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Faustregeln

2010-10-20T13:56:44Z

Steg14:

[[Kategorie:Grundlagen]]
[[Kategorie:Elektronik]]
[[Kategorie:Robotikeinstieg]]
[[Kategorie:Mechanik]]

= Elektronik =
== Passive Bauteile ==
* Die Kapazität von Siebkondensatoren von Gleichrichterschaltungen sollte in µF (<math>10^{-6}F</math>) in etwa dem 2fachen Peak-Strom in mA (<math>10^{-3}A</math>) entsprechen
* Die Spannung des Trafos sollte etwa Ausgangsspannung/1,2 + 5V sein
* Die Rauschspannung, die ein Widerstand erzeugt, lässt sich mit <math>\mathrm{V_{ripple}}=10^{-3}\cdot \frac{\mathrm{nV}}{\mathrm{\Omega}\sqrt{\mathrm{Hz}}}\cdot \mathrm{R} \cdot \sqrt{\mathrm{f}}</math> berechnen
* 1 cm Kabel hat in etwa 1pF Kapazität (relativ unabhängig vom Kabeltyp)
* Die Kapazität von Kondensatoren in RC-Gliedern und Schwingkreisen deutlich über der Streukapazität von 10pF halten. Genaue Werte sind von 1nF bis 100nF sehr gut realisierbar, bis 10µF machbar.

== Aktive Bauteile ==
* Die Hälfte der angegebenen maximalen Verlustleistung bei Leistungstransistoren kann man nutzen
* Die Parameter von Leistungstransistoren verschlechtern sich bei einem Strom, der den halben Maximalstrom übersteigt
* Wird ein Transistor als Schalter benutzt, kann man etwa die halbe Stromverstärkung nutzen.
* Ein TO 220 Gehäuse sollte ab 1 Watt Verlustleistung mit einem Kühlkörper gekühlt werden.

== Grundschaltungen ==
* Die Zeitkonstante <math>\tau</math> von einem RC-Glied kann durch <math>\tau=R\cdot C</math> (<math>[s]=[\Omega]\cdot[F]</math>) errechnet werden.
** Ein RC-Glied wird nach <math>5\tau</math> als vollständig geladen angesehen (ca. 99%)
* Ein Netztrafo mit 10VA hat ca. 1W an Leerlaufverlustleistung
* Vorwiderstände für LEDs können wie folgt berechnet werden: <math>\mathrm{R_{LED}}=\frac{\mathrm{U_{in}} - \mathrm{U_{LED}}}{\mathrm{I_{LED}}}</math> (U in V, I in A, R in Ohm)

= Mechanik =

== Bohrungen ==
* Wenn der Bohrungsdurchmesser D grösser als 10mm ist, mit 1/3 · D vorbohren.

* Die Drehzahl für Automatenstahl errechnet sich aus 8000 / Durchmesser Bohrer in mm.

== Gewinde ==
* Zum Vorbohren bei Gewinden: Nenndurchmesser - Steigung

* Gewindebohrungen mit Nenndurchmesser · 1.05 senken.

* Um bei Verschraubungen die volle Festigkeit zu erreichen, gelten folgende Einschraubtiefen:
**Stahl: Gewindeaußendurchmesser · 1 (z.B: bei M3 --> 3mm Gewindetiefe)
**Alu: Gewindeaußendurchmesser · 2.5 (z.B: bei M3 --> 7,5mm Gewindetiefe)

= Sonstiges =
* Der Durchschnittsdaumen ist ca. 1 Zoll breit und sein Fingernagel 1mm stark
* Vieles verdoppelt sich bei 10°C Temperaturerhöhung: Leckstrom von Dioden oder Transitoren, CMOS OPs, CMOS Schaltern; Selbstentladung von Akkus; Dampfdruck von Wasser oder die Geschwindigkeit von Chemischen Reaktionen
* Anderes halbiert sich hingegen bei 10°C Temperaturerhöhung: Lebensdauer von Halbleitern oder Elkos, Zeit zum Entwickeln bzw. Atzen, Haltbarkeit von Platinenmaterial, Batterien oder von einigen Lebensmitteln.

