Umbau- und Verbesserungsprojekte
Kleine und vergleichsweise einfache Umbaumaßnahmen, die den
Gebrauchswert verschiedener Geräte erhöhen.
Inhalt
Adapter für Transformator-Messungen mit dem HM8118
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Trafo-Messadapter
Umbau eines alten Diaprojektors auf LED-Leuchtmittel
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Diaprojektor mit LED
Mit einer alten Pfaff-Nähmaschine große Garnspulen (Kopse)
verarbeiten......Fadenführung
Die RLC-Messbrücke HM8118 von Hameg bietet eine Einstellung zur
Messung von Transformatoren. Leider wird dafür ein spezieller Messadapter
(neudeutsch: Probe) benötigt, welcher unter der Bezeichnung
HZ186 angeboten wird.
Die Messung kann jedoch auch mit einfachen BNC-Leitungen erfolgen. Hierbei
müssen lediglich die Innenleiter der beiden negativen Anschlüsse
(L) des HM8118 miteinander verbunden werden.
Die entsprechenden Buchsen sind mit L Cur und L Pot beschriftet.
Diese parallelgeschalteten Leitungen stellen den gemeinsamen Anschluss von
Primär- und Sekundärwicklung dar (Common).
Der Anschluss H Cur des HM8118 wird mit der Primärwicklung
(Oberspannungsseite) verbunden, H Pot mit der Sekundärwicklung
(Unterspannungsseite).
Das Aufmacherbild zeigt meinen Selbstbau. Vier handelsübliche
BNC-Stecker mit Lötanschluss wurden mit den Stopfmuttern gemeinsam in
ein Stückchen Alu-Blech geschraubt. Die erwähnte Verbindung der
Innenleiter erfolgt durch einen isolierten Schaltdraht, der an die Innenleiter
gelötet und jeweils durch eine kleine Bohrung aus den Steckergehäusen
herausgeführt wurde.
Ein Stückchen schwarzer Schrumpfschlauch schützt das dünne
Drähtchen.
Um die Handhabung des Adapters zu vereinfachen, wurden an den beiden
mittleren BNC-Steckern die Bajonett-Verriegelungen entfernt und auf die
Bajonett-Verriegelungen der beiden äußeren Stecker kleine, mit
dem 3-d-Drucker erstellte Hebelchen gepresst.
Damit die neue VA-Isolierflasche (vulgo: „Edelstahl“) in den
Trinkflaschenhalter meines Fahrrads passt, musste dieser geringfügig
modifiziert werden. Die beiden Enden des Haltebügels wurden unterhalb
der Montageplatte an der durch die beiden roten Pfeile markierten Stelle
um ein paar Winkelgrade nach außen gebogen. Nun passt die neue
Flasche, deren Durchmesser um ca. 6mm größer ist als die
originale Trinkflasche, leichtgängig in den Halter.
Für einen alten, rein elektromechanischen Diaprojektor aus den frühen
1960er-Jahren sind die erforderlichen 150 W-Leuchtmittel mit G17q-Sockel
leider nicht mehr im Fachhandel erhältlich. Zwar finden sich noch zahlreiche
Online-Angebote, deren Zustand jedoch zweifelhaft ist. Auch war die
Lebensdauer der über den Fachhandel erworbenen Glühlampen schon
immer vergleichsweise gering.
Der Projektor versorgt das Leuchtmittel mit 24 V-Wechselspannung.
Richtet man diese gleich, ergibt sich eine Gleichspannung, die ca. 33 V
beträgt.
In einem Online-Auktionshaus fand sich ein LED-COB-Modul mit warm-weißer
Lichtfarbe (3000-3200 K), dessen Nennspannung bei einer
Aufnahmeleistung von 30 W mit 33 V angegeben ist und das einen
Lichtstrom von 3300 lm abgibt.
Das LED-Modul wird auf einem kleinen Fingerkühlkörper montiert,
der im Luftstrom des Gerätelüfters angeordnet wird.
Der Kühlkörper wird auf eine Leiterplatte geschraubt, die einen
aus diskreten SMD-Schottkydioden aufgebauten Brückengleichrichter,
einen ebenfalls aus mehreren 1206-Widerständen zusammengesetzten
Widerstand mit 1 Ω/2,25 W, eine träge 1,2 A-Feinsicherung
und einen 470 μF/40 V-Elektrolytkondensator trägt.
