse betrieben wird ist das mit der abgestrahlten HF nicht so tragisch.
Der Spannungseinbruch auf 4,75V liegt daran, dass die meisten Netzteile auf die 3,3V regeln. Hier mal einen Mindestlast dran.
In meiner Bastelecke gibt's auch noch ein normales Doppelnetzteil mit 2 * 30V/3A. Es nicht für den "Regelfall" nicht beabsichtigt, Netzteil und Dekade gleichzeitig zu betreiben - nur wenn mal ausnahmsweise viel Strom benötigt wird. Ich wollte die beiden alten Netzteile eben nicht wegwerfen...
Die Temperatur innerhalb des 19"-Gehäuses hatte sich beim Betrieb des Netzteiles mit 5V/10A auch nach ca. 30 Minuten noch nicht nennenswert erhöht. Ist eben kein PC unter Vollast...

Ein ca. 8 Jahre altes ATX-Netzteil regelt auf 3,3V? Das wäre mir neu. Die Hersteller haben erst vor ein paar Jahren auf doppelte Regelung (3,3V und 5V) umgestellt, davor waren immer nur die 5V geregelt (den 5V-Regelpfad habe ich lokalisiert). Ich kann den 3,3 V mal eine Grundlast spendieren, verspreche mir aber wenig davon. Ist aber auch kein größeres Problem: Das zweite Netzteil kann 5V/40A. Wenn's funktioniert, wird dieses hier zu 12V/12A umgebaut.

[Hessibaby]

Oh, noch ein Netzteil nach ATX1.1, ok, die regeln nur auf 5V !

[williwilli]

Damit niemand denkt, ich wäre die letzten Wochen (trotz Weihnachten und Silvester) untätig gewesen: Die normale Kapazitätsdekade war dran.

Zuerst sind die 5 gewünschten Dekaden zusammengelötet worden. Links beginnend mit der Platine für den 1µF-Bereich, rechts endend mit dem 100pF-Bereich. Bei diesem habe ich die Werte kleiner gewählt und Trimm-Kondensatoren vorgesehen, um parasitäre Kapazitäten durch den Aufbau auszugleichen.

http://img510.imageshack.us/img510/6139/dekade3a1.jpg (http://img510.imageshack.us/i/dekade3a1.jpg/)

Vom Innenleben gibt's derzeit kein Foto. Der Drahtverhau ist mir aber etwas besser wie bei der Elko-Dekade gelungen... Die Kennwerte sind zufriedenstellend: Die Dekade reicht von 100pF (bei ca 4% Toleranz) bis über 16,5µF (bei einer Toleranz von 2%). Die gemessene Restkapazität liegt bei unter 40 pF; eine Restinduktivität ist bei dieser Dekade ebenfalls nicht meßbar (also auch kleiner 1 µH).

[williwilli]

@Hessibaby: Ich muß Abbitte leisten... Nachdem das zweite PC-Netzteil nach dem Umbau genauso bescheidene Werte lieferte, bin ich Deinem Rat gefolgt und habe dem 3,3V-Zweig auch eine Grundlast von 1A spendiert. Man sollte doch ab und an den Ratschlägen Anderer sofort folgen...
Siehe da - allerliebst:
Das 5V-Teil liefert bis ca 12A (kleiner geht der Widerstand meiner Last nicht) eine saubere Spannung und verliert dabei nicht einmal 0,2V. Das umgebaute 12V-Teil liegt bis zu den auf dem Typenschild angegebenen Werten (12A) innerhalb der Toleranzen; bei 17A sind es immer noch 11V.
Das Gehäuse des Transistors in der elektronischen Last war dabei aber innerhalb von 15s auf über 100°C...

Hier ein Bild der bisher fertig gestellten Boxen:

http://img524.imageshack.us/img524/6936/dekade4.jpg (http://img524.imageshack.us/i/dekade4.jpg/)

[williwilli]

Und damit es mir nicht langweilig wurde, dabe ich noch ein wenig herumgelötet...

http://img809.imageshack.us/img809/3601/box51.jpg (http://img809.imageshack.us/i/box51.jpg/)

Ein kleines Netzteil mit 2 * 12V für den geplanten UV-LED-Platinenbelichter. Vorgesehen sind 192 UV-LEDs auf der Fläche zweier Euro-Platinen. Die weiß lackierten Platinen im Hintergrund sind dafür.
Ein weiteres Netzteil mit +-12V und +-8V für den Funktionsgenerator. Das kleine Platinchen im Vordergrund ist der Prototyp des Rechteck-Teiles mit PWM auf Basis eines TL494.

Da arbeite ich aber noch dran...