Archiv der Kategorie: Projekte

  1. daycom 3DP-100 (Pollin) – 3D-Drucker Test und Umbau

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    19.01.2018 von plaintron

    Letztes Jahr habe ich bei Pollin einen günstigen 3D-Drucker gekauft. 439 Euro schien mir ein guter Preis für ein Gerät mit solidem Metallgehäuse, Standardaussattung und laut Heise gutem Druckergebnis. Weil mal wieder lauter andere Sachen wichtig waren, blieb das Teil in der Ecke stehen und ich kam nicht dazu, es zu testen. Natürlich war mir klar, dass es nicht bei einem kurzen Test bleiben würde sondern gleich ein paar Tage Vollbeschäftigung dabei herauskämen.

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  2. Netzteil-Display mit Nextion-HMI #4

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    14.01.2018 von plaintron

    Das Netzteil-Projekt kommt zwar nicht wirklich voran, aber immerhin funktioniert das Display auf dem Nextion-HMI schon ganz gut. Um weitere …
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  3. Cherry-Tastatur mit OLED – Teil 3

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    04.11.2017 von plaintron

    Im letzten Beitrag habe ich gezeigt, mit welchem Code ich die grundlegende Funktionalität des neuen Tastatur-Controllers erreiche. Nach den ersten Tests hatte ich dann sofort ein paar Ideen, was ich noch alles mit der Tastatur anstellen könnte. Für die Makro-Programmierung wäre ein Display recht sinnvoll, um Makros auch editieren zu können. Außerdem wären über ein Display auch weitere Funktionen denkbar, etwa die Anzeige von Informationen aus einer Software, die gerade auf dem PC läuft.

  4. Cherry-Tastatur mit OLED – Teil 2

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    03.11.2017 von plaintron

    Weiter geht es mit meinem Tastatur-Umbau. Im ersten Teil habe ich über die Auswahl des Controllers geschrieben und mich letztendlich für einen Teensy++ 2.0 entschieden.

    Teensy-Boards können, wie auch Arduino-Boards mit 32u4-Controller, als HID-Client arbeiten (Human Interface Device), also eine Tastatur, eine Maus oder einen Joystick imitieren. Zu den Standard-Funktionen des Leonardo-Boards gehören entsprechende Befehle, die in den Bibliotheken Mouse und Keyboard zusammengefasst sind.

  5. Cherry-Tastatur mit OLED – Teil 1

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    02.11.2017 von plaintron

    Vor etwa zehn Jahren habe ich mir eine Cherry-Tastatur gekauft. Das Modell heißt CyMotion Master XPress und ist eine recht normale und günstige Rubberdome-Tastatur mit ein paar Besonderheiten. Mir gefiel die Form gut und die insgesamt 28 Sondertasten wollte ich benutzen, um häuftig verwendete Programmierbefehle oder Programmfunktionen zu speichern. Das hat im Prinzip auch gut funktioniert, allerdings werden die Tastenmakros nicht im Tastatur-Controller gespeichert, sondern im PC. Ist dieser gerade intensiv mit anderen Aufgaben beschäftigt, kommt es zu Verzögerungen bei der Ausgabe. Ärgerlich ist hier etwa, dass die Komma-Taste im Ziffernblock auf diese Art arbeitet. Sie lässt sich zwischen „Punkt“ und „Komma“ umschalten, ganz praktisch eigentlich. Tippe ich schnell irgendwo Zahlen mit dem Ziffernblock ein, passiert es durchaus, dass das Komma an der falschen Stelle steht. Bei Online-Banking oder Excel-Berechnungen kann das zu sehr ärgerlichen Unfällen führen.

    Also hatte ich schon lange den Plan, den Controller neu zu bauen und eine Hardware-Makrofunktion zu implementieren.