Ein Stift aus 7 mm-Alu-Rundmaterial zentriert das Modul in dem
G17q-Sockel, zwei Stücke 1,2 mm Silberdraht stellen die elektrische
Verbindung her.
Mechanisch wird das Modul durch zwei M3-Senkkopfschrauben gesichert, die
in passende Gewindebolzen geschraubt werden. Diese Gewindebolzen ersetzen
die beiden Schrauben, welche den Lampensockel in dem Projektor fixieren, wie
im ersten Bild dieses Abschnitts dargestellt.
Das Infrarot-Filter zwischen den beiden Linsen des Kondensors wurde
entfernt und die der Lichtquelle zugewandte Kondensorlinse wurde weiter in
Richtung des Objektivs verschoben, um weiteren Raum für das LED-Modul
zu schaffen.
Meine kleine Küchenwaage verrichtet nun schon gute 10 Jahre
verlässlich ihren Dienst.
Eigentlich wäre alles gut, hätte sie nicht so
einen unbändigen Appetit auf CR2032-Knopfzellen — und davon
braucht sie auch immer gleich zwei Stück auf einmal...
Abhilfe schafft eine kleine Schaltung mit dem MCP1640D-Step-Up-Converter.
Er kann mit nur einer AA-Zelle bis um die 0,7 V herab betrieben werden.
Das kleine Platinchen im linken Teilbildchen rechts oben trägt den
Schaltregler, die Speicherdrossel, Ein- und Ausgangskondensator sowie
einen PNP-Transistor, der den Regler aktiviert. Über das schwarze
Kabel ist er mit dem Einschalt-Taster der Waage verbunden. Deshalb muss
auch unbedingt der D- oder der C-Typ des Schaltreglers verwendet werden,
da nur diese im ausgeschalteten Zustand die Batteriespannung am Ausgang
anliegen lassen. Das rote Kabel verbindet die 3-V-Versorgung des
Waage-Mikrocontrollers über einen 100 kΩ Widerstand
mit dem Enable-Eingang des Schaltreglers und hält diesen so lange
aktiv, wie die Waage eingeschaltet ist.
Von außen verhält sich die Waage also wie eh und je. Sie wird
über den Einschalt-Taster aktiviert und schaltet sich nach ein
paar Minuten der Nichtbenutzung selber wieder aus — nur mit dem
Unterschied, dass sie jetzt mit den alten AA-Zellen betrieben werden
kann, welche meine DCF77-Uhren und die Heizkörperregler nicht
volltständig leersaugen wollten.
Nachdem mir das Theater mit der regelmäßigen Kontrolle der
Pufferbatterie in meinem HP3478A auf Dauer zu blöd wurde,
kam mir die Idee, den SRAM-Baustein durch einen ATmega48 zu ersetzen.
Zuvor musste ich jedoch den Inhalt des SRAMs sichern. Dazu wurde kurzerhand
die i8039-MCU gesockelt. Aus einem alten DIL-Sockel bastelte ich mir einen
einfachen Adapter, an den über Flachkabel an ein kleines
ATmega16-Evaboard gekoppelt wurde. So konnte das SRAM (und auch gleich
noch das ROM) schnell ausgelesen und deren Inhalt via RS232 auf dem PC
gesichert werden.
Im nächsten Schritt wurde das SRAM ebenfalls ausgelötet und an seine
Stelle ein Sockel gelötet. In diesen Sockel wird das mega48-Modul
gesteckt, wie aus den beigefügten Bildern ersichtlich. Da Bauhöhe zur
Genüge zur Verfügung stand und ich mir beim Layout "keinen abbrechen"
wollte, steht die AVR-Platine senkrecht.
Zur Applikation des AVR gibts nicht viel zu sagen. Er arbeitet mit einem
20 MHz Quarz. Die 8 Adressleitungen liegen an PortD. Das Low-Nibble von
PortC liegt am Daten-Bus. C.5 ist mit CE2 verbunden,
/CE1, OD und R/W
liegen an Port B, an welchem auch die ISP-Schnittstelle hängt, deren
Signale nicht anderweitig verwendet werden.
Der AVR liest die Justagedaten aus seinem EEPROM. Im EEPROM liegen sie
gepackt, also immer zwei Nibbles in einem Byte vor. Im RAM bekommt jedes
Nibble sein eigenes Byte.
