Wiederinbetriebnahme eines Digital-Multimeters Fluke 8050A(Entfernen der Akkus und Anpassung der Netzteilschaltung an reinenNetzbetrieb)

Die Firma Fluke ist für hochwertige Messgeräte bekannt. Ich erstand daher bei ebay ein älteres Fluke Tisch-Multimeter. Das Gerät wurde als defekt verkauft.

Mein 8050A wurde von Fluke Netherlands in 1978 gebaut. Das 8050A war ein Profi Laborgerät. Von den technischen Daten wird es formal von heutigen Billiggeräten aus China überholt. Allerdings ist Qualität -gerade bei Messgeräten- durch nichts zu ersetzen und vertrauenswürdige Messergebnisse sind von Billiggeräten nicht immer zu erhalten. Dies habe ich mit dem einen oder anderen Billig-DMM leider nur allzu oft erfahren.

Das 8050A besteht aus der eigentlichen, diskret aufgebauten Messschaltung, einem steuernden Controller und einer Displayplatine. Damit unterscheidet es sich vom Fluke 8010A, bei dem alle Funktionen des Geräts in einem Chip untergebracht sind. Ich habe das Fluke 8010A anlässlich einer Reparatur hier beschrieben.

Das von mir ersteigerte Gerät war sehr schmutzig und vergilbt. Reinigen lohnt aber nur, wenn eine Reparatur möglich ist.

Die Akkus des Gerätes waren in der eBay-Anzeige als defekt gemeldet.

Nach Öffnen des Geräts zeigte sich, dass die Akkus uralt und ausgelaufen waren. Immerhin war das Gerät selbst vom Auslaufen nicht in Mitleidenschaft gezogen worden.


Die Akkus, aus ihrer Plastikumhüllung entfernt. Es handelt sich um NiCd-Akkus 1800mAh. Je zwei sind in einer Plastikzelle (hier nicht im Bild) zusammengeschaltet. Die Akkus sind römisch-keltischen Ursprungs und wurden bereits für den Betrieb der Bundeslade verwendet. Danach lagen sie 500 Jahre im Mittelmeer. Sie gingen direkt nach dem Ausbau ins Museum für Frühgeschichte (Man verzeihe mir den Scherz).

Im folgenden einige Bilder vom Inneren des Geräts.


Blick auf die Unterseite des Geräts. Display und Kontrollschalter sind auf einer eigenen Platine untergebracht. Auf den leeren Stellen links unten und oben sitzen die hier  ausgebauten Batteriepacks.

 


Die Geräteoberseite. Die Hauptplatine ist mit der Lötseite nach oben montiert, daher sieht man hier nicht besonders viel…

 


Der Prozessor des Geräts. Der Mostek 3870 ist ein 8 Bit Controller aus dem Jahre 1977. Er ist eine Weiterentwicklung des Fairchild F8, hat 2048 Bytes ROM, satte 64 Byte RAM und 32 I/O-Leitungen. Die gesamte Firmware des Messgeräts muss im ROM enthalten sein, denn es gibt kein EPROM o.ä. im Gerät.

 


Die Displayplatine. Sie kann an drei Schrauben gelöst und dann seitlich weggeklappt werden. Das Gerät bleibt dabei benutzbar. Links sind die Ansteuer-ICs für das Display (Standard 40xx Typen!) sowie das Display selbst zu sehen, rechts Power-Schalter, Charge-LED und REL-Schalter.

 


Sicht auf die Teile des Geräts unter der Display-Platine. Empfindlichere Teile des Geräts befinden sich unter Metallabschirmungen.

Umstellung des Fluke 8050A auf reinen Netzbetrieb

Da ich nicht vorhatte, die Akkus zu ersetzen (sie müssen dann kontinuierlich geladen werden), entfernte ich sie.

Wenn man die Akkus einfach entfernt (bzw. wenn diese defekt sind) geht das Gerät nicht mehr an. Also einfaches Abziehen kommt nicht in Frage.

Daher untersuchte ich das Schaltbild des Geräts mit dem Ziel, es auf reinen Netzbetrieb umzustellen.


Das Schaltbild des Netzteils.

U26 im Schaltbild ist ein LM317. hinter dem LM317 kommt ein Widerstand 9.1 Ohm, der an den „ADJUST“-Pin des LM317 geht. Das bedeutet, dass der LM317 eine Stromquelle darstellt, die am Ausgangspin 137mA bereitstellt. Damit werden die Akkus geladen. Dies passiert solange, wie das Gerät ausgeschaltet ist. Wird es eingeschaltet, werden die Akkus mit einem reduzierten Strom weitergeladen. Das Gerät wird beim Einschalten an +/- der Batterien gelegt und bekommt so die Betriebsspannung von 5V. Im Schaltplan (hier nicht sichtbar) werden aus diesem 5V weitere Spannungen erzeugt, so dass diverse Spannungen -10,-5,+5,+10V zur Verfügung stehen.

Es geht also darum, an den beiden Pins an die ich „-5“ und „-10“ geschrieben habe, eine Spannung von +5V und 0V anzulegen. Dies habe ich erreicht, indem ich den vorhandenen LM317 ausgelötet habe und ihn mit zwei Widerständen (270 Ohm und 820 Ohm) in seiner Standardbeschaltung als Spannungsregler verwende. Seine Eingangsspannung erhält er von den Polen des Kondensators C23.


Abzapfen der gleichgerichteten Trafospannung an C23

 


Mittig zu sehen: Lötpunkte des schon entfernten LM317

Der LM317 und die beiden Widerstände wurden auf einem Lochrasterplatinenrest eingelötet. Auf der Hauptplatine wurde eine Bohrung angebracht und die kleine Platine dort angeschraubt.


Links vorn der LM317.

Der Ausgang des LM317 wird der Einfachheit halber an die Batteriepole angelötet. Vor der Verkabelung wurde noch kontrolliert, ob 5,0 Volt bereitstehen.

Später habe ich auch die vorhandene „CHARGE“-LED, nach Entfernen der Akkus ohne Nutzen so verändert, dass sie leuchtet, wenn das Gerät eingeschaltet ist.


Vollständig verkabelter Spannungsregler

Das Gerät lies sich danach wie gewünscht ohne Akkus betreiben.


Gerät nach der Änderung

Leider stellte sich heraus, dass der DC-Bereich nicht korrekt kalibriert war. Das Gerät wurde daher gemäß Instruction Manual neu kalibriert. Ob die Abweichungen an meiner Änderung lagen oder schon vorher vorhanden waren, kann ich nicht beurteilen. Nach Neukalibrierung hatte das Gerät jedoch die gewohnte Fluke-Präzision.

Das Plastikgehäuse wurde zum Abschluss in der Spülmaschine gereinigt, allerdings verschwand dabei die starke Vergilbung nicht vollständig.

Reparatur eines Mini Helikopters (Motor Tausch)

Für kleines Geld sind kleine fernsteuerbare Hubschrauber erhältlich. Leider halten die Motoren nicht ewig. Bei meinem Modell war eines Tages einer der drei Motoren defekt.

Symptom: Der zugehörige Rotor dreht sich nicht mehr.

Es gibt drei Motoren:

  • Zwei für den Hauptpropeller, der aus zwei gegenläufigen Rotoren besteht
  • Einer für die Richtungssteuerung am Heck

Bei meinem Modell war der für den unteren Rotor (das ist der vordere Motor) defekt.

Benötigtes Werkzeug:

  • feiner Lötkolben mit schnaler Spitze, so maximal 30 Watt
  • Ohmmeter
  • Feiner Kreuzschlitzschraubenzieher, Größe PH0-3
  • Wenn möglich Lupe oder aber gute Augen
  • Kombizange

Ungeübte Löter und Kinder schaffen den Motoraustausch möglicherweise nicht, es müssen sehr feine Drähte ab- und angelötet werden.

Fehlerfeststellung:  Ich habe zur Fehlerfeststellung die Motorkontakte abgelötet und an den Enden den Widerstand gemessen (mittels Ohmmeter). Der Widerstand war nicht messbar -> Motor defekt. Beim nachgekauften Ersatzmotor war der Widerstand 1.2 Ohm.

Achtung, es gibt Motoren für den oberen und den unteren Rotor (die Achslängen sind unterschiedlich). Der hintere Motor weicht bei meinem Modell von den Maßen der vorderen ab, er ist sicher schwächer.

Ersatzbeschaffung: Nach Messen des Motors (7mm Durchmesser, 16.5mm Länge ohne Achse, Achse 5.5mm Länge) bestellte ich auf gut Glück einen mit denselben Abmessungen bei ebay für etwa 5 Euro incl. Versand. Ob die Spannung passt, wusste ich beim Bestellen nicht. Da die Hubschrauber alle aus China kommen und man dort auch nicht übermäßig individuell fertigt, dachte ich die Wahrscheinlichkeit ist hoch, dass der Motor für zahllose Modelle passt.

So war es dann auch, der Motor funktionierte nach Einbau mindestens so gut wie der Originalmotor.

Austausch: Im folgenden ein paar Bilder zum Austausch.
Man benötigt für die feinen Schrauben unbedingt einen passenden kleinen Schraubenzieher. Die Farben der Leitungen und deren Anlötpunkte hält man fest, bevor man sie ablötet (Foto oder Skizze). Beim Löten wegen der sehr engen Platzverhältnisse darauf achten, dass die anderen Kabel nicht angeschmort werden. Ein dicker Lötkolben ist für die Lötung ungeeignet.

Der Motor ist -bei meinem Modell- von oben eingesteckt und wird mit zwei Metalllaschen festgehalten. Diese Laschen mit der Zange vorsichtig wegbiegen. Dann lässt sich der Motor nach oben herausziehen. Das Ritzel mit den Fingern vom alten Motor abziehen, ohne Gewalt, es geht erstaunlich leicht ab, und einfach auf den neuen Motor aufstecken.
Den neuen Motor von oben einführen, darauf achten, dass das Ritzel auf der Motorachse so positioniert ist, dass es gut in das andere Zahnrad eingreift. Danach die Metalllaschen zurück drücken, so dass der Motor fixiert ist. Dann die Kontakte des Motors anlöten. Auf Polung achten!

Danach alles noch lose wieder zusammenschrauben und – Testflug 🙂


Alle externen Teile sind vorne an der Platine angelötet: Akku, drei Motoren, 2x Leds. Im Bild oben mittig die silberne Motor-Röhre

Skizze der Platine mit den Lötpunkten für die externen Teile (Batterie, Motoren, Leds). Der nicht eingezeichnete Leiter des hinteren Motors geht an „M-„.

 


Der zerlegte Motor

 


Im inneren des Motors der Stator ein kleiner aber starker Magnet.

 


Der Rotor mit Spule und Stromaufnehmer (5 Einzelkontakte)

 


Die „Bürsten“ zur Stromübertragung auf den Stromaufnehmer. Man kann erkennen, dass eine der beider Bürsten (die linke) nur noch ganz kurz ist, vermutlich abgebrochen oder durchgeglüht.

Am alten Motor konnte beim Zerlegen festgestellt werden, dass eine der beiden Bürsten defekt war.