= Autoren =
'''Spion

'''Crock

Faustregeln

2010-10-20T13:56:00Z

Steg14:

[[Kategorie:Grundlagen]]
[[Kategorie:Elektronik]]
[[Kategorie:Robotikeinstieg]]
[[Kategorie:Mechanik]]

= Elektronik =
== Passive Bauteile ==
* Die Kapazität von Siebkondensatoren von Gleichrichterschaltungen sollte in µF (<math>10^{-6}F</math>) in etwa dem Peak-Strom in mA (<math>10^{-3}A</math>) entsprechen
* Die Spannung des Trafos sollte etwa Ausgangsspannung/1,2 + 5V sein
* Die Rauschspannung, die ein Widerstand erzeugt, lässt sich mit <math>\mathrm{V_{ripple}}=10^{-3}\cdot \frac{\mathrm{nV}}{\mathrm{\Omega}\sqrt{\mathrm{Hz}}}\cdot \mathrm{R} \cdot \sqrt{\mathrm{f}}</math> berechnen
* 1 cm Kabel hat in etwa 1pF Kapazität (relativ unabhängig vom Kabeltyp)
* Die Kapazität von Kondensatoren in RC-Gliedern und Schwingkreisen deutlich über der Streukapazität von 10pF halten. Genaue Werte sind von 1nF bis 100nF sehr gut realisierbar, bis 10µF machbar.

== Aktive Bauteile ==
* Die Hälfte der angegebenen maximalen Verlustleistung bei Leistungstransistoren kann man nutzen
* Die Parameter von Leistungstransistoren verschlechtern sich bei einem Strom, der den halben Maximalstrom übersteigt
* Wird ein Transistor als Schalter benutzt, kann man etwa die halbe Stromverstärkung nutzen.
* Ein TO 220 Gehäuse sollte ab 1 Watt Verlustleistung mit einem Kühlkörper gekühlt werden.

== Grundschaltungen ==
* Die Zeitkonstante <math>\tau</math> von einem RC-Glied kann durch <math>\tau=R\cdot C</math> (<math>[s]=[\Omega]\cdot[F]</math>) errechnet werden.
** Ein RC-Glied wird nach <math>5\tau</math> als vollständig geladen angesehen (ca. 99%)
* Ein Netztrafo mit 10VA hat ca. 1W an Leerlaufverlustleistung
* Vorwiderstände für LEDs können wie folgt berechnet werden: <math>\mathrm{R_{LED}}=\frac{\mathrm{U_{in}} - \mathrm{U_{LED}}}{\mathrm{I_{LED}}}</math> (U in V, I in A, R in Ohm)

= Mechanik =

== Bohrungen ==
* Wenn der Bohrungsdurchmesser D grösser als 10mm ist, mit 1/3 · D vorbohren.

* Die Drehzahl für Automatenstahl errechnet sich aus 8000 / Durchmesser Bohrer in mm.

== Gewinde ==
* Zum Vorbohren bei Gewinden: Nenndurchmesser - Steigung

* Gewindebohrungen mit Nenndurchmesser · 1.05 senken.

* Um bei Verschraubungen die volle Festigkeit zu erreichen, gelten folgende Einschraubtiefen:
**Stahl: Gewindeaußendurchmesser · 1 (z.B: bei M3 --> 3mm Gewindetiefe)
**Alu: Gewindeaußendurchmesser · 2.5 (z.B: bei M3 --> 7,5mm Gewindetiefe)

= Sonstiges =
* Der Durchschnittsdaumen ist ca. 1 Zoll breit und sein Fingernagel 1mm stark
* Vieles verdoppelt sich bei 10°C Temperaturerhöhung: Leckstrom von Dioden oder Transitoren, CMOS OPs, CMOS Schaltern; Selbstentladung von Akkus; Dampfdruck von Wasser oder die Geschwindigkeit von Chemischen Reaktionen
* Anderes halbiert sich hingegen bei 10°C Temperaturerhöhung: Lebensdauer von Halbleitern oder Elkos, Zeit zum Entwickeln bzw. Atzen, Haltbarkeit von Platinenmaterial, Batterien oder von einigen Lebensmitteln.

