Spielekonsole: Sega Game Gear reparieren

 

Der Game Gear von Sega ist eine Handheld-Konsole, die in Europa 1991 verkauft wurde. Er ist quasi die tragbare Version des Sega Master System. In seinem Inneren arbeitet eine Z80 CPU mit 3,58MHz. Der 8.1cm große LCD Farbbildschirm hat eine Auflösung von 160×144 Pixeln bei 32 gleichzeitig darstellbaren Farben. Die gesamte Farbpalette beträgt 4096 Farben. Im Gegensatz zum Gameboy Color hat der Game Gear einen größeren Bildschirm und vor allem gibt es hier eine Hintergrundbeleuchtung. Kein Vorteil ohne Nachteil: Die Beleuchtung wird mit Hilfe einer kleinen Leuchtstofflampe inklusive der Hochspannungsquelle erzeugt (Led´s waren damals noch nicht hell genug). Diese ist ein Stromfresser und saugt die 6 Stück AA-Batterien  in knapp 3 bis 4 Stunden aus. 

Game Gear im Größenvergleich mit einer Sony PSP

Als Zubehör gab es für den Game Gear eine Vielzahl an Geräten. Das bekannteste Add On war wohl der Fernsehtuner, der die kleine Konsole in einen vollwertigen Pocket-Fernseher verwandelte. Radio-Tuner, Uhr,  Master System Converter, Bildschirmlupe und sogar eine Uhr gehörten ebenso zum erhältlichen Zubehör.

Ein Überblick der über die technischen Daten:

  • CPU:  Z80 Zilog
  • CPUclock: 3,58MHz
  • RAM: 8kByte, Video RAM 16kByte
  • Bildschirm: 8,1cm LCD mit Backlight und 160×144 Pixel
  • Stromversorgung: 6xAA Batterien, 9V Stecknetzteil, Akkupack
  • Größe: 200x110x34mm bei ca 400g

Ein großes Problem nach 25Jahren, egal ob im Betrieb oder nur gelagert, ist das Altern der Bauteile. Ganz besonders betroffen sind hier die Elektolytkondensatoren in SMD Bauweise. Diese trocknen aus, oder werden undicht, sodaß der flüssige Elektrolyt aus dem Kondensator austritt und seine Kapazität verliert. Die ausgetretene Flüssigkeit lässt ausserdem auch die Leiterbahnen und Bauteilanschlüsse  korrodieren. Bei dem hier beschriebenen Modell ist genau das der Fall. Der Defekt äußert sich in einem kaum mehr erkennbaren Bild (kein Kontrast) und fehlender Audioausgabe. 

Wenn man den Bildschirm in einem ganz flachen Winkel betrachtet, dann ist das „SEGA“ Logo gerade noch zu erkennen. Blick man direkt von oben auf das Display so sieht man gar nichts. Also wird hier eine Überarbeitung der Boards hinsichtlich der Elkos notwendig. Das Gerät wird von sechs Schrauben mit Kreuzschlitz und einer Spezialschraube zusammengehalten.

Die Spezialschraube lässt sich zum Beispiel sehr leicht mit einer starken Pinzette lösen. Im Netz findet man auch noch viele andere kuriose Lösungen, um ohne Originalwerkzeug an das Innenleben heranzukommen.

Die Konsole ist geöffnet. Die Verbindungsleitungen vom Powerboard und vom Audioboard sind mit Steckern versehen und können abgesteckt werden. 

Ein erster näherer Blick (hier das Audioboard) bestätigt den Verdacht. Zwischen den beiden Kondensatoren sind schon verkrustete Bauteile zu erkennen. 

Der wahre Schaden offenbart sich, wenn die Kondensatoren entfernt sind. Verkrustungen und Korrosionen. Also zunächst alle  Kondensatoren entfernen und dann kann mit der Reinigung begonnen werden.

Mit Alkohol, einer Bürste oder auch Fluxremover, lässt sich der Schrund entfernen. Korrodierte Lötpads habe ich mit einem Glaspinsel bearbeitet. Ist dann alles sauber, so kann mit dem Neubestücken  begonnen werden.

Ich habe hier SMD-Tantalkondensatoren verwendet. Es gibt mittlerweile auch Keramikkondensatoren in sehr kleiner SMD Bauweise mit hohen Kapazitäten (47uF, 22uF, usw. ) und Spannungsfestigkeiten mit bis zu 10 – 16V. Das Audioboard ist jetzt neu bestückt und ein schneller Test zeigte auch vollen Erfolg. Weiter geht´s mit dem Mainboard. Auch hier tausche ich alle Elektrolytkondensatoren.

Das sind ein paar der alten „Leichen“. Auch wenn man optisch nichts erkennt und auch noch nicht gemessen hat, dann kann man schon beim Löten einen defekten Kondensator erkennen. Sobald das Pad, oder der Anschlussdraht des Elkos erhitzt wird, beginnt es nach Fisch zu stinken 🙂 . Wenn der Elko „fischelt“ dann ist er undicht …

Jetzt sind alle Kondensatoren ersetzt und die Platine gereinigt. Der Funktionstest kann nun  erfolgen.