Schreibzugriffe landen zuerst im RAM, parallel dazu wird ein Flag
gesetzt. Erfolgt eine gewisse Zeit kein Zugriff auf das emulierte SRAM,
so speichert der AVR die geänderten Daten im EEPROM ab.
Die eigentliche I/O-Routine ist in Assembler programmiert. Das einzige
Problem, das mich längere Zeit beschäftigte, war dem Umstand geschuldet,
dass die MCU des Messgeräts /CE1 des SRAMs nach dem Lesen eines Nibbles
offensichtlich nicht deaktiviert — man darf also nach der Ausgabe eines
Nibbles nicht warten bis /CE1 inaktiv wird...
Ein weiterer Vorteil dieses Aufbaus, neben der Batteriefreiheit: Nach
einer neuen Justage können die neuen Abgleichdaten direkt aus dem EEPROM
des AVRs ausgelesen und gesichert werden.
Noch einfacher können die Kalibrier-Daten über das
rückseitige Bus-Interface (HP-IB, GPIB oder IEEE-488) ausgelesen
werden. Dazu wird das (undokumentierte) Kommando "Wa" an das
HP3478a gesendet (ohne Anführungszeichen), wobei "a" das
Adressbyte des auszulesenden Nibbles im Kalibrier-RAM als binärcodiertes
Byte darstellt.
Das HP3478a sendet darauf ein Antwort-Byte, welches das gelesene Nibble, addiert
mit dem Wert 64 (hex. 40), enthält.
Die 16 möglichen hexadezimalen Nibbles "0","1",...,
"E" und "F" werden somit durch die ASCII-Zeichen "@",
"A","B",...,"N" und "O"
dargestellt.
Mit dem ebenfalls undokumentierten Kommando "Xan" kann das Nibble
"n" an die Adresse "a" im Kalibrier-RAM
geschrieben werden, wobei das Nibble genauso codiert wird, wie zuvor beschrieben.
Die Kalibrier-Daten sind in 18 Blöcken zu je 13 Nibbles organisiert,
wobei jeder Block durch eine Prüfsumme gesichert ist.
Ein Block besteht aus 11 Daten-Nibbles und einem Prüfsummen-Byte.
Details dazu und das passende Testprogramm finden sich im Forum des EEVBLOGs.
An einen Sharp-Receiver XL-DAB151 sollte ein Subwoofer angeschlossen
werden. Leider verfügt der Receiver nicht über einen
entsprechenden Ausgang.
Da die beiden Class-D-Endstufen des Receivers als Brückenschaltungen
aufgebaut sind, ist eine einfache passive Summation der beiden
Leistungsausgänge nicht möglich.
Aus diesem Grund werden die Differenzsignale der beiden Kanäle
über einen Summations- und Subtraktionsverstärker auf ein
gemeinsames massebezogenes Signal umgesetzt. Die Dimensionierung der
Operationsverstärkerschaltung kann dem Buch
Halbleiterschaltungstechnik von Tietze und Schenk entnommen werden.
Die 1,5-nF-Kondensatoren sorgen für ein Tiefpassverhalten und
unterdrücken die PWM-Signalanteile. Der Subwoofer verfügt
über ein eigenes Tiefpassfilter an seinem Eingang.
Da der Operationsverstärker unsymmetrisch gespeist wird, ist an seinem
Ausgang der Koppelkondensator C6 erforderlich. R10 sorgt
für einen definierten Gleichspannungspegel von 0 V am Ausgang
und bildet mit R9 einen Spannungsteiler.
Ein Radioempfänger mit Infrarot-Fernbedienung beschallt in meiner
Wohnung auch einen benachbarten Raum. Leider besteht kein direkter
Blickkontakt, so dass das Gerät aus dem Nachbarraum nicht per
IR-Fernbedienung gesteuert werden kann. Anstatt eine aufwändige
Umsetzerschaltung zu entwerfen, die eine eigene Stromversorgung
benötigt hätte, wurde an das Gerät ein zweiter
IR-Empfänger über eine Leitung angeschlossen.
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Für die Erweiterung musste zuerst überprüft werden, dass der
IR-Empfänger über einen Open-Collector-Ausgang verfügt, was
durch eine einfache Messung am geöffneten Gerät schnell
verifiziert werden konnte. Das Bild zeigt in der linken Hälfte die
Bestückungsseite der Leiterplatte mit dem dreibeinigen
IR-Empfänger.
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Im nächsten Schritt musste die Trägerfrequenz des IR-Signals
ermittelt werden. Die Messung erfolgt mittels eines Oszilloskop,
an welches eine passende Fotodiode oder eine IR-Leuchtdiode angeschlossen
wird.
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Nun wird ein zu der ermittelten Trägerfrequenz passender IR-Empfänger
mit Open-Collector-Ausgang beschafft. In meinem Fall war es der TSOP
31238, der für eine Trägerfrequenz von 38 kHz
ausgelegt ist.
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Anschließend werden Versorgungsspannung (Vcc), Masse (Gnd) und Signal
an eine, in die Rückwand des Geräts montierte Buchse geführt.
Im besten Fall können diese direkt am IR-Empfänger des Geräts
abgegriffen werden, wie im Bild oben auf der rechten Seite dargestellt: Auf
der Lötseite der Leiterplatte wird ein Steckverbinder auf die drei
Pins des IR-Empfänfgers gelötet. Da kein passender dreipoliger
Steckverbinder vorhanden war, musste ein fünfpoliger verwendet werden.
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Für die Buchse wird nun eine dreiadrige Leitung mit ausreichender
Länge hergestellt. An deren Ende wird der beschaffte IR-Empfänger
und ein mittelgroßer Elko gelötet und ggf. mit Schrumpfschlauch
oder Heißkleber geschützt oder dieser in ein kleines Gehäuse
eingebaut.
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Nun kann der zweite Empfänger in dem gewünschten Raum montiert
werden.
Als Besitzer zahlreicher älterer elektronischer Geräte muss ich
hin und wieder EPROMs programmieren, da die originalen Speicher mit der
Zeit ihren Inhalt vergessen. Für diesen Zweck leistet mir der preiswerte
Universalprogrammer TL866 gute Dienste.
Leider ist seine Programmierspannung auf maximal 21 V begrenzt.
Viele ältere EPROMs, wie z.B. das oben abgebildete 2732, welches ein
2716 aus einem Norma D4000 Multimeter ersetzen soll, benötigen
jedoch 25 V.
Der einfache Ansatz: Ein Adapter, der über ein Labornetzgerät mit
der gewünschten Programmierspannung versorgt wird und diese an das zu
programmierende IC schaltet, sobald der TL866 seine Programmierspannung
aktiviert.
Hier der sehr übersichtliche Schaltplan:
Nachtrag:
Da der TL866 zwischenzeitlich durch den TL866II plus ersetzt
wurde, der nur noch maximal 18 V Programmierspannung erzeugen kann,
muss die Schaltung angepasst werden, indem eine Zenerdiode mit geringerer
Durchbruchspannung verwendet wird. Die Zenerspannung sollte ca. 3 V
unter der Programmierspannung liegen, die der Programmer an das EPROM anlegen
kann.
Um mit meiner alten Pfaff Nähmaschine 362 auch die neuen großen
Garnspulen bzw. Kopse verarbeiten zu können, die nicht direkt auf die
Spulenhalter der Maschine gesteckt werden können, wurde eine kleine
und einfache Vorrichtung entworfen, welche die sichere Fadenführung
gewährleistet. Ohne diese Vorrichtung verklemmte sich der Faden nach
kurzer Zeit an der Maschine oder warf den Kops um, wenn der Faden nicht mehr
exakt senkrecht nach oben abgezogen wurde.
Die Vorrichtung besteht aus einem Z-förmig gebogenen, ein Millimeter
dicken Aluminiumblech.
In dessen oberen kurzen Schenkel befinden sich zwei Bohrungen mit einem
Durchmesser von 5 mm.
Der Halter wird mit diesem Schenkel auf die beiden Spulenhalter der
Nähmaschine gesteckt.
Auf dem unteren Schenkel steht die Fadenspule (Kops).
Zu dessen Sicherung wurden die beiden Ecken rechtwinklig nach oben gebogen.
Der Faden wird durch einen Drahtbügel, der ebenfalls auf die beiden
Spulenhalter der Nähmaschine gesteckt wird, mittig von der Fadenspule
abgezogen.
Ein weiterer Drahtbügel sichert den Kops gegen umkippen.
Die Bügel wurden aus alten Fahrradspeichen gebogen.