Internetpräsenz ala corvintaurus - LED - Tester mit LM385 und LM358

Tandem-LED Tester mit hochgenauer Spannungsrefferenz

März 2018

Über Sinn und Unsinn meiner Basteleien darf wie immer rege geschwiegen werden, jedoch macht es immer wieder Spaß. Dieses mal habe ich mich an einen LED - Tester herangewagt. Der erste Schritt ist wie so oft, der Blick in die Informationsflut des Internets. Tja... es gibt definitiv einiges zu kaufen zu diesem Thema. Selbstbauten, die auch nicht nur aus einem Widerstand bestehen sind da schon etwas seltener. Einfache Strombegrenzungen via Transistoren oder dem LM317 sind noch seltener. Was ich suchte fand ich so nur auf einer Homepage.
Ein LED - Tester, der mehere Stufen hat um die LED auch beobachten zu können wenn sie gerade so glimmt, aber auch bei ihrem Nennstrom. Diese Homepage gehört dem Nils Hintze. Er hat eine sehr schöne und übersichtliche Internetpräsenz. Seinen Schaltplan hilt ich für durchdacht und durch die verbaute Spannungsreferenz für einiges genauer als eine Strombegrenzung. Schaut selbst.

Zu der Funktion, zitiere ich den Urheber der Schaltung.
Die Referenzspannung liegt am nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers LM358 an. Am invertierenden Eingang liegt die Spannung von dem über den Drehschalter ausgewählten Strommesswiderstand an. Der OPV stellt die Gate-Spannung des MOSFETs BS170 und damit auch den Ausgangsstrom so ein, dass der Spannungsabfall über dem Widerstand mit der Referenzspannung übereinstimmt. Die Messwiderstände sind Metallschichtwiderstände mit 1?% Toleranz.

Also ging die Suche nach den passenden Widerständen los. Ich brauchte ja nur 24 Stück für 2 mal 12 Stufen. ich war so frei und habe 2 weitere Stufen hinzu gerechnet. Die Widerstände waren scheinbar nur bei Reichelt Elektronik zu bekommen, aber dafür gleich die selbe Summe nochmals an Versandkosten bezahlen? NEIN
Also wurde gemessen und gerechnet. Da ich noch ganz schön viele Widerstände auf Lager hatte, wohl aber nicht die errechneteten Werte, oder zumindest Werte die dem nahe kamen, wurden auch mal 3 Widerstände in Reihe gelötet um den Wert zu erreichen. Diese wurden dann ausgemessen. Auf dieser Grundlage wurden nun die neuen Ströme berechnet. Die Spannungsreferenz liefert eine Spannung von 1,235 Volt. Der geforderte Strom soll in diesem Beispiel 0,02 Ampere sein. Das macht einen Widerstand von 61,75 Ohm. Ich habe diesen Wert nicht, da es den so auch nicht gibt. Also habe ich mir einen Wert von 61,9 Ohm gebaut. Gemessen machte dieser Widerstand einen Wert von 62,2 Ohm. Also habe ich hier einen Strom von 19,8mA zu erwarten. Und tatsache...ganz knapp 20mA wurden gemessen. Also alles takko und absolut plausibel.

Nun suchte ich mir in meiner Kramkiste den Stufenschalter heraus, den ich noch hatte. Er hatte zwei Ebenen zu je 4 mal 6 Stufen. Konnte ich so nicht gebrauchen. Also wurde eine Ebene entfernt, da dies Einbautiefe sparte. Nun wurden die kleinen Halter die als Anschläge beim Drehen des Stufenschalters dienen angepasst. So kam ich auf 12 Stufen die immer noch zwei 6er Paare mit einem gemeinsamen Pol bildeten. Diese beiden Pole wurden zusammengeführt und schwups hatte ich einen 2 x 12 Stufen Drehschalter. Schön...wieder etwas was ich nicht kaufen musste.

Mein erster Gedanke war es zwei komplett eigenständige Schaltungen aufzubauen, die untereinander kein gemeinsames Potential haben. Darum habe ich den an Masse angelegten Ring, an dem alle Widerstände aufgefädelt sind geteilt. An der Stelle habe ich Plexiglaskleber raufgeträufelt und mit UV-Licht gehärtet. Am ende habe ich dann aber doch nur eine Batterie genommen. Der Platz gab einfach nicht mehr her.

So sieht das fertige Konstrukt mit den beiden Anschlüssen der Schleifbahnen aus.

Auf diesem Bild erkennt man sehr gut die einzelnen Kontakte im äußeren Ring. Es sind genau 24 Stück. Auch erkennt man die längeren Schleifbahnen, auf denen der Kontaktschlitten bewegt wird und den Kontakt herstellt. Zwei dieser Bahnen habe ich immer miteinander verbunden, da ich ja 12 und 12 Kontakte schalte.

Das gesamte Gehäuse wird aus 2mm Aluminiumblech hergestellt. Da ich keine Abkantbank besitze, musste ich alle Bleche zuschneiden und mit Winkel verbinden.

So sieht die Rückseite aus.

Der Rahmen ist fertig.

Und wieder einmal wurde das Bohren von meiner guten alten Tischbohrmaschiene erledigt.

Nun ist auch der Boden eingebaut. Bis jetzt ist es zwar nicht schön, dafür aber einmalig. Für meine 4m² Bastelraum ist das schon ganz gut.

Winkel über Winkel. Alle Bohrlöcher werden selbstverständlich entgratet.

Und alles mal zur Probe fertig verschraubt.

Dann ging es ans Löten. Ich habe vorerst die Schaltung auf einem kleinen Stück Punktraster aufgebaut um die testen zu können.

Die ersten Versuche sind vielversprechend. Die Schaltung lief auf Anhieb und zeigte über den Stufenschalter schon sehr gut wie sich eine LED verhalten wird.

Da der Probeaufbau aber auch auf eine kleine Platine soll, habe ich den Schaltplan ohne den Stufenschalter neu erstellt. Hierfür habe ich das kostenlose Programm Target3001! genutzt. Es sehr leistungsfähiges Programm und einfach in der Bedienung. Kein Vergleich zu EAGLE wie ich finde. Zumal erstellte Pläne auch mit EAGLE kompatibel sind.

Mit der freundlichen Hilfe von Jens habe ich die Bauteile auch so angeordnet bekommen, um das ich die Leiterbahnen auch wunderbar mit einem dünnen Edding zeichnen kann.

Und auch die Adapterplatine wurde so erstellt. Alle relevanten Pläne habe ich am ende mit angefügt. Sie sind in einem .zip Ordner vorhanden.

Erst habe ich alles auf links ausgedruckt, auf die zugeschnittene Platine geklebt und mit einer Anreißnadel leicht angekörnt. Nun kann man wunderbar bohren und zu verrutschen. Klar, auf den zehntel Millimeter wird das immer ungenau, dennoch reicht es aus.

Nachdem die Adapterplatine gebohrt und anschließens gezeichnet wurde, kam sie in ein Bad aus Natriumpersulfat. Dieses ätzt sehr zuverlässig.

Die Temperatur lasse ich so bei ca. 40 Grad Celsius. Etwas mehr schadet aber auch nicht. Macht keine Wissenschaft draus, dann wird das schon.

Nach gut 15 Minuten ist dann auch dieser Teil fertig.

Sieht doch nach dem reinigen ganz brauchbar aus. Keine großartigen Unterätzungen oder Löcher zu sehen. Also Top!

Hier kamen auch schon die wenigen Bauteile. Die Platine muss man etwas erklären. Also... die aufgelöteten Buchsenleisten stammen aus einem Pfostenstecker aus dem PC Bereich. Das war alles mal in einer Kram-Tüte mitbei. Die wurden zugesägt und in 1,5mm Löcher verlötet. Nun habe ich mir überlegt, wie ich RGB, Duo und normale LEDs testen kann, ohne viel Firlefanz. Also kam ich auf die Kombination Andode-Anode-Kathode-Anode-Kathode-Kathode . So kann ich nun RGB LEDs mit vier Beinchen einstecken, egal ob sie eine gemeinsame Anode oder Kathode haben.
Die Stiftleisten neben diesen Buchsenleisten werden Jumper beherbergen. Damit kann ich dann der RGB LED sagen welche Anode oder Kathode bestromt wird. Kleine DIP Schalter schienen mir hierfür ungeeignet, da sie ja praktisch nur mit einem Schraubendreher oder ähnlichem bedient werden können, wenn wir mal ehrlich sind. Tja, und die anderen Löcher wo nix drauf ist... die sollten nicht gebohrt werden. Das sollten nur die PADS zum löten sein um die Drähte anlöten zu können. Klar, hätte ich schon die Anoden und Kathoden zusammen führen können, aber ich wusste noch nicht genau wie ich das alles verdrahte, daher ließ ich mir alles offen.

Mit der Hauptplatine verfuhr ich genauso. Die gezeichnete Platine zeigt einen kleinen Fehler, der mir erst beim Löten aufgefallen ist. Das Layout im Download hat diesen Fehler nicht.

Hier also wieder das Natriumpersulfat. Zieht beim Ätzen eine Schürze oder so an. Mir sind ein paar Spritzer auf die Hose gekommen. Das hat direkt helle Stellen hinterlassen.

Der erste Test mit der neuen Platine war auf anhieb positiv.

Also kam alles erst einmal in das Gehäuse. Leider habe ich jenes etwas zu klein geplant. Ich hätte es mal ruhig 2cm breiter machen sollen. Nur gaben meine Alubleche nicht mehr her.

Nun ging es noch darum, einen Aus-Ein Schalter zu verbauen und eine Möglichkeit zu schaffen den gemessen Strom auf beiden Baugruppen auf das Anzeigeinstrument zu bringen.Ich entschied mich für einen kleinen Schiebeschalter und einen Miniaturtaster, welcher auch noch Wasserdicht ist. Nur stand ich plötzlich vor einem riesen Problem. Wie befestige ich die Platine und den Taster unter dem Blech, und ohne Bohren. Kleben? Das bringt nichts. Heißkleber, 2K, Anrauen oder Plexiglaskleber.... nix klebt vernünftig auf dem Alu. Was gibt es da noch alles? Könnte man eine kleine Schraube aufschweißen? Wie steht es denn um Aluminium löten?

Also mal etwas im Internet gesurft und einen guten Beitrag gefunden, bei dem eine normale Zink Legierung aus dem Rohrleitungsbau verwendet wird. Das Verfahren nennt sich Reibverzinnen. Das Problem ist ja diese Oxidschicht auf dem Alu, welche sich ja quasi sofort bildet, wenn die Oberfläche verletzt wird. Diese muss während der erhitzung und der Lotzugabe aufbebrochen werden. Die Legierung nennt sich: S-Sn97Cu3. Also 97 Prozent Zinn und 3 Prozent Kupfer und alles ohne Flussmittel versteht sich.

In diesem Video sieht man einmal, wie ich das gemacht habe. Es klappt wunderbar, wenn man den Dreh heraus hat.

Nun habe ich also auch das geschafft. Alles ist an seinem Ort und hält.

Nachdem nun auch alle Drähte verlötet wurden mit dem Augenmerk auf totales Chaos in der kleinen Kiste, konnte der erste Test kommen.

Von Oben....

Dann ging es erneut um die Wurst. Die Skala für den Drehschalter. Man...Man...Man. Das gute ist in diesem Fall, das Target3001! von hause aus eine Möglichkeit bietet einfache Skalen direkt im Programm zu erstellen. Jedoch gibt es einige sinnlose Hürden dabei.
Problem 1 - Auf der Skala liegt der 0° Punkt auf 3 Uhr. Fangen Stufenschalter nicht immer intuitiv von oben, also bei 12 Uhr an? Es lässt sich auch leider nicht einstellen.
Problem 2 - Die positiv aufsteigenden Gradzahlen laufen gegen den Uhrzeigersinn. Wie blödsinnig.
Aber nach einigen Versuchen, hatte ich dann endlich den Kniff raus. Anfangen bei +75° und aufhören bei -55 Grad. Auch diese Skala befindet sich im Downloadbereich.

So sieht die nun fertige Skala aus. Da ich auf selbstklebenden Papier gedruckt habe, konnte ich die Skala sofort verkleben. Als Abriebschutz kam Klebeband oben drüber.

Hier mit der fertigen Beschriftung.

Und das letzte Bild.

Abschließend kann ich sagen, das dies ein sehr interessantes Projektchen war. Alles war gefordert. Angefangen bei der Metallverarbeitung, bis über das Planen, Zeichnen, Rechnen und Löten. Wer gerne bastelt, sollte sich sowas auch mal hin und wieder zutrauen. Ich habe jetzt gut und gerne 2 Wochen daran gebastelt. Jeden Tag immer ein bisschen mehr. Morgends mal ne halbe Stunde, auf dem Abend mal etwas...naja, und irgendwann kommt hinten was gutes raus.

Ich möchte mich abschließend auch bei Nils Hintze und Jens für die sehr gute Unterstützung bedanken !!!

Hier nun die versprochnen Daten als Download : -- Download 46,4 KB

Die Daten dürfen ausschließlich für den privaten Gebrauch genutzt werden. Es ist keine Dublizierung oder kommerzielle Nutzung gestattet. Zum betrachten der Dateien werden folgende Programme benötigt.

- Target 3001!
- PDF Reader

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