  6. Netzteil-Display mit Nextion-HMI #3

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    16.07.2017 von plaintron

    Wie angekündigt gehe ich heute näher auf die Zeigerdarstellung auf dem Nextion-Display ein. Zunächst gibt es noch ein paar Optimierungen, …
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  7. Netzteil-Display mit Nextion-HMI #2

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    16.07.2017 von plaintron

    Weiter geht es mit dem HMI-Display für mein Labornetzteil. Im ersten Teil haben wir uns einige grundlegende Funktionen des Nextion-Editors …
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  8. Netzteil-Display mit Nextion-HMI #1

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    14.07.2017 von plaintron

    Am Beispiel meines Labornetzteil-Displays möchte ich zeigen, wie ein multifunktionales Interface mit einem Nextion-HMI umgesetzt werden kann. Es beginnt mit …
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  9. Reflow-Ofen mit IBoard EX

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    10.08.2015 von plaintron

    Die Zeit der Durchsteck-Montage in elektronischen Schaltungen geht auch im Hobby-Bereich dem Ende zu. SMD-Bauteile sind inzwischen so klein, dass nur mit feinstem Lötwerkzeug und unter dem Mikroskop noch eine saubere manuelle Montage gelingt. Deshalb gehört heute auch ein Reflow-Ofen in die Bastelwerkstatt. Bleibt die Frage: Selber bauen oder kaufen? Für mich gab es da natürlich nur eine Antwort.

    Nun bin ich weder der erste noch der einzige Bastler, der sich einen Lötofen baut, und deshalb habe ich mir erst mal ein paar Inspirationen geholt, versucht, das Prinzip der Regelung zu verstehen und zu wissen, worauf ich bei der Konstruktion achten muss.

    Zunächst brauchen wir einen geeigneten Pizza-Ofen. Er sollte oben und unten mindestens zwei Quarz-Heizstäbe haben und die Leistung muss deutlich über 1000 Watt betragen, damit eine kurze Aufheizphase möglich ist. 1500 Watt wären ideal, habe ich festgestellt. Bei mir sind es 1200 Watt in einem Aldi-Modell, das ich für 15 Euro bei Ebay gefunden habe. Das genügt gerade so, um die erforderliche Aufheizkurve abfahren zu können.

    So ungefähr sah das Teil aus, bevor ich es zerlegt habe, allerdings mit silberner Oberfläche und in neuwertigem Zustand:

    fif1200

    Beim nächsten Projekt würde ich mich vermutlich anders entscheiden und ein flacheres Gerät mit mehr Leistung wählen, das auch gerne etwas hochwertiger verarbeitet sein darf. Das Blech dieses Ofens ist schon sehr dünn und hat mir bei der Bearbeitung einige Sorgen bereitet.

    Meine Vorgaben sahen folgendermaßen aus:

    meruto_panel_005_licht_expSeparate Ansteuerung für Ober- und Unterhitze, zwei Temperaturfühler (Platinen- und Gehäusetemperatur), Timerfunktion bis 255 Minuten oder 255 Sekunden, programmierbare Temperaturkurven, Dauerheizung. Die Bedienung sollte über einen Dreh-Encoder laufen, als Anzeige wird ein LCD mit 2×8 Zeichen verwendet. Zusätzliche LED-Anzeigen signalisieren, ob ein Heizelement gerade eingeschaltet ist, außerdem gibt es eine Betriebsanzeige für die Netzspannung.

    Bis zu 10 Programme je Funktion möchte ich abspeichern können, um so je nach Platine, Bestückung und verwendeter Lötpaste unterschiedliche Kurven fahren zu können. Eine Fernsteuerung über Netzwerk habe ich auch eingeplant, zusätzlich lässt sich das Gerät über den USB-Anschluss seriell (RS232) steuern.

    In meiner Arduino-Kiste habe ich noch ein IBoard EX von iTead gefunden, welches genau das richtige Format und alle nötigen Funktionen hat.

    iboard_ex

    Auf dem Board sitzt ein ATMega32U4 mit Leonardo-Bootloader. Dieser USB-Bootloader verlangsamt den Systemstart etwas, deshalb werde ich den wohl irgendwann mal rausschmeißen.

    Das große Flatpack ist ein Wiznet-Controller für das Netzwerk. Außerdem ist noch ein SD-Sockel verbaut. Die Anschlüsse sind nicht Arduino-kompatibel, aber das war hier auch nicht wichtig, weil ich eine spezielle Steuerplatine gebaut habe, die direkt auf dem iBoard sitzt und an den passenden Pins andockt.

    Das Bedienteil befindet sich auf einer separaten Platine, die im Frontpanel eingebaut ist und über Flachbandkabel mit dem Steuer- und Leistungsteil verbunden wird. Die Heizelemente werden über zwei Solid-State-Relays S202S02 von Sharp geschaltet.

    pcb_ready_etched

    Auf der linken Seite ist das Bedienteil, die rechte Platine enthält die Leistungselektronik, das Interface zum IBoard und einen Delta-Sigma-A/D-Wandler MCP3550 für die Temperatursensoren. Die Spannungsversorgung läuft über ein kleines Schaltnetzteil, das ebenfalls im Frontpanel sitzt.

    So sieht die fertig bestückte Leistungsplatine aus:

    power_pcb_assembled

    Das schwarze Plastikteil hinten links ist ein Piezo-Summer. Im Vordergrund ist der Kühlkörper für die S202S02 zu sehen, davor befindet sich der Snubber-Circuit, das ist eine RC-Reihenschaltung als Dämpfungsglied. Einen Überspannungsschutz (Varistor) habe ich zur Sicherheit ebenfalls eingebaut.

    So viel erst mal für heute. Die Programmierung und Kalibrierung ist ein eigenes Kapitel und wird in einem späteren Beitrag erklärt.

  10. Projektidee: Tochscreen-Labornetzteil

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    08.08.2015 von plaintron

    vamos_psu_kopf

    Es gibt ein paar Projekte, an denen kommt kaum ein Bastler vorbei. Das Labornetzteil gehört neben Funktionsgenerator, Belichter, Reflow-Ofen und einigem anderen Werkbank-Zubehör ganz oben auf die Bastel-Liste.

    Mein erstes geregeltes Netzteil habe ich in der Lehrzeit gebaut, mit einem 2N3055 als Linearregler und mit zwei schönen analogen Anzeigen. Mit 12V und maximal 1A hat es mir lange Zeit gute Dienste geleistet, wurde dann aber irgendwann durch ein chinenisches Schaltnetzteil mit 30V und 3A ersetzt.

    In letzter Zeit sind mir allerdings ein paar Bauteile in die Hände gefallen, die danach schreien, endlich wieder ein Netzteil zu entwerfen, und zwar eins, das die nächsten 20 Jahre für alle Anwendungen die passenden Features hat und in der Entwicklung und der täglichen Nutzung wirklich Spaß macht.

    Mein Arbeitsplatz ist zwar ziemlich breit, aber es fehlt an Tiefe. Also muss ein kompaktes Gehäuse her. Eine Steckdosenleiste, die ich vor einiger Zeit hauptsächlich wegen des interessanten Pultgehäuses gekauft habe, wird also geschlachtet und umfunktioniert.

    steckdosenleiste

    Damit für jede Anwendung die richtige Versorgung parat ist, habe ich zwei regelbare Ausgänge mit 28V und 3A eingeplant. Außerdem kommen noch zwei Festspannungen dazu, 12V und 5V bieten sich an. Zusätzlich hätte ich gerne USB-Anschlüsse, an denen ich schnell und ohne viel Gestöpsel Arduino-Boards versorgen kann.

    xl4016_obenIm chinesischen Gemischtwarenhandel ist mir ein Step-Down-Regler über den Weg gelaufen, der sich vom üblichen China-Schrott deutlich unterscheidet: Saubere Verarbeitung, sinnvoll entworfene Schaltung und wirklich die Leistung, die drauf steht. Er arbeitet mit dem Schaltregler XL4016 von XLSEMI, ein bei uns kaum erhältliches Teil, der mit nur 5 Pins einfach zu verwenden ist und beeindruckende Leistungswerte zu bieten hat.

    xl4016_hintenAn dem Schaltregler habe ich schon rumgelötet und das Poti für die Spannungseinstellung mit einer Steuerspannung aus einem D/A-Wandler verbunden. Das funktioniert sehr gut. Auf der Unterseite sieht man den XL4016 und eine doppelte Schottky-Diode. Normalerweise sitzt hier ein Kühlkörper. In meinem Fall soll der Schaltregler aber direkt auf dem Gehäuseboden befestigt werden und diesen zur Kühlung nutzen.

    Mit den anderen beiden Potis werden die Strombegrenzung und der Schwellenwert für die Überstromabschaltung eingestellt. Diese beiden Funktionen werde ich voraussichtlich nicht nutzen, und zwar aus folgendem Grund: Die Ausgangsspannung des Schaltreglers ist leicht wellig. Also muss ich mit Elkos glätten. Dann habe ich aber keine schnell veränderbare Spannung am Ausgang, weil die Elkos erst entladen müssen, wenn ich die Spannung reduziere. Mehr als 10µF sollten nicht parallel zu den Ausgangsbuchsen hängen.