= Autoren =
'''Spion

'''Crock

Lötstation Eigenbau

2007-03-04T12:02:50Z

Steg14:

== Selbstbau einer digitalen Lötstation ==
==== Beschreibung und Verwendung ====
Die Lötstation ist geeignet für WELLER oder ERSA oder andere Lötkolben mit einer 24V Heizung und Temperaturfühler.
Die Solltemperatur lässt sich durch 2 Tasten (UP und DOWN) in 10° Schritten einstellen.
Auf einem LCD-Display wird die aktuelle Temperatur des Lötkolbens und die Solltemperatur angezeigt.

[[Bild:Lötstation-Display.jpg]]
==== Funktion ====
Jede Sekunde wird die Isttemperatur gemessen.
Gesteuert wird eine bestimmte Anzahl Perioden. Also von 0 bis 50 in einer Sekunde.
So kann die Heizleistung in 2% Schritten variiert werden.
Gewöhnlich erreicht der ein 50W Lötkolben schon mit 20W eine Temperatur von 280°C,
deshalb wird nahe der Isttemperatur die Regelung auf 40% (20 Perioden) gestellt.

Im Bild sieht man eine Sekunde mit 50% Leistung.

[[Bild:Lötstation-Oszillogramm.jpg]]
==== Temperaturmessung ====
Im Lötgriffel befindet sich ein Temperaturfühler
Dies kann ein Thermoelement sein (z.B. bei Ersa)
oder ein Platinsensor (z.B. Weller).
Auch andere Sensoren (Wie PTC) sind denkbar, die Schaltung muss entsprechend dimensioniert werden und evtl. muss die Berechnung in der SW geändert werden.
Der OPV in der Schaltung arbeitet als nichtinvertierter Verstärker falls ein Widerstandsfühler verwendet wird. Oder als Differenzverstärker wenn ein Thermoelement verwendet wird.
Es kann der OP07 oder der CA3140 verwendet werden. Vermutlich auch noch andere.

[[Bild:Lötstation-Verstärker.jpg]]

==== Steuerung der Heizleistung ====
Ein Triac schaltet im Nulldurchgang auf der 24V Seite des Trafos.
Es können verschiedene Optotriacs verwendet werden, der Widerstand R2 muss dann jedoch angepasst werden, damit der Triac sicher schaltet.
[[Bild:Lötstation-Triacansteuerung.jpg]]

==== Controllerteil ====
Die Steuerung erfolgt mit einem AVR Mega8 getaktet mit 1MHz.

Per UP/DOWN Tasten kann die Soll-Temperatur eingestellt werden
Soll- und Ist-Temperatur werden auf dem LCD-Display angezeigt
Die Regelung erfolgt durch Ein-Ausschalten im 1Hz Takt, wobei das Puls-Pausenverhältnis variiert wird.
Der Schalter an PC3 ist für Erweiterungen gedacht.
(z.B. Erkennen ob der Kolben lange Zeit nicht abgelegt war um dann abzuschalten)

Der Nulldurchgang wird durch den Komperator im µC erkannt, der dann (alle 20ms) einen Interrupt auslöst. Ein Eingang des Komparators (PIN13) geht an die 2,5V Referenz des AVR, der andere (PIN12) zum Netzteil

[[Bild:Lötstation-Controllerteil.jpg]]

==== Netzteil ====
Trafo 2*7 bis 2*12V
Eine Halbwelle wird über den 100k Widerstand auf den Komperator des µC gelegt

[[Bild:Lötstation-Netzteil.jpg]]

==== Software ====
Das Programm ist in C geschrieben.

