Langzeitmessungen mit Keithley und Matlab

Keithley2000 Tischmultimeter

Ein alter Begleiter im Bereich Messgeräte ist das Tischmultimeter von Keithley. In unseren Labors  werden vorwiegend die Typen der 2000er Serie eingesetzt. Es gibt sie in unterschiedlichen Ausstattungsvarianten betreffend der Schnittstellen zur Aussenwelt. Hier ist GBIP-Bus natürlich ein Standard, ebenso wie RS232. Die neueren Geräte besitzen mittlerweile ein LAN Interface mit dem eine Kommunikation über das InternetProtokoll möglich ist. Über jede dieser Schnittstellen kann über „Standard Commands for Programmable Instruments“ (SCPI) mit dem Gerät kommuniziert werden. In diesem Beispiel werde ich das Keithley 2000 über Matlab ansteuern und zyklisch über einen längeren Zeitraum Messwerte auslesen, diese in Matlab speichern und schlußendlich in einem Plot ausgeben – quasi einen simplen Datalogger konfigurieren. Der Zweck dieses Aufbaus ist es, den Spannungsverlauf (bzw. auch Strom) eines Akkus bzw. Batterie eines Low-Energie Device zu erfassen.

Rückseite des Keithley 2000
GPIB Interface (IEEE488)
RS232 Schnittstelle

In diesem Beispiel werde ich die serielle Datenübertragung per klassischer RS232 Schnittstelle verwenden, da diese für meine Anwendung vollkommen ausreicht. Zudem kann ich mir die Installation der Treiberpakete für das GPIP-USB Interface ersparen. 🙂 Da viele der aktuellen Rechner und Laptops auch keine RS232 Ports mehr haben, muß ein USB-RS232 Adapter (beispielsweise FTDI232 etc.) her.

USB-RS232 Adaper am Keithley2000

Ist die Verbindung zwischen dem Multimeter und dem Rechner hergestellt, kann, wie in diesem Beispiel, über ein Matlabscript kommuniziert werden. Dem Keithley muß nur mehr mitgeteilt werden, dass es über die serielle Schnittstelle „sprechen“ soll. Die folgenden Code-Schnipsel zeigen, wie man einfach über SCPI Daten auslesen kann:


serialObject = instrfind('Type', 'serial', 'Port', 'COM26', 'Tag', '');
%serialPort = 'COM23';
%serialObject = serial(serialPort,'BaudRate',9600, 'DataBits',8);

if isempty(serialObject)
serialObject = serial('COM26','BaudRate',57600, 'DataBits',8);
else
fclose(serialObject);
serialObject = serialObject(1)
end

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%
% Sourcemeter 2000 setup
%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
fopen(serialObject)
% fprintf(serialObject,':*RST')

time = now;
voltage = 0;
%%
figureinstanz = figure('NumberTitle','off',...
'Name','Spannungslogg',...
'Color',[0 0 0],'Visible','off');
plotinstanz = plot(voltage,time,'Color','red');

%% Messzeit und evtl Messintervall
stoptime = 10; %60 seconds
timeInterval = 1; % brauch' ma jetzt nicht

% Messgeraet einstellen
fprintf(serialObject,':SOUR:FUNC:MODE CURR'); % current source selection.
fprintf(serialObject,':SOUR:CURR:MODE FIXED'); % changes voltage mode to fixed
fprintf(serialObject,':SOUR:CURR:LEV 0'); % sets current to 0

fprintf(serialObject,':SENS:FUNC "VOLT"');
fprintf(serialObject,':SENS:VOLT:PROT 4');
%fprintf(serialObject,':SENS:CURR:RANG:AUTO ON');
fprintf(serialObject,':SENS:VOLT:RANG 10');
fprintf(serialObject,':FORM:ELEM VOLT');

% %fprintf(serialObject,':TRAC:COUN 1');
% %fprintf(serialObject,':TRAC:FEED:CONT NEV');
%
%
% fprintf(serialObject,':TRAC:CLE');
%
% fprintf(serialObject,':TRAC:POIN 10');
% fprintf(serialObject,'TRAC:FEED:SENS');
% fprintf(serialObject,'TRAC:FEED:CONT NECT');
% fprintf(serialObject,'TRIG:COUN 10');
% fprintf(serialObject,':OUTP ON');
%
% fprintf(serialObject,':INIT');
% fprintf(serialObject,':TRACE:DATA?');

%% Daten abholen
count = 1; voltage(1)=4
tic;
time=toc;
% while time<=stoptime
while voltage>=1.5
% fprintf(serialObject,':INIT');
% fprintf(serialObject,':TRAC:FEED SENS');
% fprintf(serialObject,':TRAC:DATA?');
%
fprintf(serialObject,':READ?');
voltage(count) = fscanf(serialObject,'%f');
time(count) = toc;
set(plotinstanz,'YData',voltage,'XData',time);
set(figureinstanz,'Visible','on');
pause(timeInterval);
count = count +1;
end

figure(1);
plot(time,voltage);
grid on; hold on;
xlabel('Zeit [s]'); ylabel('Batteriespannung [V]')
title('Spannungsverlauf Batterie 3V Lithium (2032 mit Modul) im default mode');

% fprintf(serialObject,':OUTP OFF');
%% Put the instrument in local mode
fprintf(serialObject,'SYSTEM:LOCAL');
fclose(serialObject);

Wie so ein Datalog dann aussieht ist in der folgenden Grafik dargestellt. Hier ist der Spannungsverlauf einer nahezu entladenen Batterie bis zum Abschalten des Verbrauchers über die Zeit aufgezeichnet worden.

Frohe Weihnachten 2017

Frohe Weihnachten an die Besucher des Blogs!