    Die Lösung ist ein nachgeschalteter Linearregler, der sich auch um die Strombegrenzung kümmert. Ein gewöhnlicher LM317 bzw. dessen stärkere Brüder kommen hier nicht in Frage, da sie sich nicht bis auf 0 Volt herunterregeln lassen. Ich bräuchte dann also eine negative Referenzspannung und das ist mir zu viel Aufwand. Außerdem sollte die Drop-Out-Spannung, also der minimale Spannungsabfall zwischen Ausgang und Eingang des Regler, möglichst gering sein.

    Linear Technologies hat hier die Lösung in Form des LT3083. Das ist ein wirklich beeindruckender Regler, der zwar nicht billig ist, aber jede Menge Vorteile mitbringt, die ich demnächst noch genauer erläutern werde.

    lt3083

    Ebenfalls von LT kommt der A/D-Wandler LTC2945. Dieser Baustein ist ein kompletter Power-Monitor mit I2C-Bus, der nur einen Shunt braucht, um Strom- und Spannungwerte mit einer Genauigkeit von 12 Bit zu liefern.

    Einen D/A-Wandler brauche ich auch. Hier kommt ein LTC2633 zum Einsatz, der ebenfalls einen I2C-Bus hat. Kurz zur Erklärung, warum ich nicht die Analogpins des Controllers verwende: Ich möchte mit einem einzigen Controller für die gesamte Schaltung arbeiten (wahrscheinlich der erste Einsatz meines Teensy). Dieser soll von den Ausgangsspannungen galvanisch getrennt sein. Die beiden Ausgangsspannungen möchte ich auch symmetrisch verwenden können, also dürfen sie keine gemeinsame Masse haben. Das geht nur, wenn ich A/D- und D/A-Wandlung im jeweiligen Schaltkreis der Ausgangsspannung einbaue und das I2C-Signal dann über einen Isolator zum Controller führe. Diese galvanische Trennung übernimmt bei mir der ADuM1250 von Analog Devices, auch ein beeindruckendes IC, über das ich demnächst mehr schreiben möchte.

    display_vorneDer Teensy soll auch die zwei Touch-Displays verwalten. Ich möchte zwei 2,4-Zoll-Displays mit SPI verwenden und diese sowohl für die Anzeige der Ausgangswerte als auch für die gesamte Steuerung des Controllers verwenden.

    display_hintenDer Touch-Controller ist bereits auf dem Board montiert. Hier wird ein chinesischer Nachbau des Controllers ADS7845 von TI/Burr-Brown verwendet, ein XPT2046. Der Display-Controller ist ein ILI9341, für den es jede Menge gute Bibliotheken gibt. Ein Schacht für eine SDHC-Karte ist auch vorhanden. Darauf lassen sich Bitmaps und Fonts für die Dartellung speichern. Außerdem lassen sich darauf komplette Setups sichern, etwa bestimmte Spannung/Strom-Kombinationen.

    So weit mein kurzer Einblick in die Schaltungstechnik. Wenn ich mit dem Aufbau anfange gibt es mehr Details. Da es an Baustellen bei mir nicht mangelt, wird das wohl noch ein paar Monate dauern.

    Immerhin habe ich schon genaue Vorstellungen, wie das Labornetzteil aussehen soll. Auch bei diesem Projekt habe ich erst mal ein Modell in Sketchup erstellt:

    vamos_psu_012-7_exp

    Die Drehgeber für die Einstellung von Spannung und Strom haben eine eingebaute RGB-LED und eine transparente Achse. Das sieht nicht nur cool aus, sondern ist auch zur Anzeige des jeweiligen Modus praktisch. Der Encoder leuchtet blau während der Spannungseinstellung und rot bei der Wahl der Strombegrenzung.

    Dazu passen die beleuchteten Taster. Hier kommen kleine Metalltaster mit LED-Ring und 14mm Außendurchmesser in schwarz und chrom zum Einsatz.

    Was fehlt, sind passende Polklemmen. Hirschmann kommt optisch nicht in Frage, das China-Sortiment ist qualitativ einfach nicht so wie ich es möchte. Also bleibt mir nur, die Buchsen ebenfalls selbst zu bauen. Aber das ist eine andere Geschichte, von der zu anderer Zeit berichtet werden soll. 😉

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