Im Hauptprogramm läuft der Prozessor nach Initialisierung der Komponenten in eine Endlosschleife

int main(){
port_init(); // Ports initialisieren
lcd_init(LCD_DISP_ON); // initialisiere display, cursor off
ad_init(); // AD-Wandler initialisieren
ac_init(); // initialisiere analog-Komparator
timer_init(); // Timer initialisieren
Tsoll=Lese_Starttemp(); // Starttemperatur lesen, Vorgabe vom letzten mal
Schreibe_Startemp(Tsoll); // Starttemperatur schreiben
lcd_puts("Start... "); // Startmeldung auf LCD
sei(); // enable interrupts
for(;;){ // tue nix Schleife
}
}

Die eigentliche Steuerung liegt in der Interrupt-Routine von Timer1 der genau jede Sekunde ausgeführt wird.
Hier wird die Spannung des AD-Wandlers gelesen und in einen Temperaturwert umgerechnet.
Die Tasten UP, DOWN werden abgefragt und der Sollwert entsprechend geändert.
Ändert sich der Sollwert, wird er im EEPROM gesichert.
Die Ist-Temperatur (Tist) und die Soll-Temperatur (Tsoll) werden angezeigt.

//Timer Interrupt - kommt genau jede Sekunde
SIGNAL (TIMER1_OVF_vect){ // Timer1 overflow
cli(); // Alle Int. sperren solange in INT-Routine
TCNT1 = startwert; // Vorbesetzen (1s)
perioden=0; // neuer Periodenzyclus
lcd_clrscr(); // 1.Zeile
adWert=leseAD(); // lese Spannungswert
Tist = adWert*faktor+n; // Temperatur berechnen
zeige_Tist(Tist); // anzeigen
if(bit_is_clear (PINC,1)) // wenn Taste DOWN gedrückt
{
if(Tsoll>10) // und min-wert noch nicht erreicht
{
Tsoll=Tsoll-10; // erniedrige Tsoll
Schreibe_Startemp(Tsoll); // sichere Tsoll im EEPROM
}
}
if(bit_is_clear (PINC,2)) // wenn Taste UP gedrückt
{
if(Tsoll<450) // und max-wert noch nicht erreicht
{
Tsoll=Tsoll+10; // erhöhe Tsoll
Schreibe_Startemp(Tsoll); // sichere Tsoll im EEPROM
}
}
zeige_Tsoll(Tsoll); // Solltemp. anzeigen

Die Regelung schaltet auf volle Heizleistung wenn die Temperatur mindestens 20° zu gering ist.
Ist die Temperatur 20° zu hoch wird die Heizung auf 0% gestellt.
Dazwischen beträgt die Heizleistung 40%

// regelung ********************************************
if (Tsoll<=Tist){ // zu heiss
if (Tist-Tsoll < 10){ // weniger als 10 Grad Abweichung
stellwert = 20; // Heizleistung 40%
}
else { // Abweichung größer 20 Grad C
stellwert = 0; // erst mal gar nicht Heizen
}
}
if (Tsoll>Tist){ // zu kalt
if (Tsoll-Tist < 10){ // weniger als 10 Grad Abweichung
stellwert = 20; // Heizleistung 40%
}
else { // Abweichung größer 20 Grad C
stellwert = 50; // 100% Heizleistung
}
}
sei(); // enable interrupts
}

Der Analogkomparator des Mega8 löst einen Interrupt aus wenn die Wechselspannung fallend ist und den Wert von 2,5V erreicht hat. Dies ist alle 20ms der Fall.
Hier werden nun die Perioden gezählt und die Heizung nach vorgegebener Periodenzahl abgestellt.
Das Einschalten erfolgt, wenn die Periodenzahl 0 beträgt.
Nach einer vollen Sekunde wird die Periodenzahl vom Timerint. auf Null gesetzt.

//Analog-Comparator Interrupt Routine je Netzspannungshalbwelle in Nulldurchgang
SIGNAL (ANA_COMP_vect){
if (perioden==0){ // Neuer Periodenzyclus hat begonnen
PORTC |= (1 << 5); // Heizung einschalten
PORTC |= (1 << 4); // LED einschalten ***test*************
}
if (perioden==stellwert){ // Einschaltdauer (Periodenzahl) erreicht
PORTC &= ~(1 << 5); // Heizung abschalten
PORTC &= ~(1 << 4); // LED abschalten ****test*********
}
perioden++; // wieder eine Periode vergangen
}

Zur LCD-Anzeige muss das Programm von Peter Fleury eingebunden werden

==== Anpassungen ====
zunächst einmal muss der OPV an den Sensor angepasst werden
bei Widerstandssensoren müssen RPTC1 und RPTC2 (Drahtbrücke) eingelötet werden

[[Bild:Lötstation-Anpassung.jpg]]

In der Software muss die Formel zur Berechnung der Temp. angepasst werden.
Entweder für Ersa mit Thermoelement
float faktor = 0.5889; // Spannung in Temp. bei Thermoelement
float n = 20; // y = mx + n bei Thermoelement

oder für Weller mit PT25
float faktor = 0.73; // Spannung in Temp. bei PTC
float n = -289; // y = mx + n bei PTC

Die eigentliche Berechnung erfolgt hier
Tist = adWert*faktor+n; // Temperatur berechnen

==== Download ====
hier der Quellcode

und die Eagle-Dateien

oder auch hier [http://www.stegem.de/Elektronik/Loetkolben/index.htm auf Stefan´s HP]
[[Kategorie:Elektronik]]
[[Kategorie:Projekte]]

Diskussion:Platinenherstellung mit der "Foto-Transfer-Technik"

2007-03-03T21:27:07Z

Steg14: /* Ätzmittel */

== Ätzmittel==

Ich denke nicht, das Eisen(III)Chlorid nicht mehr zeitgemäß ist, da es auch einige Vorteile hat:
* Lange Standzeit
* Hohe Kupferaufnahme
* Ätzt auch bei Zimmertemperatur
Der einzige Nachteil ist die Sauerei, die entsteht (aber Persulfat macht dafür Löcher...)
--[[Benutzer:BjS|BjS]] 04:46, 5. Mai 2006 (CEST)

----
Ja das EisenIIIChlorid bekommt man ja auch überall noch zu kaufen.
Und es funktioniert ja auch noch... sont hätte ich es auch nicht erwähnt.
Aber in der braunen Brühe kann man, wenn überhaupt, nicht erkennen,
wie weit der Ätzprozess fortgeschritten ist, daher war mir das Zeug schon
von Anfang an unsympatisch.

Ich habe auch in meiner sehr langen Zeit, in der ich schon Platinen erstelle, auch mit
anderen Methoden experimentiert, auch der "Salzsäuere-Prozess" hat mich einige Zeit
begleitet, leztendlich bin ich aber beim Feinätzkristall angekommen,
da dies wesentlich einfacher und sicherer zu handhaben ist.

Alle die behaupten daß das Natriumpersulfat zu langsam sei, kann ich nur sagen,
"Ihr werdet Euere Meinung auch noch irgenwann ändern".

Und wie schon in meiner Bauanleitung erwähnt ist das EisenIIIChlorid nicht für
Ätzküvetten geeignet, wegen der Schaumbildung.

--[[Benutzer:Darwin.nuernberg|Darwin.nuernberg]] 10:25, 6. Mai 2006 (CEST)

Ich habe alle Chemikalien viele Jahre lang getestet und bin nun doch wieder bei EisenIIIChlorid gelandet. Dass man nix sieht ist egal, da man eben weiss wie lang es dauert.
Was soll das mit der Schaumbildung? Ich blase jede Menge Luft durch meine Küvette und habe absolut keinen Schaum oben drauf.

--[[Benutzer: Steg14]] 03.03.07

Diskussion:Platinenherstellung mit der "Foto-Transfer-Technik"

2007-03-03T21:25:43Z

Steg14: /* Ätzmittel */

Kategorie Diskussion:Projekte

2007-03-01T22:44:39Z

Steg14:

wie krieg ich meinen Artikel "Lötstation" hier rein?

Lötstation Eigenbau

2007-03-01T22:22:26Z

Steg14: /* Download */

Lötstation Eigenbau

2007-03-01T22:07:18Z

Steg14: /* Anpassungen */

2007-03-01T21:10:04Z

Steg14: /* Netzteil */

Datei:Lötstation-Netzteil.jpg

2007-03-01T21:04:13Z

2007-03-01T20:29:48Z

Steg14:

Datei:Lötstation-Display.jpg

2007-03-01T20:29:20Z

Steg14:

Lötstation Eigenbau

2007-03-01T20:27:06Z

Steg14: