2. Technische Einleitung

Inhaltsverzeichnis
1.
2.
3.
4.
5.
Abstract ......................................................................................................................... 1
Technische Einleitung ................................................................................................... 1
Konstruktionszeichnungen ............................................................................................ 2
Tipps und Tricks zum Zusammenbau ............................................................................ 4
Inbetriebnahme ............................................................................................................. 7
1. Abstract
Als Projektarbeit im dritten und vierten Lehrjahr entschieden wir uns das
„Labornetzgerät 2001“ neu zu gestalten. Diese Arbeit bot sich zwingend an, da
die elektronische Schaltung des Vorgängers nicht mehr erhältlich war. In dieser
Dokumentation beschreiben wir unser Produkt, das daraus entstandene
„Labornetzgerät 2006“.
2. Technische Einleitung
Dieses Netzgerät verfügt über eine regelbare Ausgangsspannung von 0-30VDC sowie
ein stufenlos einstellbare Strombegrenzung von 0-3Ampére. Ein Schalter dient in der
Mittelstellung zur Voreinstellung der Spannung und in der unteren Stellung (Tastend)
zur Justierung der Strombegrenzung. Erst wenn dieser Schalter in der oberen Stellung
ist, sind die Ausgänge Aktiv, ansonsten sind diese Spannungsfrei.
Es ist mit gut aufgelösten und einfach ablesbaren Einbaugeräten versehen. Dazu gäbe
es auch noch die Digitale Variante, doch diese ist einiges aufwändiger, und würde den
zeitlichen rahmen wohl sprengen.
Das Getaktete Labornetzgerät zeichnet sich unter Anderem durch einen hohen
Wirkungsgrad und kompakte Abmessungen aus.
Technische Daten:
Ausgangsspannung
Ausgangsstrom
Ausgangsleistung
Eingangsspannung
Eingangsstrom max.
Absicherung Prim.
Absicherung Sek.
Ringkerntrafoabgänge
Labornetzgerät 2006
0-30VDC
0-3ADC
Max. 90W
230VAC 50Hz
0.5A
630mA
6.3A
32V/3.5A
D:\841029793.doc
Kurzschlussfest
1
3. Konstruktionszeichnungen
Da die neue Elektronik mit viel weniger Platz aus kommt sind die Aussenmasse des
Netzgerätes im Vergleich zum „Labornetzgerät 2001“ fast auf die Hälfte geschrumpft.
Die Konstruktion gleicht in den meisten Punkten noch dem Vorgänger. Dennoch
mussten wir sämtliche Pläne neu zeichnen, da die alten unauffindbar waren. Dazu
wurden wir vom Technischen-Büro in das 3D-Programm SolidWorks2006 eingeführt.
Die fix-fertige Baugruppe. Alle Einzelteile passen picobello aufeinander!
In diesem Kapitel befinden sich alle, für den Zusammenbau des Netzgerätes,
wichtigen Konstruktionszeichnungen. Für ein besseres Verständnis wie die einzelnen
Komponenten zusammengebaut werden, sind einige 3D-Ansichten zu finden.
Schrauben, Muttern und Unterlagsscheiben wurden absichtlich nicht definiert und sind
beim Aufbau selbst zu wählen. Alle Konstruktionszeichnungen sind auch als PDF auf
dem Server gespeichert, und lassen sich in beliebigem Format ausdrucken.
(X:\Lehrlinge\Projekte\Netzgerät 2006\Zeichnungen)
Wichtig: Müssen Änderungen an den Zeichnungen vorgenommen werden, ist daran
zu denken, dass diese zwischen der Grundschule Metall Liestal und Rauscher &
Stoecklin ausgetauscht und aktualisiert werden müssen!!
Labornetzgerät 2006
D:\841029793.doc
2
Deckel oben PGM 123124 auf alter CNC-Fräsmaschine Mikron gespeichert.
Frontplatte unter Lehrlinge/Netzgerät2006/Frontplatte (oder ähnlich) auf der neuen
Fräsmaschine gespeichert
Labornetzgerät 2006
D:\841029793.doc
3
4. Tipps und Tricks zum Zusammenbau
Mechanik
Da es bei Teilen, die gebogen werden müssen schwierig ist, die genauen Masse
einzuhalten, wurde überall grosszügig Spiel gelassen (~1mm). Trotzdem ist es je nach
dem erforderlich einzelne Bohrungen zu vergrössern oder kurzerhand als Langlöcher
um zu funktionieren.
Farbe
Wurden alle Teile einmal zur Probe zusammen gebaut, und es gibt keine Konflikte
mehr, so kann das Netzgerät in unserer „Malerei“ individuell mit Farbe bespritzt
werden. Vorher sind alle Kanten zu brechen, und die Teile Fettfrei zu machen 
Nitroverdünner.
Damit die Farbe besser haftet, ist eine vorhergehende Grundierung sehr
empfehlenswert. Auch eine nachträgliche Klarlack-Schicht hält die gehäuseflüchtige
Farbe etwas besser an ihrem Bestimmungsort!
Frontdesign
Während dem Trocknen der Teile kann man sich zum Beispiel mit dem Design der
Frontplatte beschäftigen. Auf dem Server besteht eine Vorlage für die Beschriftung der
Frontplatte, welche man z.B. auf eine Klebefolie Drucken kann um somit die
Aluminium Platte zu beschriften. Es ist auch möglich ein Hintergrundbild zu wählen,
das in dem besagten Worddokument hinter dem Text eingefügt werden kann. Dabei ist
zu empfehlen das Design auf Etiketten-Papier Auszudrucken, dieses auf die
Frontplatte zu kleben und mit Klebefolie zu versiegeln. Dieses Geklebe ist kein Muss
sondern eine freiwillige Erweiterung.
Elektronik
Nun sind die elektrischen und elektronischen Teile zu machen zumal auch alle
Bestandteile Bestellt wurden *¦o)*!
Lieferumfang von SWISSMEM…
Labornetzgerät 2006
D:\841029793.doc
…Vorbereitet
4
Nachdem die Printplatte nach Anleitung gelötet, die Frontplatte am Gehäuseunterteil
montiert und bestückt ist, kann man sich an die Verdrahtung machen. Für die
Stromführenden Verbindungen bieten sich herkömmliche 1,5mm 2- oder 2,5mm2- Litze
an. Die Pottis und e.v. LED’s der Anzeigen können mit feinen Drähten oder Litzen
verdrahtet werden (Bus-Drähtchen verdrillt + Sortiment im Estrich). Alle verbindungen
werden direkt in die Platine gelötet, die Lötschtifte werden nicht benötigt. Die
Verdrahtung sollte groszügig gezogen sein damit man die Platine jederzeit problemlos
entfernen kann. Abschliessend alles „schön büschälä“ und wenn nötig kabelbinden,
damit die Vorgesetzten Staunen lernen (mal so zur Abwechslung!?!).
Illumination
Als weiteres Feature lassen sich in das Gehäuse der Anzeigeinstrumente passende
Glühlämpchen einbauen. Dies nutzten wir halbwegs aus, und löteten an dieser Stelle
3mm-LED’s ein, da diese etwas chicer aussehen, als herkömmliche
Miniglühlämpchen. Wir versuchten zuvor einige aus, klare wie diffuse, wobei wir klare
empfehlen, da die diffusen kaum sichtbar sind. Auf den folgenden Bildern sieht ihr eine
Auswahl verschiedener Typen.
LED blau
25 05 07
LED blau diffus
63 02 53
LED weiss diffus
63 02 54
LED weiss
25 05 08
Alle versuchten LED’s sind in der Stückliste aufgeführt, damit man die entsprechenden
Artikel in der Bestellliste für Distrelec einfügen kann. Selbstverständlich kann mit
verschiedenen weiteren Farben experimentiert werden. Alle vier benötigten LED’s sind
von Vorteil in Serie zu schalten, sofern sie ungefähr alle gleichviel Strom benötigen (je
nach Farbe/Typ verschieden). Der Vorwiderstand muss dann individuell berechnet
werden. Dieser ist abhängig von der Spannung an den Pins „DC out“ der Platine, und
der Spannung aller LED’s in Serie bei Nennstrom.
R
Labornetzgerät 2006
U
 U LED's
UR
 DCout
I nenn
I nenn
D:\841029793.doc
5
Zusammenfassend





Vor Farbgebung, Gehäuse einmal zur Probe zusammen bauen  wenn nötig
passend machen!
Nach Interesse Frontplattenfolie erstellen.
Litzen ohne Lötstifte direkt einlöten.
Schön und grosszügig verdrahten
Erdung des Gehäuses nicht vergessen!
Labornetzgerät 2006
D:\841029793.doc
6
5. Inbetriebnahme
Achtung: Die Inbetriebnahme erfolgt bei offenem Gehäuse und darf niemals alleine
ausgeführt werden!!
Durch den Spannungsharten Ringkerntrafo, und die grossen Kondensatoren fliesst
kurzzeitig ein sehr hoher Einschaltstrom. Es ist daher möglich, das es beim ersten
Einschalten die Feinsicherung „putzt“, da diese etwas knapp bemessen ist.
Durchführung:
Nr.
Arbeitsfolge
1.
Hauptschalter auf Stellung „AUS“
Wahlschalter auf Mittelstellung
„Umax? / STOP!“ bringen
2.
Einstellung Potientiometer1-4 nach
Betriebsanleitung Seite x
(2.Baustuffe nur Punkt 2.2).
3.
Gerät am Netz anschlissen.
4.
Messung der Spannung an
Hauptschalter (230Volt.)
Funktion Hauptschalter Spannung
an primär Seite nach Einschaltung
prüfen (230Volt.)
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Bemerkungen
Spannung sekundär an
Transformator Messen (32/8V)
Die Inbetriebnahme wie in der
Anleitung zum Bausatz beschrieben
durchführen!! (Siehe Seite xxx)
Einen verstellbaren
Leistungswiederstand (10Ω im PF)
anschliessen und einen Wert von 2
Ampere Imax einstellen. Danach bei
unbelastetem Ausgang eine
Spannung von 10 V einstellen!!
Strombegrenzung nach Funktion
prüfen durch senken des
Wiederstandes.
Belastungstest unter folgenden
Einstellungen durchführen:
• Spannung auf Minimum
• Strom auf Maximum
Ausgang unbelastet!!
Labornetzgerät 2006
Befund
Anschluss und Inbetriebnahme siehe
Seite 34 (2.Baustufe)
...........Volt
Achtung: Jetzt wird auch die gesamte
Schaltung gespiesen, das
heisst besondere Beachtung
gilt auch der Funktionsweise
des Gerätes. Dazu muss
Kurzschluss am Ausgang
hergestellt werden.
...........Volt
.........Volt
.........Volt
Anschluss und Inbetriebnahme siehe
Seite 34 (2.Baustufe 2.2, 2.3)
Achtung: Strombegrenzung wird immer
bei Schalterstellung „Imax?“
(untere Taststellung) oder bei
kurzgeschlossenem Ausgang
eingestellt!!
Wichtig: Ist der Wert 2A erreicht, sollte
die
Spannung mit kleiner
werdendem Widerstand stetig sinken!!
Achtung:
Dieser Versuch muss bei
geschlossenem Gehäuse
durchgeführt werden!
Beobachte
dabei, dass die
Temperatur niemals höher als 150°C
am Kühlkörper ansteigt!!
D:\841029793.doc
7