Sofort nach dem Einschalten ist zu erkennen, dass wieder ein helles, konstrastreiches Bild erscheint. Die Audioausgabe ist wieder laut und klar. So kann der Game Gear jetzt wieder für die nächsten Jahre ins Archiv …

 

 

Retrocomputer: Floppyadapter für Amiga die Zweite

Im Blogeintrag „Eine alte Freundin braucht Pflege – Amiga Floppyumbau“ habe ich gezeigt, wie man ein defektes Amiga – Diskettenlaufwerk gegen ein umgebautes PC-Laufwerk tauschen kann. Hierzu war nicht nur eine kleine Modifikation im Laufwerk selbst notwendig, sondern es musste auch ein Steckeradapter vom 34poligen Floppyanschluss zum 26poligen Controller (eines externen Amigafloppy-Gehäuses) gebaut werden. Diesen habe ich quick und dirty auf einer Lochrasterplatine aufgebaut – nicht schön, aber funktionell. Aber ein Layout war flott gezeichnet und mittlerweile hatte ich die Gelegenheit, die kleine Platine im Rahmen eines anderen Projektes zu fertigen.

Die Platine ist klein und handlich, ohne viel Drahtwerk 🙂

Ausser Buchsenleisten sind hier keine weiteren Bauteile notwendig.

So ist sie schnell bestückt und kann gleich ihren Dienst antreten.

Hier der Vergleich: Die „redneck“ Variante links und rechts im Bild die Kompakte Version.

Passt wunderbar auf das Laufwerk und funktioniert.

 

 

 

 

Raspberry Pi – mechanische Beanspruchung extrem

Der Raspberry Pi ist als universell einsetzbarer Einplatinencomputer in vielen Hobby- und Heimanwendungen zu finden. Ob als Webserver, TV- oder Radio-Streamingserver, Spielekonsolenemulator oder Steuerungen im Bereich Robotik und Automation, der Raspberry PI kann diese Aufgaben erfüllen. Auch als mobiler Datenlogger lässt er sich aufgrund der kompakten Bauform und geringen Stromaufnahme ideal nutzen. In einem früheren Blogbeitrag habe ich ein Beispiel mit Wetterdatensensoren, angeschlossen an einen batterieversorgten Raspberry Pi, aufgebaut. Der „Logger“ zeichnete die Daten der Sensoren auf einer Speicherkarte auf. So ein Logging-System lässt sich auch wunderbar in ferngesteuerte  Fahr- oder Flugmodelle einbauen. 

Was jedoch passiert wenn so ein Flug- oder Fahrmodell von seiner Momentangeschwindigkeit in einem sehr kurzen Moment auf Geschwindigkeit Null verzögert wird, kann man sich vorstellen. Wie jedoch das Logging-System darin dann aussieht, vielleicht nicht. Aber ich kann hier mit Bildmaterial helfen.

Hier war einst die CPU

Die USB-Buchsen sind noch vorhanden. Der LAN-Anschluß fehlt.

Die Zweiteilung des Raspberry Boards haben die ihn überholenden, schwereren Komponenten (Batterien), die hinter ihm angeordnet waren verursacht. 

Selbst der Mini-USB Stick verformte sich so stark, dass der Speicherchip in zwei Teile zerbrach. Ein Auslesen der Daten war somit auch nicht mehr möglich.

Eine alte Freundin braucht Pflege – Amiga Floppyumbau

Der Amiga, der Nachfolger der legendären C64er Computer von Commodore, der Ende der 80iger in Form des A500 und später des A1200 bzw. A4000 mein Begleiter wurde, ist jetzt, auch trotz sorgfältiger Pflege und Archivierung nicht vor den Alterserscheinungen verschont geblieben. Die ersten SMD bestückten Mainboards haben mit ausgelaufenen Elektrolytkondensatoren zu kämpfen. Die Gummiriemen der Antriebseinheiten der Diskettenlaufwerke haben ihre Elastizität verloren und natürlich sind auch Vergilbungserscheinungen der Kunststoffgehäuse aufgetreten. All das muß behandelt und repariert werden. In diesem Beitrag werde ich die externen Diskettenlaufwerke, die es für diese Gerätetypen gab, ein wenig unter die Lupe nehmen.

Es handelt sich hier um ein originales Roctec RF-332C Diskettenlaufwerk (Floppydrive 🙂 ), das ein Problem mit dem Antriebsriemen hat. Hier ist kein Capstan Motor verbaut, der die Disk direkt dreht, sondern ein DC-Motor, der über einen Riemenantrieb seine Kraft an die Magnetscheibe weitergibt. Und dieser Riemen ist nach 30 Jahren leider kaputt, nicht mehr elastisch und kann auch keine Kraft mehr übertragen. Den Riemen zu tauschen ist natürlich kein Problem, man bekommt bei diversen Onlineplattformen natürlich neue Riemen. Aber die Preise sind unverschämt! 6 bis 8 Euro plus Versand für ein „Gummiringerl“ ist Wucher. Mit diesem Problem bin ich aber nicht alleine. So ist im Netz viel darüber zu finden. Beispielsweise lassen sich alte PC-3,5″ Laufwerke auf den Amigastandard umbauen. Also habe ich ein altes PC-Drive (danke Mario) von Mitsumi der Type D359T6 hergenommen und Dank der Anleitung der Webseite http://honi.hucki.net/ umgebaut.

 

 

Die folgende Anleitung für den Umbau stammt von honi.hucki.net:

Bild von honi.hucki.net

Das D359T6 ist anscheinend eine kostengünstige Version des D359T5. So ist die Drive Select-Einstellung eingespart worden. Das Laufwerk ist standardmäßig auf DS1 voreingestellt. Drive Select kann aber dennoch geändert werden.

– Einstellung Drive Select durch Kreuzen von PIN 10 mit PIN 12 am FDD-Kabel
– Alternative: Leiterbahnen bei PIN 10 und PIN 12 durchtrennen und kreuzen mittels Lötbrücken auf der Platine
– Lötbrücke bei DCH entfernen (/DC an PIN34)
– Lötbrücke bei RDY verbinden (/RY an PIN34)
– Verbinden des DCH-Lötpad mit PIN2 (/ DC an PIN2) (Amiga)

 

Also habe ich den einfachen Umbau entsprechend der Anleitung durchgeführt. Jetzt besteht noch das Problem der unterschiedlichen Pinouts des originalen Roctec Laufwerks mit 26Pins und den PC-Diskettenlaufwerken mit 34 Pin – Interface und eigener Spannungsversorgungsbuchse. Auch am Controller des externen Gehäuses ist ein 26Pin Flachbandkabel verbaut. Dieses ist auch nicht gesteckt, sondern mit einem Einschneidverbinder direkt am Board angelötet. Also musste zuerst eine vernünftige Steckverbindung geschaffen werden.

Im Bild ist der umgebaute Steckverbinder zu sehen. Um bei Bedarf auch das originale Laufwerk wieder verwenden zu können, habe ich auf das 26polige Flachbandkabel anstelle der Lötverbindung einen Einschneid-Buchsenleiste gepresst. Jetzt ist noch die Adaption von der 26poligen auf die 34polige Verbindung notwendig. Auf hier findet man im Netz die Pinouts der unterschiedlichen Laufwerke. Also schnell ein Schematic gezeichnet (es soll ja vielleicht später einmal ein schönes Adapterplatinchen werden…), und dann mit Lochraster einen Testaufbau zusammengelötet.

Nach diesem Schaltplan habe ich nun begonnen, den Adapter auf einer Lochrasterplatine aufzubauen.

Eine 34polige Buchsenleiste steckt im Laufwerk. Darauf habe ich die Platine gelötet.

Danach habe ich ein Stück 26poliges Flachbandkabel auf einer Seite mit einer ebenfalls 26poligen Buchsenleiste bestückt (Die Seite zum Controller). Das andere Ende wird entsprechend des Schaltplanes auf den richtigen Pins auf der Laufwerkseite angelötet. Die Verbindungsleitung für die 5V Spannungsversorgung des Laufwerks stammt von einem alten PC-Netzteil.

So sieht der fertige Adapter aus. Die gelbe +12V Leitung des Versorgungssteckers muß noch mit Pin23 des SUB-D23 Floppysteckers an der Controllerplatine verbunden werden.

Ein Layout für diesen Adapter könnte in etwa so aussehen…

 

Diktaphon Olympus Pearlcorder L200


Der Olympus Pearlcorder L200 ist ein analoges Diktiergerät mit Microcassette als Aufzeichnungsmedium. Das Modell stammt aus dem Jahr 1983 und wurde von der japanischen Firma Olympus hergestellt. Das ansprechende Design und die Vielzahl an technischen Raffinessen bescherten dem Modell einen derartigen Erfolg, sodass es heute, über 30 Jahre später, bei vielen Besitzern noch immer im Einsatz ist. Der kleine Recorder  kann das Band mit zwei Geschwindigkeiten betreiben, 1.2 und 2.4 cm/s. Das ermöglicht Aufzeichnungszeiten von 120 min bei 1.2cm/s mit einer MC60 Microcassette. Das Laufwerk besitzt eine Auto-Stop-Funktion, es kann im Play Modus vor- und rückgespult werden. Eine CUE-Mark Taste zeichnet einen Markierungston auf das Band auf, sodass diese Positionen am Band beim Spulen der Kassette automatisch angefahren werden können. Die Aufzeichnung kann per „voice-activation“ erfolgen (VCVA). Das bedeutet, das Gerät befindet sich im Pause Modus und wird durch  Überschreiten eines einstellbaren Schallpegels gestartet. Ein kleines Bandzählwerk ist ebenfalls an Board. Die Energieversorgung kommt aus zwei „AAA“ Batterien. Es gibt aber auch eine Netzteilbuchse für den Anschluß externer Energiequellen.  

 

Technische Daten:

  • Tonband: Microcassette
  • Tonspur: 2 Spuren, 1 Kanal monophonisch
  • Antriebssystem: Capstan
  • Bandgeschwindigkeit: 2,4cm/s, 1.2cm/s
  • Schnellwiedergabe: In der F.PLAY Betriebsart läuft das Band etwa 30% schneller als normal
  • Programmwahl: Mittels CUE MARK Signal
  • Sprachaktivierung: Kontinuierlich einstellbar mittels VOLUME-Regler in VCVA-Aufnahmebetriebsart
  • Lautsprecher: 28mm dynamisch
  • Stromversorgung: Speisespannung 3V Gleichstrom (2.2 bis 3.5V)
  • Batterien: 2×1,5V „AAA“
  • Netzadapter: 3V Gleichstom
  • Praktisch Max Ausgangsleistung: 220mW (2.4cm/s)
  • Ohrhörerbuchse 2,5mm 2kOhm
  • Frequenzbereich: 400-6000Hz (2.4cm/s)
  • Abmessungen: 107.4×51.4×13.9 mm
  • Gewicht: 125g mit Batterien

Die Mikrokassette (auch MC) ist eine kleine Version der Compact Kassette ( auch bekannt aus Audiokassette). Sie wurde von Olympus entwickelt und erstmals 1969 vorgestellt. Durch die langsameren Bandgeschwindigkeit von  1,2 und 2.4 cm/s gegenüber 4,75 cm/s bei normalen Audiokassetten ergeben sich schlechtere Klangeigenschaften. Die obere Frequenzgrenze liegt bei  Microcassetten bei ca. 6-7kHz. Daher Werdern sie hauptsächlich zur Aufnahme von Sprache verwendet. Anrufbeantworter und Diktiergeräte sind die typischen Anwendungen. Bei Kassetten der Größe MC60 beträgt die Kapazität 30 Minuten pro Seite bei 2,4 cm/s.  Die Größen MC15, MC30 und MC90 waren ebenso erhältlich.

 

 

 

 

Ansicht des Pearlcorders bei entferntem Gehäusedeckel.

Alle elektronischen Komponenten sind auf einer sehr dünnen, schon fast flexiblen Printplatte untergebracht. Ein Service oder eine Reparatur erfordert hier schon ein wenig Geschick um nichts zu beschädigen. Nach den vielen Jahren ist ein Service allerdings schon fast unumgänglich, da zumindest die Antriebsriemen spröde und brüchig sind, da die Weichmacher des Kunststoffs das Weite gesucht haben. Auch Staub und Verunreinigungen an der Antriebseinheit, Tonwelle etc. sollten entfernt werden.

Nahaufnahme des Tonkopfes und der Andruckrolle.

Die Oberseite des Pearlcorders beherbergt den Lautstärkeregler, Pausetaste, Mikrofon- und Ohrhöreranschluß, die CUE-MARK Taste und den Betriebsmodusschalter. Rechts oben ist das eingebaute Mikrofon zu erkennen.

Seitlich sind die Bedientasten für das Bandlaufwerk angeordnet. 

Die Anzahl der Erweitungsmöglichkeiten sind auf dieser Zeichnung dargestellt.

 

Ultraschall aus der Medizintechnik

 

Sehr günstig und als defektes Bastlergerät habe ich diesmal dieses schmucke Teil erworben. Es handelt sich um einen Esaote Sim7000 Challenge Ultraschallscanner, der in der Medizintechnik eingesetzt wurde. Das Gerät stammt aus dem Jahr 1998, hat in etwa die Größe eines alten PC-Gehäuses mit einer integrierten Tastatur und einem Trackball und wiegt knappe zehn Kilogramm. Ein eingebauter 10 Zoll Monochrommonitor ermöglicht das Arbeiten ohne weitere externe Geräte. Mitgeliefert wurde auch eine, als defekt markierte Ultraschallsonde der Type 5075 AA-C. Also ran an den „Speck“ und sehen, ob man das nicht reparieren kann. Ein kurzer Funktionstest zeigt, dass die Sonde zwar prinzipiell arbeitet, aber ein absolut verwischtes Bild produziert. Diejenigen, die das Prinzip des Filmprojektors noch kennen, können sich das in etwa wie einen Film vorstellen, der ohne Verschluss an der Projektionslinse vorbeigezogen wird…

 

Zum Prinzip der bildgebenden Ultraschallmessung:

(Quelle: Internet und Publikationen aus Fachzeitschriften)
Das menschliche Ohr kann Töne mit Frequenzen von ca. 20 Hz bis 20 kHz hören. Schallwellen, die jenseits der Wahrnehmungsfähigkeit des menschlichen Gehörs liegen und einen Frequenzbereich von 20 kHz bis mehrere hundert MHz umfassen, bezeichnet man als Ultraschall).

Die Intensität von Schallwellen wird in Watt pro cm² gemessen und ist ein Maß für den Energieinhalt der Wellen. Bei der Absorption im Gewebe werden Schallwellen in Wärme umgewandelt und können dementsprechend eine Temperaturerhöhung bewirken. In enger Beziehung zur Energie der Ultraschallwellen steht der Schalldruck. Die Schallwelle erzeugt periodisch einen Unterdruck und einen Überdruck. Sehr hoher Unterdruck kann im Gewebe Gasblasen erzeugen (Kavitation) und nachfolgend zu Gewebeschäden führen. Daher gibt es Grenzwerte für den Schalldruck, der in der Einheit Pa (Pascal) gemessen wird. Die Schalldrücke im Gewebe bei diagnostischen Verfahren liegen üblicherweise unter 0,5 MPa.
Die Eindringtiefe von Ultraschallwellen in das Gewebe ist bei niedrigen Frequenzen höher und nimmt mit höheren Frequenzen ab. Bei therapeutischen Anwendungen, bei denen es vor allem auf die thermische und mechanische Wirkung ankommt, werden Frequenzen zwischen 20 KHz und 800 KHz bevorzugt, in der Diagnostik zwischen 1 und 40 MHz.

Die bildgebende Ultraschalldiagnostik nutzt die Eigenschaft der Schallreflexion. Diese variiert in Intensität und Phase in Abhängigkeit der Dichte der Medien. Laufzeit, Amplitude und Phase der reflektierten Welle zur ausgesendeten Welle bilden die Grundlage zur elektronischen Erfassung und Darstellung des Schallbildes. Um das Schallbild auch zweidimensional darstellen zu können, muß die Schallwelle in einer Ebene zusätzlich noch mit ausreichender Geschwindigkeit gelenkt werden. Dies geschieht bei einem mechanischen Schallkopf mit Hilfe eines elektrischen Antriebes. Modernere Schallköpfe haben eine Reihe an Schallgebern nebeneinander angeordnet (Array), die je nach Anzahl eine entsprechend hohe Zeilenauflösung darstellen können. Die Eindringtiefe der Schallwellen ist, wie oben erwähnt, von der Frequenz der Welle abhängig. Grundsätzlich gilt: je höher die Frequenz, desto weniger tief dringt die Welle ins Gewebe ein. Oder anders ausgerückt: je länger die Welle (Wellenlänge) desto tiefer. (bekanntlich gilt ja: λ = c/f  wobei c die Schallausbreitungsgeschwindigkeit des Mediums ist. Als Vergleich: c(Luft)=343m/s und c(Wasser)=1484m/s)

Ultraschallmedien
(Quelle: Fachzeitschriften)
Um stärkere Schallreflexionen an der Grenzfläche zwischen Schallkopf und Haut – bedingt durch dazwischen eingelagerte Luft – zu vermeiden, werden Ultraschallmedien verwendet. Sie stellen den optimalen Kontakt zwischen Schallkopf und Haut her. Ultraschallmedien dürfen ebenfalls keine Luftbläschen enthalten, um den möglichst lückenlosen Schallübergang zu gewährleisten. Flüssigkeiten wie Wasser und Alkohole wären prinzipiell zwar geeignet; aufgrund ihrer Flüchtigkeit und niedrigen Viskosität sind sie aber sehr unpraktisch. Daher wurden spezielle Gele entwickelt.
Gele sind nichts anders als Flüssigkeiten, die mittels eines Verdickungsmittels bequem auf der Haut verteilbar sind. Man unterscheidet zwischen Hydrogelen und Lipogelen (Oleogele). Lipogele bestehen aus Ölen pflanzlicher, synthetischer oder mineralischer (Erdöl) Herkunft. Sie sind weniger geeignet, da sie fetten und nach der Behandlung nur mühsam zu entfernen sind. Hauptkomponente der Hydrogele ist – wie der Name schon andeutet – Wasser. Daher kann man Hydrogele nach Gebrauch praktisch ohne Rückstand einfach abwischen.

 

Von dem theoretischen Exkurs nun zur technischen Beschaffenheit und der Fehlersuche:

Zuerst habe ich mich ein wenig über die Ultraschallsonde schlau gemacht. Hierbei handelt es sich um eine mechanische Sektorsonde, die bei 3.5 und 5.0MHz arbeitet. Der Kristall ist hier auf einem, in einer Achse beweglichen Kopf (man kann sich eine Wippe vorstellen) montiert, die über einen kleinen Aktuator mittels Bowdenzug angetrieben wird. Die folgenden Bilder zeigen die Ultraschallsonde in den unterschiedlichen Demontagezuständen.

Die hintere Verschlusskappe ist mit zwei Schrauben befestigt. Diese sind hinter der Silikonvergussmasse versteckt. Entfernt man die Schrauben, so ist die Kabelzugentlastung auch gelöst und man kann die Steckverbindung abziehen.

Jetzt kann man vier kleine Madenschrauben lösen, die das Abschrauben des Deckels ermöglichen. Um zu den Madenschrauben zu gelangen, muß die Silikonummantelung der Sonde nach vorne abgerollt werden.

Ist das Kabel abgezogen, so kommt darunter eine Platine zum Vorschein. Diese ist wiederum mit zwei Schrauben befestigt. Löst man die Schrauben, so kann auch die Platine abgezogen werden.

Die Anschlussleitung sollte auf Beschädigungen bzw. Verunreinigungen geprüft und gereinigt werden.

Hier ist eine klebrige Masse (ich vermute das Öl bzw. Gel aus dem Inneren des Sondenkopfes) anhaftend. Diese Verunreinigung lässt sich nach Abstecken des Kabels dann einfach mit Alkohol oder Platinenreiniger entfernen und reinigen.

Ist die Platine nun abgezogen, so kommen dahinter die Anschlußstifte zum Vorschein. In der Mitte befindet sich ein Gummipfropfen der den „Öl?-„gefüllten Bereich der Sonde freilegt. Ein Spannring am Gehäuserand hält die Antriebseinheit in Position. Darunter befindet sich ein Dichtring sowie ein O-Ring.

Nun kann das Öl?  (falls jemand weiss, welches Material das wirklich ist – ich würde mich freuen, es zu erfahren) – entfernt werden. Ich habe es vorsichtig mit 2ml Spritzen herausgezogen um es aufzuheben und wieder einfüllen zu können.

Das Zeug ist extrem klebrig und zähflüssig. Ich vermute, dass das auch das eigentliche Problem ist. Die Viskosiät der Flüssigkeit. Die ist wahrscheinlich aufgrund des Alters zähflüssig geworden und der Schwingkopf kann sich nicht mehr mit seiner Sollgeschwindigkeit bewegen.

Jetzt kann begonnen werden, die Membrane zu lösen. Eigentlich ist die Membrane mit einer, mit Innengewinde versehenen Aluminiumhülse angeschraubt und sollte sich lösen lassen. (Im Bild ist die Membrane das graue Kunststoffhütchen und die Aluminiumhülse im Bereich des Daumens zu sehen.) Leider ist es mir nicht gelungen, diese Verschraubung zu lösen. So musste ich die Membrane quasi aus dem Gewinde heraushebeln. Das wiederum ist mir ganz gut gelungen. Zumindest ist die Membrane nicht gerissen und hat Ihre Dichtheit bewahrt.

Das Innenleben kommt zum Vorschein. In der Spitze der Membrane ist deutlich ein verdickter Klumpen von dem zähflüssigen Medium zu erkennen.

Hier ist der Kristall montiert auf seiner Wippe zu sehen, ebenso der Bowdenzugantrieb und in der ganz rechten Bildhälfte noch das Gehäuse des Aktuators. Diese komplette Einheit lässt sich übrigens auch wieder mit zwei Miniaturmadenschrauben lösen.

Das ist das gesamte Innenleben des Schallkopfes. Jetzt können alle Leitungen überprüft werden, ob hier irgendwelche mechanischen Beschädigungen vorliegen.

In diesem Fall war keinerlei Beschädigung zu erkennen. Alle Coaxialleitungen zum Kristall sind in Ordnung. Alle Anschlusspins sind ebenso ok. Der Aktuator funktioniert. Der Bowdenzug ist ebenso ok. Also kann es nur mehr das „Öl?“ sein. Also habe ich die Einheit wieder zusammengebaut.

Nach dem Zusammenbau habe ich auch wieder das alte Öl eingefüllt. Das erweist sich als recht mühsam, zumal es lange dauert, die Luftblasen los zu werden. Es geht jedoch wesentlich schneller, wenn man dieses Öl erwärmt (ich habe das mit einem Fön bewerkstelligt). Und genau das hat mich auf eine Idee gebracht, den Schallkopf nach dem Zusammenbau zu erwärmen und das Verhalten nochmals zu testen. Wenn das Öl wirklich merklich dünnflüssiger wird, dann sollte auch die Beweglichkeit der Wippe leichter werden. Gesagt, getan. Zuerst wollte ich jedoch testen, ob der Schallkopf meine Zerlegeprozedur generell überlebt hat. Und ja – er hat. Das Schallbild sieht jetzt schon um einiges besser aus als zuvor. Also habe ich den Versuch mit dem Heißluftfön gestartet. Vorsichtshalber habe ich die obere Temperaturgrenze auf 45° C eingestellt. Und siehe da, das Schallbild wird zunehmend besser. Es ist jetzt ein deutliches Bild zu erkennen. Es wackelt und zittert nur noch ein wenig in der x-Achse – die Ursache ist also doch das Öl. Wenn hier jemand Erfahrung damit hat, oder eine Quelle, wo man die passenden Öle und auch Ersatzteile bekommen kann – ich bin für jede Information dankbar 🙂

 

 

 

 

 

 

X-Mas 2016

Frohe Weihnachten an die Besucher des Blogs!

Jetzt sind es doch schon zwei Jahre, in denen ich den  „Technik- und Retroblog“ mit Beiträgen füttere. Wer hätte das gedacht…

Es haben sich mittlerweile auch schon ein paar Leser hier her verirrt und angefragt, ob ich das eine odere andere Gerät hier vorstellen könne. Wenn es mir möglich ist, werde ich natürlich versuchen es zu realisieren. Die Rubrik mit den Computern der 80er ist leider immer noch leer. Hier fehlt mir noch der „Faden“, wie ich das ganze aufbereiten soll – es schwebt mir auch zu jedem Gerät ein kleines Video vor, in dem die Geräte im lebendigen Zustand gezeigt werden sollen. Wenn dazu jemand Ideen hat, … gerne.

Ein großes Dankeschön möchte ich meinem Kollegen Mario Wehr aussprechen, der mir die WordPress – Umgebung zur Verfügung stellt und so excellent serviciert!

In diesem Sinn:

Frohe Weihnachten und schöne Feiertage!

 

 

Homematic Zählersensor an S0-Ausgang

Mit dem von HomeMatic angebotenen Energiezähler-Erfassungssystem kann man mit Hilfe unterschiedlicher Zählersensoren die Anzeigen- bzw. Zähleinheiten der Energieversorger ablesen und für eigene Datenerfassungssysteme aufbereiten. Dies geschieht auf unterschiedliche Weise. Es kann die Drehscheibe (Ferrarisscheibe) eines Wirbelstromzählers abgetastet werden, oder der Led-Blinkimpuls von modernen elektronischen Zählern, sowie auch mittels Reedkontakt die Zählimpulse der mechanischen Gaszähler. Dies kann alles mit dem HomeMatic Funk-Zähler Erfassungssystem HM-ES-TX-WM bewerkstelligt werden. Für die unterschiedlichen Zählertypen sind unterschiedliche Sensoren erhältlich, die alle über eine 6polige Western-Modular-Steckverbindung angeschlossen werden können. Die Sensortype wird dabei vom Funksender automatisch erkannt und stellt in seinen Softwareeinstellungen die entsprechenden Umrechnungsoptionen (Impulse/kWh, Umdrehungen/kWh, m³/kWh) dar.

Hat man jetzt zum Beispiel einen eigenen elektronischen Subzähler verbaut, so kann natürlich auch mit dem LED-Sensor die Impuls LED abgefragt werden, um so zu den Daten des Zählers zu gelangen. Die meisten elektronischen Hutschienenzähler haben aber auch einen sogenannten S0-Ausgang, der einen potentialfreien (open-collector) Ausgang über Schraubklemmen zur Verfügung stellt. Wenn man die Schaltung des LED-Sensors ein wenig geändert neu aufbaut, so kann der S0-Ausgang des Hutschienenzählers anstelle der Fotodiode angeschlossen werden. Der Sensortyp wird dann weiterhin korrekt erkannt und am Funk-Zähler Erfassungssystem angezeigt.Mit dieser Schaltung erkennt der HM-Sender den LED-Sensor. Anstelle der Fotodiode wird die Kollektor-Emitter-Strecke des Hutschienenzählers angeschlossen. Die ganze Schaltung wird auf eine kleine Platine gebracht, diese dann geätzt und bestückt.

Mehrere Platinen direkt aus dem Ätzbad… Danach erfolgt der Zuschnitt und das Beschichten mit Lötlack.

Die Platinen sind nun zugeschnitten, lackiert und können jetzt bestückt werden.

Mit Bauteilen versehen, fehlen jetzt nur mehr die Zuleitungen.

Es sind nun alle Leitungen angelötet. Zum Schutz vor Kurzschlüssen wird die Platine mit einem Schrumpfschlauch überzogen. Jetzt kann alles angeschlossen und eingebaut werden.

An den S0-Ausgang des Hutschienenzählers angeschlossen, kann es dann gleich losgehen. Im Homematic-Funksender oder in den Geräteeinstellungen der CCU2 muss nur mehr die dem Zähler entsprechende Impulsanzahl pro kWh eingestellt werden. Diese Information sind in den Datenblättern des Zählers zu finden. Sie sind aber auch fast immer direkt auf den Zählern zu finden. In diesem Fall erzeugt der Zähler 1600 Impulse/kWh.

3.2″ TFT Display an Raspberry PI

dsc_2944Der Raspberry Pi in seiner Anwendungsvielfalt wurde bisher immer als kleiner Server, oder Datenlogger, oder auch als TV-Frontend betrieben. Dabei wurde er über seinen HDMI-Ausgang an einen TV oder Monitor angeschlossen. Im Server- bzw. im Dataloggerbetrieb war kein externer Monitor notwendig. Sämtliche Einstellungen sind über die Konsole über das Netzwerk durchführbar. Will man den Raspberry aber einmal als – beispielsweise – mobiles, Akku betriebenes Gerät aufbauen, so gibt es eine Vielzahl an Anzeigenelementen und Displays. Von einfachen LC-Displays, die mehrzeilig Zeichen darstellen können, über monochrome Dot-Displays bis hin zu TFT-Farbdisplays in unterschiedlichen Größen ist hier alles erhältlich.

Ich stelle hier das 3,2 Zoll TFT 65k Farbdisplay von „joy-it.net“ vor. Das Display ist mit einem Touchscreen ausgestattet und wird über eine 26-polige Buchsenleiste direkt auf die GPIO-Pinheaderleiste des Raspberry gesteckt. Weitere Verbindungen sind nicht notwendig. Das Display hat die selben Abmessungen wie das Raspberry Pi Board und bildet so ein kompaktes, handliches PI-Paket…

dsc_2946Ist das Display aufgesteckt, und auf der SD-Karte ein Raspbian-Image mit graphischer Oberfläche installiert, dann kann es losgehen. Zur Einrichtung des Displays sind noch ein paar Schritte durchzuführen. Nach dem Einschalten wird erst einmal nur die Hintergrundbeleuchtung des Displays hell. Mehr passiert vorerst nicht. Darum verbindet man den Raspberry vorher noch einmal mit einem Monitor über HDMI oder über das Netzwerk mit einem Terminal. Hat man nun Zugriff so wird folgende Datei bearbeitet:

sudo nano /boot/config.txt

Hier sind die folgenden Zeilen am Ende einzufügen:

dtparam=spi=on
dtoverlay=waveshare32b:rotate=270

Dann die Datei speichern und den Editor wieder schließen. Jetzt die cmdline.txt bearbeiten:
sudo nano /boot/cmdline.txt

An das Ende der Zeile ist folgendes anzufügen:

fbcon=map:10

Und die Datei wieder speichern. Jetzt wird eine neue Datei erstellt:
sudo nano /usr/share/X11/xorg.conf.d/99-calibration.conf

Hier die folgenden Zeilen eintippen und die Datei wieder speichern:

Section „InputClass“
Identifier „calibration“
MatchProduct „ADS7846 Touchscreen“
Option „Calibration“ „160 3723 3896 181“ Option „SwapAxes“ „1“
EndSection

Jetzt ist noch die 99-fbturbo.conf zu editieren:

sudo nano /usr/share/X11/xorg.conf.d/99-fbturbo.conf

Hier ist in der Zeile:
Option „fbdev“ „/dev/fb0“  das fb0 in fb1 zu ändern. Das soll dann so aussehen:
Option „fbdev“ „/dev/fb1“  Und wieder speichern.

Jetzt in den tmp Ordner wechseln (cd /tmp) und folgende Datei herunterladen:
wget http://www.joy-it.net/anleitungen/rpi/tft32b/waveshare32b-overlay.dtb
und nach
sudo cp waveshare32b-overlay.dtb /boot/overlays/waveshare32b.dtbo
kopieren.

Das war´s dann schon. Mit sudo reboot und angestecktem Display dann neu starten.

dsc_2948Wenn alles geklappt hat, so sollte das Display jetzt arbeiten und der Touchscreen funktionieren.

3D-Druck: ein schneller Test und gleichzeitig praktisch

dsc_2935Einfach praktisch ist er schon, der 3D-Drucker. Ein Kunststoff-Filament bis zum flüssigen Zustand erwärmen und mit einem Drei – Achsen – Positionierer den Kunststoff schichtweise auftragen. Das ist ganz das grob beschriebene Prinzip eines 3D-Druckers.  Und mit genau so einem Drucker habe ich schlussendlich das hier beschriebene Objekt ausgedruckt. Bei dem verwendeten Drucker handelt es sich um einen Ultimaker 2+, der mit ABS-Filament mit 2.85mm Durchmesser als Druckmedium befüllt ist.

Doch vor dem Ausdrucken muss erst einmal ein Druckmodell her. Hier gibt es im Netz eine Vielfalt an fertigen herunterladbaren Modellen, die direkt gedruckt werden können. Eine Website ist hier zum Beispiel  thingiverse. Hier können die Community – Mitglieder ihre Designs und Objekte veröffentlichen und frei zugänglich machen. Doch ich wollte kein fertiges Modell nehmen, sondern den gesamten Designflow einmal von Beginn an durchmachen und testen, ob die, hier bei uns in der Arbeit verwendeten Tools auch zuverlässig funktionieren. Für dieses Testobjekt, einen Telefonaufsteller – oder „Handyhalter“ habe ich folgende Tools verwendet:

acadmodelDie 3D – Konstruktion habe ich mit AutoCad 2013 von Autodesk gezeichnet. Hier kamen einfach nur 3D Körper wie Quader und Zylinder zum Einsatz, die durch Addition, Subtraktion und extrudieren von Objekten das gewünschete Ergebnis liefern. Das fertige Objekt wird dann als Stereo-Lithografie-Datei (.stl) exportiert.

Jetzt kommt die sogenannte Slicer – Software zum Einsatz. Slicer bedeutet sinngemäß soviel wie zerscheneiden, aufscheiden. Und nichts anderes macht diese Software. Das dort geladene Druckmodell wird in Schichten zerlegt, so wie sie der Drucker später auch als Kunststoffebene schichtenweise auftägt. Auch hier gibt es einiges an open-source und freeware Software. Ich habe Cura verwendet. Dieses Slicer-Tool wird auch von Ultimaker angeboten und kann auch direkt mit deren Hardware arbeiten. Im Slicer werden dann einige Parameter festegelegt, die für den Druck dann wichtig sind. Das sind die Temperatur auf die das Filament erwärmt wird, die Plate Temperatur, die Materialvorschubgeschwindigkeit (ist abhängig von der Druckdüse und dem Material selbst), die Druckgeschwindigkeit usw. Hier sind etliche Dinge zu beachten und definieren, die schlussendlich erhebliche Auswirkung auf die Qualität, den Materialverbrauch und die Druckzeit haben…

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Der Ultimaker bei der Arbeit
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Das Modell im Cura-Slicer

 

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Frisch aus dem Drucker