Das dritte Jahr „Technik- und Retroblog“ ist jetzt um und ich habe es geschafft, mindestens einen Beitrag im Monat zu erstellen. Es gibt auch noch reichlich Material aus alten Zeiten, worüber ich hier wieder posten möchte. Die Zugriffsstatistik auf die Blogseite zeigt mir auch, dass sich auch einige Besucher hierher verirren…

Ich bin auch immer wieder auf der Suche nach kleinen, kuriosen Geräten und Spielzeugen aus den 70er, 80er Jahren. Doch Vieles ist nicht mehr zu bekommen und komplett verschwunden. Es wird leider immer schwieriger Dinge aus seiner Jugendzeit zu finden. Aber wir werden sehen, was das neue Jahr bringen wird 🙂

In diesem Sinn:

Fröhliche Weihnachten und schöne Feiertage!

 

LCR-Meter über Matlab auslesen

LCR-Meter 4297A Agilent

In diesem Post möchte ich mich einmal etwas anderem widmen. Es geht nicht um Retrotechnik, sondern um eine Kleinigkeit, die mir das Arbeiten im Büro erleichtert. Eines der vielen Messgeräte mit denen ich zu tun habe, ist ein Agilent LCR-Meter. Mit dem LCR-Meter 4297A kann man bekannterweise ja die Induktivität, die Kapazität, etc. von elektrischen Bauteilen und generell von Strukturen, die dem Bereich der Elektronik/Elektrotechnik zugeordnet sind, messen. Grob gesagt, der 4297A misst eigentlich nur Strom / Spannung, die Phasenlage  zwischen den beiden und die Energierichtung. Und das bei einer bestimmten Frequenz. Mathematisch werden dann aus diesen Paramatern alle Größen wie L,C,R,X,Y,Q,PHI,… errechnet und ausgegeben. Die Frequenz hier hierbei vom 1MHz bis 3GHz (in 100kHz Schritten) einstellbar. Idealerweise kann das Messgerät nicht nur in einem Frequenzpunkt messen, sondern auch in vielen. Mit „vielen“ ist hier gemeint, dass das Messgerät Frequenztabellen mit 32 Einträgen erzeugen kann. Von diesen Tabellen existieren acht Stück. So ist es möglich, den Verlauf einer gemessenen Größe in Form einer Kurve darzustellen. Allerdings ist das ziemlich umständlich. Die Inhalte der Tabellen müssen händisch (als „csv“ Dateien) Tabelle für Tabelle exportiert und gespeichert werden. Das bedeutet, jede Tabelle muss einzeln angewählt werden. Danach ist der Dialog „Export List View“ zu selektieren – dann ein Speicherpfad und Dateiname anzugeben. Erst jetzt werden die ersten 32 Datensätze exportiert. Dieser Vorgang ist insgesamt acht mal zu wiederholen. Gespeichert wird auf eine 3,5 Zoll Floppy Disc – das einzige verfügbare Medium. Man könnte den 4297A optiona auch in ein LAN hängen und eine Dateifreigabe einrichten. Der händische Export bleibt aber nicht erspart. Auf einem „normalen“ Rechner können die  .csv Files jetzt geöffnet werden. Die müssen dann im postprocessing händisch zusammengefügt werden. Erst jetzt kann aus den Daten ein Diagramm gebastelt werden. Hier bietet sich als Tool Matlab von Matworks an, das in unseren Laboren im Rahmen der Ausbildung häufig eingesetzt wird.

NI GPIB – USB Controller

Um diesen umständlichen Prozess wesentlich zu vereinfachen, habe ich ein kleines Skript erstellt, das über die SCPI – Befehle (Standard Commands for Progammable Instruments) mit dem Messgerät kommuniziert. Das soll heissen: Das Messgerät ist über einen GPIB-USB Controller mit einem PC verbunden. Auf dem PC befindet eine Matworks Matlab Installation samt den benötigten Toolboxen. Das Matlab-Script soll nun einfach die Tabellen der Reihe nach durchschalten und die Inhalte der einzelnen Parameter auslesen und einem Array speichern. Der Inhalt der Arrays wir dann direkt in einem Plot dargestellt. Diese Methode bedient sich aber nur der Inhalte der Tabellen. Es wäre natürlich auch möglich, über das Script in einer Schleife jede gewünschte Frequenz direkt einzustellen, die Messwerte auszulesen, die nächste Frequenz anzuwählen usw.  Das würde max. 29990 Punkte über den gesamten Frequenzbereich ergeben. Die acht Tabellen á 32 Punkte erlauben hingegen nur 256 Punkte. Das ist fürs erste aber ausreichend und auch viel schneller.

Transmission Line 50 Ohm mit Abschlusswiderstand
die Leitung ist terminiert

In dem Beispiel ist der Impedanzverlauf (Z-Verlauf) einer 50 Ohm Transmissionline dargestellt. Das Ende der Leitung ist dabei mit einem 50Ohm Widerstand abgeschlossen. Der Frequenzbereich ist 1MHz bis 3 GHz. Anders sieht es aus, wenn die Leitung offen oder kurz geschlossen ist. Die elektromagnetische Welle wird dann nicht, wie bei dem „gematchten“ System am Ende der Leitung in Wärmeenergie umgewandelt, sondern zurück in das System reflektiert.

die Leitung ist kurzgeschlossen

Das folgende ganz einfache Matlabscript ermöglicht das Auslesen der Messgeräteparameter. Das Script dient als Beispiel, wie man schnell zu den Messdaten kommt. Im Programmingmanual des Herstellers vom LCR-Meter sind alle SCPI Commandos und reichlich Beispiele angeführt, mit denen man mit dem Messgerät kommunizieren kann.


%auslesen der agilent LCR Keule 4287A
%gekodet von ingmar bihlo Ende November 2017

%anschluss über gpib ni adapter
%LCR gpip adresse: 5
%%
%vorarbeiten an LCR Keule
%
% Es müssen 8 Tabellen mit je 32 Punkten definiert sein
% (power und average ist egal, wird nicht ausgelesen)
% die CALibration muss gemacht worden sein
% unter "measurement parameters" muessen vier parameter definiert sein
% zb. Z, qhi, R, L, etc... diese sind dann in den variablen param1 bis 4
% enthalten

%%

% gpib interface oeffnen und identifier lesen
g = gpib('ni', 0, 5);
g.InputBufferSize = 100000; % Set the buffer size
fopen(g);
fprintf(g, '*IDN?')
idn = fscanf(g);
fclose(g);

num1all=0; % initialisieren der variablen für den summenvector
num2all=0;
num3all=0;
num4all=0;
freq=0;

fopen(g);
%read list parameters (frequency points)
fprintf(g, ':SOUR:LIST?');
fpoint=fscanf(g);
listchar=strsplit(fpoint,',');
list=[cellfun(@str2num, listchar(:,1:end))]
clear listchat; clear fpoint;

%analyze list content
points=freq(1);

for i=1:8
%Tables selecten
fprintf(g, strcat(':SOUR:LIST:TABL 0',num2str(i)));
pause(1); %pause 1s zum umschalten der tabelle

%parameter1 abholen
fprintf(g, ':DATA:FDAT1?'); %parameter 1 anfragen
par1=fscanf(g); %parameter 1 holen

string1=strsplit(par1,','); %parameter 1 string nach komma zerlegen
%num1=[cellfun(@str2num, string1(:,1:end))] %parameter 1 strings in dec konvertieren
num1=[cellfun(@str2num, string1(:,1:end))];
num1all=[num1all,num1]; %parameter1 aktuell mit parameter1 aus vorherigem durchlauf concentenaten

fprintf(g, ':DATA:FDAT2?');
par2=fscanf(g);
string2=strsplit(par2,',');
num2=[cellfun(@str2num, string2(:,1:end))]
num2all=[num2all,num2];

fprintf(g, ':DATA:FDAT3?');
par3=fscanf(g);
string3=strsplit(par3,',');
num3=[cellfun(@str2num, string3(:,1:end))]
num3all=[num3all,num3];

fprintf(g, ':DATA:FDAT4?');
par4=fscanf(g);
string4=strsplit(par4,',');
num4=[cellfun(@str2num, string4(:,1:end))]
num4all=[num4all,num4];

%read list parameters (frequency points)
fprintf(g, ':SOUR:LIST?');
fpoint=fscanf(g);
listchar=strsplit(fpoint,',');
listraw=[cellfun(@str2num, listchar(:,1:end))];
list=listraw(:,2:end); %von pos2 das feld schreiben (an pos ist die anzahl der zeilen)

for c=1:3:96
freq=[freq,list(c)]; %von jedem 3. wert aus list ein neues array bilden
end

clear listchat; clear fpoint;

pause (1);
end

%%

%ausgabevariablen festlegen
frequency=freq(:,2:end);
param1=num1all(:,2:end);
param2=num2all(:,2:end);
param3=num3all(:,2:end);
param4=num4all(:,2:end);

%%
% Cell array richtig uma drahn
x1=param1(1:32);
y1=param1(33:256);
param1 = [y1 x1];

x2=param2(1:32);
y2=param2(33:256);
param2 = [y2 x2];

x3=param3(1:32);
y3=param3(33:256);
param3 = [y3 x3];

x4=param4(1:32);
y4=param4(33:256);
param4 = [y4 x4];
%%
%uerberflüssige variablen loeschen
clear c; clear i; clear list; %clear freq;
clear par1;clear par2;clear par3;clear par4;
clear string1;clear string2;clear string3;clear string4;
clear num1all;clear num2all;clear num3all;clear num4all;

fclose(g);

%plotten der ergebnisse
figure(1);
plot(frequency,param1);
grid on; hold on;
xlabel('Frequency [Hz]'); ylabel('Measurement Parameter1 |Z| [Ohm]');
title('Agilent LCR Keule');

figure(2);
plot(frequency,param2);
grid on; hold on;
xlabel('Frequency'); ylabel('Measurement Parameter2');
title('Agilent LCR Keule');

figure(3);
plot(frequency,param3);
grid on; hold on;
xlabel('Frequency'); ylabel('Measurement Parameter3');
title('Agilent LCR Keule');

figure(4);
plot(frequency,param4);
grid on; hold on;
xlabel('Frequency'); ylabel('Measurement Parameter4');
title('Agilent LCR Keule');

Kassettenrecorder SONY TC150B

Sony TC-150 Kassettenrecorder

Der Sony TC-150 ist das neueste, alte Mitglied in der Sammlung. Wiederum als Defektgerät erworben, fand dieses Schätzchen einen Platz in der Werkstatt. Nach einer schnellen Inspektion war gleich klar, hier hat der Zahn der Zeit genagt und wie oft üblich, die Antriebsriemen spröde gemacht, bzw. sie zersetzt. Ansonsten ist das Gerät in tadellosem Zustand, kaum Krazter und Beschädigungen am Gehäuse. Auch das Batteriefach war sauber. In dem Gerät befinden sich vier unterschiedlich lange Vierkanriemen.

die zu erneuernden Riemen

Geeignete Ersatzriemen bekommt man beispielsweise bei einem großen Elektronikhandel, der in Österreich mit sechs Megastores vertreten ist. Unter der Bezeichnung „Antriebsriemensortiment“ und „1.1mm Kantenlänge“ wird man schnell fündig. Weniger schnell geht das Austauschen der Riemen. Hier sollte man sich zumindest eine halbe Stunde Zeit nehmen und das Zerlegen des Laufwerks vorsichtig angehen.

Um zu den Riemenscheiben zu gelangen, bzw. diese weiter freischrauben zu können, muss die Hauptplatine abgenommen werden. Dies geht aber nur, wenn einige Leitungen abgelötet werden. Erst dann kann man die Platine hochklappen. Ist das erledigt, kann man die Haltebleche über den Riemenscheiben abschrauben.  Sie bilden den Gegenhalt der Schwungräder (Kapstanwelle). Bei dieser Gelegenheit bietet es sich an, die Kapstanwelle auf Schmutz (durch Bandabrieb) und Beschädigungen zu prüfen, bzw. sollte sie gereinigt werden. Auch die Andruckrolle darf nicht ausser Acht gelassen werden. Bei diesem Modell war beides in einem super Zustand. Die Andruckrolle war weder verglast und spröde, noch mit Bandabrieb verunreinigt oder eingelaufen. So konnte ich die neuen Riemen auflegen. Der Hauptriemen vom Motor wird mit einer Drehung von 90° aufgelegt. Hier sollte man sich, falls noch vorhanden, die Einbaulage des alten Riemens merken, oder nach dem Auflegen des neuen Riemens zumindest einen kurzen Probelauf machen.

Dreht sich wieder alles (und vorallem auch in die richtige Richtung) dann kann mit dem Zusammenbau begonnen werden. Drähte wieder anlöten, Platine verschrauben und schon ist die „Reparatur“ beendet. Sollte man eine Testkassette besitzen, so können hier noch einige Parameter, wie zum Beispiel Bandgeschwindigkeit oder die Spurlage des Tonkopfes überprüft und gegebenfalls justiert werden.

Der TC150 nach Austausch der Riemen
Das VU-Meter zur Aufnahmeaussteuerung und Batteriekontrolle

 

Technische Daten des SONY TC-150:

Hersteller:                             Sony
Type:                                         TC-150 (Europa) bzw. BT-50 USA
Herstellungsjahr:              ca. 1977 – 1982 (lt. diverser Internetquellen)
Modellart:                             portabler Kassettenrecorder
                                                     (Cassette Corder)
Hauptprinzip:                      NF-Audio
                                                     Magnetbandaufzeichung/Wiedergabe
Bandgeschwindigkit:      4.8cm/s
Magnetköpfe:                     1 Aufnahme-/Wiedergabekopf
                                                     1 Löschkopf (Permanentmagnet)
Halbleiter:                             8 Tranistoren, 5 Dioden, 2IC´s, 1 FET
Leistungen:                           Ausgangsleistung: max 360mW
                                                     Leistungsbedarf Versorgung: max 9W
Versorgungsspannung: Batterie 4×1.5V AA, oder Akkupack BP28
                                                     12V Caradapter bzw. 6V 4W Steckernetzteil
Betriebszeit:                         2.5h bei kontinuierlicher Aufnahme
Lautsprecher:                      Dynamischer 5cm Lautsprecher
Abmessungen:                    174 x 29.5 x 113 mm (BxHxT)
Gewicht:                                 ca. 769g

 

 

 

Mini-TV Broksonic

Broksonic CIRT-2097T

Dieses schöne, kleine, neue Stück Technik aus den achziger Jahren ist zu meiner Sammlung dazugekommen. Es ist ein kleiner Röhrenfernsehempfänger mit Radioteil mit der Bezeichnung CIRT-2097T von dem Hersteller Broksonic (ist lt. Internetrecherchen eine US-Firma). Das Gerät habe ich mit dem Attribut „defekt“ ganz günstig über eine Flohmarktplattform  erhalten.  Also dachte ich, das Risiko kann man eingehen und einen Reparaturversuch wagen. Was Großartiges kann ja nicht kaputt sein – wenn´s nicht gerade die Bildröhre ist.

Das Innenleben des Broksonic

Nach einem kurzen Funktionstest mit dem Steckernetzteil, zeigte sich schnell, dass sich nichts zeigte. Kein Bild – kein Ton, kein gar nix. Da das Gerät auch ein Batteriefach besitzt, wollte ich als nächstes versuchen, die Energieversorgung über die Batterieklemmen einzuspeisen um zu sehen, ob hier vielleicht schon ein Problem liegt. Und da war es auch schon – das Problem. Der Batteriedeckel war fast nicht abzubekommen, er hielt wie angeklebt. Nach einigem hin und her, bekam ich den Deckel dann doch noch zerstörungsfrei ab und es offenbarte sich die Ursache der „Verklemmung“ oder besser „Verklebung“. Im Batteriefach befanden sich (wahrscheinlich schon seit 20, oder mehr Jahren) immer noch Batterien. Die waren in einem schlimmen Zustand, total korrodiert und ausgelaufen. Teilweise war der äussere Mantel der Zelle verätzt und nicht mehr vorhanden. Ohje – dachte ich, hoffentlich hat sich das ausgelaufene Dielektrikum nicht ins Innere des Gerätes bewegt und dort Schaden angerichtet. Es blieb mir nichts anderes übrig, als alles zu zerlegen und zu überprüfen. Und da offenbarte sich dann  das Übel:

Von Batteriedielektrikum beschädigte Platine

In etwa ein Viertel der TV-Platine war mit der Batterieflüssigkeit in Kontakt gekommen. Und das Zeug hat ganze Arbeit geleistet und Leiterbahnen und Anschlussdrähte von Bauteilen fast vollständig weggeätzt.

Also habe ich zuerst einmal versucht mit Leiterplattenreiniger,alle Kistalle und den Rest des Batteriesaftes zu entfernen um dann einen genaueren Blick auf die Beschädigungen zu erhalten. Ein paar stichprobenartige Messungen mit dem Ohmmeter zeigten schnell, dass viele Leiterbahnen durchtrennt waren. Es half also nichts, die Leiterbahnen mussten freigelegt werden. Erst dann wäre eine vernünftige Reparatur möglich.

Grobe Reinigung mit der Messingdrahtbürste

Mit einer rotierenden Messingdrahtbürste habe ich dann begonnen, die verätzten Bereiche abzutragen, die Reste des Lötstoplackes zu entfernen und die Kupferbahnen freizulegen.

Feinarbeiten mit Glaspinsel

Nach den groben Vorabeiten musste der Glaspinsel ran. Nur mit dem war es möglich, alle Lack- und Korrosionsreste zu entfernen und schlussendlich die Leiterbahnen freizulegen. Eine langwierige Arbeit…

die freigelegten und reparierten Kupfebahnen

… doch schlussendlich gelang es, alle beschädigten Bereiche freizulegen und zu reparieren. Einige Widerstände und Kondensatoren mussten auch erneuert werden, da deren Anschlussdrähte auch in einem schlechten Zustand waren.

Nach der Reparatur konnte dann ein Funktionstest durchgeführt werden – und siehe da, es war kein weiterer Fehler mehr vorhanden und das Gerät funktionierte schon wieder einwandfrei. Also konnte ich den reparierten Bereich der Platine mit Lötlack vor erneuter Korrosion schützen und das Gerät wieder zusammenbauen.

 

 

 

 

Abschliessend liste ich hier noch eine Übersicht der technischen Daten:

Hersteller:                          Broksonic (US-Firma New York)
Type:                                      CIRT-2097T
Herstellungsjahr:           ca. 1982
Modellart:                          TV+FM Empfänger portable
Hauptprinzip:                   Superhet
Bildschirmdiagonale:  2 Zoll SW Bildröhre
Wellenbereiche:             AM, FM, SW (Radio), VHFI,VHFIII,UHF (TV)
                                                  AM: 535-1605kHz
                                                  SW:3200-9700kHz
                                                  FM:88-108MHzTV:
                                                  VHF Kanal 2-13(US), 2-12 (E)
                                                  UHF Kanal 14-83(US),21-69(E)
Betriebsart:                       Batterie oder Akku, Netzbetrieb mit Steckernetzteil
Versorgungsspannung: Akku 6V, Batterie 6×1.5V AA
Lautsprecher:                    Dynamischer 16 Ohm Lautsprecher mit Permanentmagneterregung
Ausgangsleistung:          150mW
Abmessungen:                  150x53x202 mm (BxHxT)
Gewicht:                                ca 1.1kg

NES Classic Mini : Aus mit Wucherpreisen

Das Unternehmen Nintendo hat im Jahr 2016 die Spielekonsole Nintendo Classic Mini aufgelegt und in den Verkauf gebracht. Sie ist ein Revival der 8-Bit Ur-Spielekonsole Nintendo Entertainment System aus dem Jahr 1983 (Veröffentlichung in Japan) bzw. 1986 (Veröffentlichung in Europa). Die Ur-NES Konsole hat sich ca. 61 Millionen mal verkauft und wurde 1992 von der SNES (Super Nintendo Entertainment System) einer 16Bit Konsole abgelöst. Die Beliebtheit der Nintendokonsolen ist scheinbar so groß, dass die Neuauflage mit einem Verkaufspreis von ca. 60 Euro kurz nach der Veröffentlichung ausverkauft war. Hier witterten Geschäftemacher den großen Deal und boten die Geräte über Amazon, ebay und co zu teilweise horrenden Preisen an. Auch jetzt, knapp ein Jahr später sind sie noch nicht unter 100 Euro zu bekommen. Und Nintendo produziert auch keine weitere Einheiten. Stattdessen hat das selbe Spiel mit dem Revival der SNES Serie in einer Miniaturausgabe begonnen. 

Der NESPI in seiner Verpackung

Es gibt aber auch andere Möglichkeiten, um mit viel weniger Geld in den Besitz einer miniaturisierten Version dieser Konsole zu gelangen. Um ein paar Euro bekommt man ein Gehäuse namens NESPI CASE, das der NES CLASSIC MINI entspricht, jedoch mit einem großen Unterschied: Den Rechner kann man in Form eines Raspberry PI selber einbauen. Damit eröffnen sich unzählige Möglichkeiten mit Emulatorsoftware eigene Konsolen softwaremäße nachzubauen.  Das NESPI-Case besitzt einen integrierten 4 Port – USB Hub sowie einen LAN Ethernet Connector, der die Anschlüsse des Raspberry PI nach aussen führt. Hierbei sind zwei USB Ports so angeordnet, dass sie als Controller-Anschlüsse dienen. Die weiteren zwei USB Ports sowie der Ethernetanschluss liegen unter der Geräteklappe, wo einst die Spielemodule eingesteckt wurden. Das Gerät ist mit einem Einschalter mit Power LED  sowie einem Reset-Taster ausgestattet.

NESPI Case ausgepackt
Bedienelemente und Anschlüsse

Das Gehäuse wird mit bereits vormontierten Adapterplatinen geliefert. Auch die Schrauben für die Montage des Raspberry Pi, sowie für die Gehäuseschalen sind im Lieferumfang enthalten. Ein kleiner beiliegender Kreuzschraubendreher, sowie ein Zettel mit einer Montageanleitung machen die Sache noch einfacher.

Raspberry PI im NESPI-Gehäuse

Die Lan und USB- Ports des RaspberryPi werden über die, an den Adapterplatinen befindlichen Kabel samt Steckern nach aussen geführt. Sind die Steckverbindungen hergestellt, so kann die RapsberryPI-Platine im Gehäuse verschraubt werden. Optional kann auch noch ein 5VDC Lüfter mit den Abmessungen 30x30x10mm im Gehäusedeckel per Rastnasen befestigt werden. Für die Stromversorgung des Lüfters steht auf der Platine ein zweipoliger Pinheader zur Verfügung. Ist alles eingebaut und angeschlossen, dann kann das Gehäuseoberteil angeschraubt werden.

Raspberry Pi eingebaut

Nun kann die Software eingerichtet werden. Ich bevorzuge hierbei die Images von retropie bzw. recalbox. Nähere Indormatinen dazu findet man auf den entsprechenden Webseiten. Sind die gewünschten Emulatoren eingerichtet, so muss man nur mehr die Spieledateien, die sogenannten „Roms“, also binäre Kopien der Spielemodule der einstigen Originalhardware in einer .bin oder .rom oder .iso Datei etc. auf die SD-Karte oder einen USB-Stick kopieren und in die „EmulationStation“ einbinden. Und schon kanns losgehen. Auch die USB-Controller im NES – Look sind um ganz wenige Euro aus China zu bekommen…

NESPIE mit NES-Nachbau „ChinaController“

 

Ein alter NES „Klassiker“

 

VFD-Uhr mit Datum, Wochentag und Sound

Einen neuen Bausatz zum Thema Vakuum Floureszenz Display habe ich von Günter (gr-pojects) erhalten. Vielen Dank!

Es ist eine Uhr mit Vakuum-Floureszenz-Anzeigeröhren der Typen IV-11 für die Stunden, Minuten und Sekundenanzeige und einer IV-18 Röhre für die Datumsanzeige, sowie IV-3 zur Darstellung des Wochentages. Die Uhr besteht aus einem Mainboard mit Spannungsversorgung, CPU, MP3-Modul sowie den Treiberbausteinen für die Röhren. Die Uhrzeit wird über einen extern angeschlossenen DCF-77 Empfänger eingestellt und synchronisiert. Später wird das Board noch mit einer Realtimeclock-Schaltung erweitert.  Die Energieversorgung für die gesamte Schaltung kommt von einem kleinen Steckernetzteil mit 12V/1.2A. Die gesamte Stromaufnahme beträgt ca. 450mA. Als besonderes Feature besitzt die Uhr ein kleines MP3-Soundmodul mit MicroSD-Kartenslot. Dieses erhält vom Microcontroller über die serielle Schnittstelle zu jeder viertel-Stunde ein entsprechendes Commando, ein MP3 File abzuspielen. So wird die viertel Stunde mit einem „Gongschlag“, die halbe Stunde mit zwei und die dreiviertel Stunde mit drei „Gongschlägen“ signalisiert. Zur vollen Stunde wird die entsprechende Uhrzeit angesagt.

Die gesamte Schaltung ist in ein Alu-Acryl Gehäuse eingebaut. Alle Formteile sind gefräst und werden  verschraubt. Ein Video vom Aufbau und der Funktion ist unten zu sehen:

Philips „Sonate“ Philetta Euro280

Philips Philetta Euro 280 „Sonate“

In den Jahren 1968 bis 1970 wurde der Radioempfänger mit der Aufschrift „Philetta Euro 280“ von Philips gebaut. Es ist dies ein kleiner Mehrbandempfänger mit Transistorbestückung. Die Typenbezeichnung 12RB280/30 mit der Aufschrift „Sonate“ scheint hier eine weitere Ausführung dieses Modells zu sein. Auf jeden Fall, habe ich die Version  „Sonate“ – wieder einmal aus den Tiefen der Kellergefilde – ausgegraben und nach oberflächlicher Reinigung an das Stromnetz angeschlossen. Sofort nach dem Einschalten leuchtet die Skalenbeleuchtung und aus dem Lautsprecher ist ein deutliches 50Hz Brummen wahrzunehmen. Mit Erhöhen des Lautstärkepegels kommt dann noch ein Rauschen hinzu.  Also auf das UKW Band geschaltet und einen Sender gesucht – und siehe da, es klappt. Einzig das Brummen stört. Ansonsten funktioniert das Gerät ohne weitere grössere Probleme. Um die Ursache des Brummens zu finden, fängt man mit der Fehlersuche wie üblich bei der Spannungsversorgung an.

entfernte Rückwand

Die Rückwand ist schnell abgenommen und das Netzteil, bestehend aus einem, auf einer Trägerplatte montiertem Transformator samt Gleichrichter und Siebkondensatoren, ausgebaut. Jetzt kann man auch ohne das Oszilloskop und das Multimeter zu verwenden, gleich erkennen, wo der Zahn der Zeit seine Spuren hinterlassen hat. Die beiden Elektrolytkondensatoren sehen nicht mehr ganz gesund aus.

Eine schnelle Messung der Spannungen bringt Gewissheit. Die Gleichspannungen haben eine ordentliche Restwelligkeit, die den „Brumm“ verursacht.  Also ist die Funktion der Elkos, die Gleichspannung zu glätten, nicht mehr, bzw. schlecht gegeben. Eine Messung der Kapazitäten bestätigte das. Also habe ich die Kondensatoren erneuert.

Netzteil mit erneuerten Kondensatoren

Gleich nach dem Einschalten, noch bevor ich den Tastkopf an den Messpunkten hatte, war ein Rauschen ohne „Brumm“ zu hören. Das Oszillographenbild zeigte jetzt auch eine saubere Gleichspannung – fast ohne Welligkeit. Der Empfänger arbeitete wieder ganz sauber, ohne störende Nebengeräusche. Das war scheinbar der einzige Fehler.

Zu den technischen Informationen:

Das Hauptprinzip des Empfängers ist ein Superhet  (nach dem Überlagerungsprinzip) mit einer ZF von 460/10700 kHz.
Die Wellenbereiche des Empfängers:

Frequenzskala
  • Langwelle
  • Mittelwelle 1 (520-1400kHz)
  • Mittelwelle2 (1400-1600kHz)
  • Kurzwelle
  • UKW

Die Endstufe hat eine Leistung von 3W, die in einem dynamischen Lautsprecher mit permanent-magnetischer Erregung in Schallenergie umgesetzt wird. Das Gehäuse ist aus Kunsstoff und hat die Abmessungen 43×17.5×10.5cm bei einem Gewicht von 2.4kg.  Versorgt wird der Empfänger mit 220V/50Hz Netzspannung.

 

 

Technik-Spielzeug von früher – aus Kunststoff

Gar nichts mit Elektronik hat dieser Beitrag zu tun. In meinem Retrowahn war ich wieder einmal in den Kellerräumen des Elternhauses stöbern und habe dort hinter staubigen Einmachgläsern  modrig riechende Kartons mit unbekanntem Inhalt entdeckt. Also was blieb mir übrig, den Inhalt dieser Kartonagen freizulegen und anzusehen. Und was hier zum Vorschein kam, waren weitere Kartons des bekannten Spielzeugherstellers „LEGO“. Einige sehr verstaubte originale Schachteln von Lego-Technik Modellen und alte Waschpulverkartons, die mit vielen, vielen bunt gemischten Lego-Bausteinen und anderem Zeug und leider auch Müll gefüllt waren. Eigentlich, dachte ich mir, diese vielen Plastikteile kann ich in den Müll werfen, denn damit wird auch mein Sohn sicher nicht mehr spielen. Alles riecht nach Keller und ist schmutzig und die Arbeit, das alles zu reinigen und zu sortieren wird sich sicherlich niemand mehr antun. Aber anderer seits ist das wirklich altes Spielzeug aus den 70igern und 80iger Jahren – also schon über vierzig Jahre alt. Und das ist wieder genau mein´s. 🙂 Dinge aus meiner Kindheit und entsprechende Erinnerungen daran.

Also alles eingepackt und nach Hause transportiert. Und dann in mühevoller Arbeit alles einmal nach Farben sortiert und von Müll und legofremden Teilen befreit. Und jetzt begann die eigentliche Arbeit. Das Ziel sollte sein, aus den vielen Teilen wieder die alten Lego-Technik Modelle zusammen zu setzen und fehlende Teile soweit noch vorhanden, nach zu bestellen. Es sollten die „Vintage Baukästen“ so gut wie möglich in ihrer Originalität wieder hergestellt werden.

Gut durchmischte und nicht vollständige Legoboxen

Auf dem Foto ist ein kleiner Teil der „ausgegrabenen“ Legoboxen zu sehen. Hier waren zumindest die Schachteln schon einmal grob gereinigt. Was nach der mühevollen Sortier- und Aufbauarbeit herauskam kann sich allerdings auch wieder sehen lassen.

 

Nr. 853 Lego Car-Chassis

 

Die Nummer 853 ist das Autochassis. Verkauft wurde der Bausatz im Jahr 1977. Er besteht aus 601 Teilen und fertig aufgebaut ca. 52cm lang und 22cm breit.

Das Modell hat einen Vierzylinder Reihenmotor mit Zweiganggetriebe und Kardanwelle zur starren Hinterachse. Das Getriebe, sowie die Kolben sind funktionstüchtig. Ebenso funktioniert die Lenkung. Die Sitze sind in der Längsachse verschiebbar.

In dieser Serie war die Hinterachse noch starr und mit einem Differential ausgestattet. Im folgenden Bild ist der aufgeräumte, wieder hergestellte Baukasten zu sehen.

 

Nr.: 8860 Car Chassis

Aus 671 Einzelteilen ist das Auto Chassis mit der Nummer 8860 zusammenzusetzen. Das Set stammt aus dem Jahr 1980 und hat eine Grösse von 46×19 cm. Hier wurde im Vergleich zum 853er schon einiges erweitert. Die Hinterräder sind einzeln aufgehangen und besitzen eine Federung. Der Motor sitzt hinten und ist diesmal ein Vierzylinder Boxer. Auch hier gibt es ein Getriebe mit drei Stufen.

Die Sitze sind in Längsrichtung verstellbar und die Neigung der Sitzlehne kann ebenfalls eingestellt werden. Auch hier ist wieder eine Zahnstangenlenkung verbaut.

Die Originalverpackung ist noch vorhanden und sieht im sortierten Zustand wie folgt aus:

 

Nr. 854 Lego GoKart

Aus dem Jahr 1978 stammt das Lego GoKart Nr. 854. Es hat die Abmessungen von ca. 21 x 13cm und wird aus 206 Teilen zusammengesetzt. An realisierten Funktionen gibt es eine Zahnstangenlenkung und einen Einzylinder-Motor, mit einem funktionstüchtigen Kolben. Die Hinterachse ist starr und die Welle über eine Übersetzung mit der Kurbel des Kolbens verbunden. Laut Angaben im Netz hat dieses Modell mittlerweile Kultstatus erreicht, da es eines der ersten Lego-Technik Modelle überhaupt sein soll. Ist hier die Originalverpackung und vorallem die Nummer 9 an der Frontseite noch vorhanden, dann soll das Modell in Sammlerkreisen richtig wertvoll sein. Leider kann ich keines der beiden Kriterien erfüllen.

Nr. 856 Lego Bulldozer

 

Mit dem Modell Nr. 856 hat Lego eines der unzähligen Baufahrzeug-Modelle auf den Markt gebracht. Der Bulldozer stammt aus dem Jahr 1979 und besteht aus 370 Teilen. Die Grundfläche beträgt 24x 11cm bei einer Höhe von 14cm. Von den Funktionen ist die Schaufel kipp-, heb- und senkbar. Zwei Ketten auf Zahnrädern stellen die Verbindung zur Auflagefläche dar.

 

Leider ist auch hier von der Originalverpackung auch nur mehr die Schachtel ohne Innenteilung vorhanden.

 

Nr. 8848 Lego Unimog

Der Unimog 8848 aus dem Jahr 1981 misst an der Grundfläche knapp 30x12cm bei einer Höhe von 14cm. Er besteht aus 398 Teilen. Als funktionierende Technik ist hier wieder die Lenkung, die kippbare Ladefläche, sowie eine heb- und senkbare, sowie kippbare Schaufel vorhanden.

Auch hier fehlt von der Schachtel leider die Innenausstattung, ansonsten ist auch das Modell komplett. Ausser den hier vorgestellten, vollständigen Baukästen sind noch einige weitere vorhanden, bei denen aber leider zu viele Teile fehlen. Aber irgend ein Flohmarkt oder online Konvolut an Legoteilen wird sich wohl einmal ergeben, um auch diese Sets zu komplettieren und vollständig in eine Retrosammlung aufnehmen zu können.

 

 

ABS Steuergerät und der Wackelkontakt

In den modernen Kraftfahrzeugen ist ja massenweise Elektronik verbaut, die über unterschiedliche Bussysteme miteinander kommuniziert. Zahlreiche Steuergeräte verarbeiten Sensordaten und führen damit Regel- und Steueraufgaben durch und senden diese an Aktoren und Geber. Doch leider ist viel Elektronik, vorallem die hochintegrierte, auch fehleranfällig. Die rauhen Umgebungsbedinungen, die in einem Fahrzeug herrschen, insbesonders im Motorraum, lassen diese Komponenten schneller altern. So treten immer wieder Ausfälle von Komponenten auf. Manchmal sind es nur Kleinigkeiten, wie Kontaktfehler durch zum Beispiel kalte Löstellen. Diese Fehler lassen sich oft auch einfach reparieren, ohne gleich ein neues Teil kaufen zu müssen. Oder zumindest provisorisch reparieren, um das Fahrzeug im betriebsfähigen Zustand zu halten, bis ein Neuteil verfügbar ist.

Dieses Mal habe ich ein Auge auf ein Steuergerät eines BMW geworfen, das für die Bremsdruckunterbrechung im Radblockier-Fall zuständig ist – also ein ABS – Steuergerät. Die ABS-Kontrolleuchten im Tachomodul signalisierten durch ein Dauerleuchten, dass hier ein Defekt vorliegt. Die Radsensoren und Verbindungsleitungen zum Steuergerät kamen als Fehlerursache nicht in Betracht – es konnte dann nur das Steuergerät sein. Vom Hydraulikblock getrennt landet es auf meinem Tisch.

Bosch ABS-Steuergerät 34.52-6750345

Die Elektronik verbirgt sich unter einer verschweissten Kunststoffabdeckung. (im Bild direkt vor dem Stecker zu sehen). Diese lässt sich nur mit gröberer Gewalt öffnen. Ich wählte hier eine kleine Trennscheibe für den Drehmel, mit dem ich die Klebestellen an drei Kanten vorsichtig auftrennen konnte.

Schnitt entlang der Klebeschweissstelle

Im Bild kann man die Schnittstelle erkennen. Die hintere Seite unter dem Stecker ist für die Trennscheibe nicht zugänglich. Das ist aber auch nicht notwendig, da der Deckel so zum Stecker hin hochgebogen werden kann und nicht vollständig entfernt werden muss.

Deckel ist hochgeklappt

Nun kann der Deckel hochgeklappt werden. Darunter kommt die Elektronik zum Vorschein. Hier ist nun höchste Vorsicht geboten. Die Trägerplatine (vermutlich Rogers-Material) ist lediglich mit Silikongel geschützt. Und darunter befinden sich nicht nur einige SMD-Komponenten, sondern auch direkt die DIEs (also die Siliziumhalbleiter – so wie sie vom Waver geschnitten werden, bevor sie in einem Gehäuse vergossen und gesichtert werden) Diese wiederum sind auf die Platine geklebt und mit Bonddrähten zu dieser verbunden. Die Drähte haben teilweise einen Durchmesser von 25µm und man kann sich vorstellen, die sind auch ziemlich empfindlich. Geschützt sind sie lediglich durch das Silikongel, das immer extrem dauerelastisch ist. Diese Konstruktion macht den extremen mechanischen Materialstress, der durch die thermischen Gegebenheiten im Motorraum und Vibrationen besteht, vermutlich am besten mit…

Betrachtet man die Platine genauer, so ist zu erkennen, dass auch die Verbindungsleitungen zur Aussenwelt (Stecker und Elektromagnete) mit unterschiedlich dicken Bonddrähten ausgeführt sind. Und hier ist in den meisten Fällen auch der Fehler zu suchen. Manche Bondstellen brechen.

Die ersten fünf dicken Leitungen von links sehen unter dem Mikroskop wie folgt aus:

Bruchstellen an den Bondstellen

Wenn man ganz genau hinsieht kann man die Bruchstellen erkennen. Mit einer Pinzette lassen sich die defekten Leitungen einfach herunterziehen.

defekte Bonddrähte sind entfernt

Sind die defekten Bonddrähte entfernt, dann muss das Silikongel vorsichtig zur Seite geschoben werden. (Ideal wäre an dieser Stelle, das gesamte Gel zu entfernen – das würde eine professionelle Reparatur unter dem Wirebonder ermöglichen) Da ich die Möglichkeit zur Gelentfernung leider nicht habe, muss hier gelötet werden. Aber auch hier ist doch ein wenig Geschick von Nöten.

Neue Verbindungsleitungen

Es sieht zwar nicht perfekt aus, aber die Lötverbindungen halten und haben Kontakt. Ich habe hier lackierten Kuperdraht mit 100µm Durchmesser genommen, da die Silberbonddrahtbestände in dieser riesigen Dimension nicht vorrätig sind…

Jetzt kann das fehlende Silikongel ersetzt werden. Ein vorsichtiges Verstreichen des umliegenden ist bedingt ebenfalls möglich. Der Deckel kann nun mit Kleber wieder verschlossen und versiegelt werden. Hier bietet sich der KFZ-Scheibenkleber an.

Wenn alles geklappt hat und keine weiteren Bonddrähte (auch auf dem Board selbst) beschädigt sind, dann sollte das Steuergerät wieder arbeiten.  Hier ein kurzes Video zur Reparatur: