Ford Focus MK2 Heckklappenschalter defekt – Reparatur

Nach 6 Jahren begann der Schalter zu spinnen. Wenn es feucht war, öffnete er während des Fahrens immer wieder die Heckklappe. Das Geräusch der sich elektrisch öffnenden Verriegelung begleitete mich einen Sommer lang. Am Ende lies sich die Klappe mit dem Handschalter an der Heckklappe manuell nicht mehr öffnen. Der Kofferraum ging nur noch mittels Fernbedienung auf.

Nach kurzer Sichtung des Internets zu diesem Thema wusste ich, dass der Schalter von Ford um die 40 Euro kostete, aber vom Typ „simpelster Microschalter“ war. Solche Schalter gibt es für Centbeträge im Fachhandel. Daher unternahm ich erst mal gar nichts. Als aber dann mal die Batterie der Fernbedienung leer war, ging der Kofferraum auch so nicht mehr auf. Jetzt beschloss ich, doch etwas zu tun.

Bekannt ist, dass das Schaltergehäuse undicht ist, Wasser hineinlässt und der Microschalter auf Dauer verrostet und so seinen Geist aufgibt. Es gibt Menschen, die schon zwei und mehr der Original-Schalter „verbraucht“ haben. So was würde ich eigentlich Konstruktionsmangel nennen.

Im folgenden Bilder von der Erneuerung des Schalters. Ich habe versucht, die eingebaute Schwäche des Schaltergehäuses zu beseitigen.

Das Schaltergehäuse ist in die Zierleiste über dem Nummernschild eingerastet. Man muss diese Leiste lösen. Sie ist mit vier Muttern innen angeschraubt. An die Muttern kommt man nur, wenn man die Innenverkleidung der Hecktür abnimmt. Diese ist mit zwei Schrauben (in den Handgriffvertiefungen) fixiert und sonst nur geklipst, kann also vorsichtig abgezogen werden.

Es sind außerdem 4 Steckkontakte zu den Kennzeichenbeleuchtungen und ein Steckkontakt zum Schalter selbst zu lösen. Danach kann man die Leiste abnehmen.


Abgenommene Leiste von Innen. Dies ist das Schaltergehäuse. Oben der Anschluss des Schalters.

 


Blick auf eine der beiden Kennzeichenbeleuchtungen.

 


Herausgelöstes Schaltergehäuse. Ist ziemlich dreckig.

 


Die Gummiabdeckung des Gehäuses. Hier dringt typischerweise das Wasser von oben ein.

 


Hier die abgezogene Gummiabdeckung. Wie man bei Ford glauben kann, dass diese Technik das Wasser abhalten könnte ist mir rätselhaft.
In meinem Schalter war ein weißes Pulver oder weiße Farbe, möglicherweise schon ein (sinnloser) Ausbesserungsversuch des Vorbesitzers.

 


Unten die Reste des Außenteils des Microschalters. Komplett weggerostet. Oben die Metallplatte, auf die man von außen drückt. Diese drückt dann mit der mittigen „Nase“ auf den Microschalter.

Das Schaltergehäuse wurde vor Weiterbehandlung einer verschärften Reinigung unterzogen.


Der Rest des Microschalters. Das Metallstäbchen überträgt theoretisch den Druck ins Innere.

 


So liegt die Metallplatte im Gehäuse

 


Schalter ist ins Gehäuse eingeklebt. Wenn doch nur die andere Seite auch so schön gemacht wäre…

Entfernen des alten Schalters

 


Mit kleiner Bohrmaschine und 2mm Bohrer wird das Teil „zerspant“.

 


Auch von der Rückseite bohre ich auf.

 


Schalter -> Krümmel.

Nach Entfernen des Schalters wird der „Schacht“ der den Schalter aufnahm erst mal so gefeilt, dass es wieder ordentlich aussieht. Danach suche ich mir in meiner Grabbelkiste einen neuen Microschalter. Ideal wäre ein wasserdichtes Exemplar, so was habe ich jedoch nicht. Ich nehme -so wie Ford auch- ein gaaanz einfaches Modell, Kostenpunkt liegt so um um die 40 Cent.


Anprobe: passt der Schalter so in etwa in den Spalt? So ganz genau muss es nicht sein, Feinheiten erledigen sich mit dem Klebstoff der noch kommt…

 


Jo, passt in etwa.

 


Der Schacht wurde von beiden Seiten mit Heißklebstoff gefüllt. Der Schalter ist fixiert, Kontakte wurden angelötet.

 


So siehts auf der anderen Seite aus.

 


Vielleicht nicht der Ehrenpreis der Handwerkskammer, aber sicher wasserdicht.

Abdichtung des Schalters gegen das Gehäuse

Und jetzt noch die echte Innovation 🙂 Das Problem ist ja, dass Wasser ins Innere des Gehäuses kommt.

Erste Idee war, die Gummiabdeckung auf das Gehäuse zu kleben. Dann geht sie aber bei späteren Problemen nicht mehr heil ab und außerdem könnte der Klebstoff (Aquariensilikon war angedacht) auftragen, so dass das Teil nicht mehr so gut in der Leiste sitzt.

Die umgesetzte Lösung war, den Schalter mit einem Stück Gummi abzudecken. Diese Abdeckung sollte wasserdicht sein. Damit kann durchaus Wasser ins Gehäuse kommen, der Schalter nimmt dabei aber keinen Schaden.

Das Gummistück wurde aus einem Fahrradschlauch geschnitten.


Das Gummistück (rechts)

 


So soll es mal liegen…

 


Falls das Ding mal wegrostet, sicherheitshalber die Maße aufgenommen

 

 

 

Und hier ist das Gummistück angeklebt. Ich habe großzügig Klebstoff verwendet. Man muss allerdings darauf achten, nichts auf den Schalter selbst tropfen zu lassen und die Metallplatte darf vom Klebstoff auch nicht behindert werden.

 


Der Schalter befindet sich nun hinter dem Gummistück

 

So verbessert, wurde das Schaltergehäuse wieder in die Leiste eingedrückt und die Leiste befestigt.

Ich habe bei der Gelegenheit gleich noch einen zweiten Schalter in die Tür eingebaut, den man von innen bedienen kann. Beim Verladen großer Teile hatte ich mir das manchmal gewünscht… Der Schalter sitzt in der Tür und wird von der Plastikabdeckung abgedeckt, so dass ein Entriegeln durch die Ladung nicht möglich ist.

Reparatur eines Spannungs und Strom Calibrators Fluke 3330B

Der Fluke Calibrator 3330B ist eine hochkonstante variable Spannungs- und Stromquelle.

Mit 7 digitalen Stellen kann z.B. eine Spannung von 1,000000V auf 1µV genau eingestellt werden.

Bereich Genauigkeit Schrittweite
0-11 V +-0,003% or 300µV 1µV
0-111 V +-0,003% or 300µV 10 µV
0-1111 V +-0,003% or 3mV 100 µV
1,1 mA +-0,0006% 0,1 nA
11 mA +-0,0006% 1 nA
111 mA* +-0,0006% 10 nA

*: Von 0-100V können maximal 100mA, bis 1000V maximal 50mA abgegeben werden.

Das Gerät ist über eine einfache Schnittstelle an der Rückseite mittels TTL-Pegeln komplett fernsteuerbar. 2 dicke Transformatoren im Innern und zahlreiche Baugruppen machen das Gerät sehr schwer (28KG).

Aktive Elemente sind fast ausschließlich Transistoren (bipolar und viele FETs). Es sind im ganzen Gerät eine paar wenige ICs verbaut, so ca. 4 Stück:

  • IC1 (CA3046), IC2 (Transistorarray) auf der 10 Volts Reference Supply
  • Auf dem Front Mother Board (MC824P, 4-fach NOR mit je 2 Eingängen)
  • Auf dem Chopper Amplifier IC1 (LM709CH)

Die Einstellelemente wirken über Relais auf den eigentlichen Strompfad, so dass sich eine ganze Menge Relais im Gerät befinden. Ich schätze so 50-70 Stück !!!

Das Gerät wurde defekt bei ebay ersteigert.

Außenansichten

 

 

 

 

 


ZWei LEDs fehlen…

 

 

 


Remote Anschluß (links) und rückseitige Ausgänge (rechts). Mittig Sicherungen und Stromanschluß.

 

 


Ansicht von unten

 


Leicht deformiertes Außenblech

Arbeitsweise

Die folgenden Informationen und Schaltbilder sind dem Instruction Manual entnommen.

Das gesamte, sehr komplexe Gerät lässt sich funktional auf eine Messbrücke zurückführen. Essentielle Bestandteile sind:

  • Erzeugung einer Referenzspannung mittels Spannungsteilern
  • Spannungsabfall an einem Range-Resistor
  • Differenzverstärker („Control Amplifier“) zum hochpräzisem Vergleich und Nachregeln der eingestellten (gewünschten) Spannung und der momentanen Ausgangsspannung am Range-Resistor
  • Hochspannungsquelle, die alle Ausgangsspannungen/-ströme des Calibrators erzeugen kann
  • Series Pass als Leistungs-Regelelement für die Ausgangsspannung. Der Series Pass besteht aus 8 Leistungstransistoren, die zusammen die hohe Spannung (bis über 1100Volt!) regeln können.

Das folgende Schaltbild stellt dies allgemein dar, allerdings ist die Meßbrücke nicht offensichtlich erkennbar.

Im folgenden Bild wird der Calibrator nur als „Spannungsquelle“ betrachtet. Das resultierende Schaltbild wird dann im grauen Kasten darunter nochmal anders dargestellt, so dass die Messbrückenschaltung deutlich erkennbar wird.

Ein Teil der Brücke wird von der Referenzspannungsquelle zusammen mit dem Spannungsteiler gebildet. Der andere Teil der Brücke wird vom Range Resistor und dem Series Pass in Reihe mit der Hochspannungsquelle gebildet.

Der Differenzverstärker regelt den Series Pass und damit die Ausgangsspannung so nach, dass die Brücke im Gleichgewicht ist.

In diesem Bild kommen zwei weitere Details hinzu:

  • Der Preregulator: Ansteuerung für die High Voltage Einheit
  • Der VCO (Voltage Controlled Oscillator): Der VCO macht aus dem Spannungsabfall über dem Series Pass (also aus einer Spannung) eine Frequenz, mit der der Preregulator gesteuert wird.

Der Sinn des Preregulators ist, die Verlustleistung des Geräts zu optimieren. Im Gerät befindet sich ein Hochspannungstrafo, der bis zu 1050 Volt AC erzeugt. Dessen Ausgangspannung wird grundsätzlich vom Series Pass Element auf die gewünschte Ausgangsspannung herabgeregelt. Der Preregulator steuert diesen Transformator mit einer variablen Wechselspannung an.
Ohne Preregulator müssten beispielsweise bei einer Ausgangsspannung von 1 Volt und 50mA somit 1050-1=1049 Volt im Gerät „vernichtet“ werden, das wären ca. 50 Watt. Um dies zu verhindern, erzeugt der Preregulator statt der 1050 Volt eine „passende“ Wechselspannung in der Primärwicklung des HV Transformators, so dass statt 1050 Volt nur vielleicht 30 Volt in der Sekundärwicklung erzeugt werden. Diese Spannung kann ohne nennenswerte Verlustleistung (und Wärmeentwicklung) vom nachgeschalteten Series Pass Element auf die korrekte Ausgangsspannung heruntergeregelt werden.

Und hier das Schaltbild so umgezeichnet, dass die Messbrücke erkennbar wird:

Im folgenden Bild wird der Calibrator als „Stromquelle“ betrachtet.

Bilder vom Innenleben des Geräts

Im folgenden einige Bilder vom Inneren des Geräts. Dort finden sich 19 Steckkarten, die auf zwei Motherboards aufgesteckt sind. Ein Front Mother Board mit zwei weiteren Platinen nimmt alle Bedienelemente auf.
Das Gerät besitzt weiterhin drei Transformatoren, einen für die Stromversorgungen des Geräts, einen für die Hochspannungserzeugung und einen kleinen für weitere Hilfsspannungen.


Das Geräteinnere im Überblick: Ganz oben das Front Mother Board, mittig das Main Mother Board mit 17 Steckkarten, unten das kleinere Back Mother Boad mit 2 Steckkarten und links und rechts die beiden großen Transformatoren (Hochspannungstransformator, Versorgungsspannungstransformator)

 

 

 

Zum Gerät mitgeliefert wurde ursprünglich auch ein Extender Board. Damit kann jede der Karten des Geräts herausgezogen werden, das Extender Board in den Sockel der Karte gesteckt werden. Das Extender Board leitet alle 16 Anschlüsse 1:1 auf eine eigene Buchse weiter. In diese Buchse kann nun die herausgezogene Karte eingesteckt werden und dann, perfekt zugänglich, bequem untersucht werden. Meinem Exemplar liegt leider kein Extender Board bei…

Im folgenden sind die einzelnen Karten fotografiert worden, jeweils von Bestückungs- und Lötseite.

10 Volts Reference Power Supply (A4A1)

 


A4A1 – 10 Volts Reference Power Supply

 

 

Die Spannungsteiler („Ladder Drivers“) (A4A10-A4A17)

7 Spannungsteiler


A4A10

 

 


A4A11.
Die weißen Elemente sind Reed-Relais.

 

 


A4A12

 

 


A4A13

 

 


A4A14

 

 


A4A15

 

 


A4A16

 

 

Range Shunt (A4A17)


A4A17 – Range Shunt

 

 


Präzisions-Lastwiderstände auf dem Shunt Network

Chopper Amplifier (A4A2), Differential Amplifier (A4A3), Series Pass (A4A5) mit Series Pass Driver (A4A4) und Current Limiter (A4A7)


A4A2 – Chopper Amplifier

 

 


A4A3 – Differential Amplifier

 

 


A4A4 – Series Pass Driver

 

 


A4A5 – Series Pass Element

 

 


A4A7 – Current Limiter

 

High Voltage Supply und Pre-Regulator


A4A6 – High Voltage Power Supply

 


A5A2 – Preregulator

 

 

 

 

Power Supplies und Relay Driver


A4A9 – Relay Driver

 


A4A8 – Auxiliary Power Supply

 

 


A5A1 –  -5 und -25 V Power Supply

 

 


Sicht auf die Dekadenschalter

Reparaturversuch

Das Gerät wurde bei ebay als defekt ersteigert.

Ist-Stand vor der Reparatur

Rein optisch hat das Gerät viele kleine Kratzer und Schrammen. Einige Kalibrieraufkleber sind vorhanden. Das Gehäuse ist unten an einer Stelle eingedellt. Das Gerät ist außen schmutzig, im Innern aber ziemlich gut erhalten und staubfrei. Als Besonderheit besitzt es zahlreiche Trimmer aus Metall in einer Bauart die ich noch nie gesehen habe, von denen leider eine ganze Menge leicht angerostet sind. Hoffentlich funktionieren die alle noch.

Im Frontpanel fehlen zwei LEDs. („Constant Current“ Mode und „I Limit / V Trip“).

Auf einer der Platinen findet sich der Datumsaufdruck „No 10 1976“, was wohl 10. November 1976 heißt.

Alle Platinen wurden zunächst einer Sichtprüfung unterzogen und fotografiert. Dabei  wurden, wenn vorhanden, Tantal-Elkos auf Kurzschluss geprüft (alle ok). Insgesamt gab es bei dieser groben Sichtprüfung keine Auffälligkeiten.

Eines der Relais wurde offensichtlich in der Vergangenheit getauscht (Main Mother Board, K6).


In der Vergangenheit getauschtes Relais (Lötstellen)

Als Nächstes wurde das Gerät eingeschaltet. Einstellungen müssen laut Handbuch am Gerät im „Standby“-Zustand durchgeführt werden, wenn alles passt wird die Kalibriergröße durch den Wechsel in der „Operate“-Zustand auf die Ausgangsbuchsen gelegt. Damit wird eine Zerstörung angeschlossener Geräte durch hohe Spannungssprünge bei Fehlbedienung vermieden.

Herumprobieren an den Einstellknöpfen ergab folgendes Bild:

  • 10V und 100V Bereich funktioniert grundsätzlich, im 1000V Bereich wird keine Ausgangsspannung erzeugt.
  • Die Ausgangsspannung ist um einen kleinen Offset zu hoch (eingestellte 4,000000 Volt werden als 4,06… V ausgegeben), die Ausgangsspannung schwankt ausserdem leicht
  • Das Voltmeter in der Front wird nicht angesteuert (da sich der Zeiger aber schwach bewegt, funktioniert das Instrument wohl)
  • Fehlende LEDs
  • Einer der Drehknöpfe scheint Spiel zu haben, wenn man ihn leicht anfasst klappern im Innern Relais
  • Das Gerät ist instabil, machmal geht es beim Einschalten des „Operate“ Zustandes sofort wieder aus diesem Zustand heraus. Bei mehrfachem Probieren klappt es dann irgendwann.

Zunächst wurden die LEDs ersetzt. Fehlende Fassungen können für wenige Pfennige beschafft werden.

Bei genauerem Hinsehen sehe ich, dass ein Transistor (2N5138) entfernt wurde. Dies ist ein Treibertransistor einer Logikstufe, die sicherstellt, dass der OPERATE-Zustand nur aus dem Standby-Zustand erreicht werden kann. Dadurch dass der Transistor fehlt, kann man direkt in den OPERATE-Zustand schalten und auch im OPERATE-Zustand umschalten, was zu schrecklichen Relaisgeräuschen führte. Der PNP-Standard-Transsistor wurde durch einen BC557 ersetzt und die Geräusche sind schonmal verschwunden.


Der fehlende PNP-Transistor auf dem Front Mainboard

Das Essentielle im Gerät ist die 10 Volt Spannungsreferenz A4A1. Daher wurde zunächst geprüft, ob die Spannungsreferenz die geforderte Ausgangsspannung bereitstellt. Hier wurden 10,0001V gemessen, mit einem HP3478 mit 5,5 Stellen, was ok erscheint, genauer kann ich es momentan nicht nachmessen.

Die „Auxiliary Power Supply“ stellt die +25V sowie -15V bereit. Während die +25V exakt stimmen, messe ich bei statt 15V nur 13,9V, also deutlich zu wenig. Da sich die -15V an den +25V orientiert und selbst nicht nachstellbar ist, kann ich hier nichts durch Nachstellen korrigieren. Es muss also entweder eine zu hohe Last an den -15V liegen oder die Spannungsreglung arbeitet nicht korrekt. Da der 15V Längsreglerttransistor bei den -15V kalt bleibt, schliesse ich eine zu hohe Last in diesem Stromkreis aus.

Vom „-25 and -5V Power Supply Modus“ A5A1 kommen -25Volt sowie -5V.

Nach Einstellen der vier Basisspannungen ist der Stand:

  • +25V OK
  • +15V nur 13,9Volt vorhanden
  • -5V OK
  • -25V OK

Betrachtung der +15V Regelung: Die zu geringe Spannung muss etwas mit der eigentlichen Regelung zu tun haben.

Durch einfaches „Optimierung“ der Versorgungsspannungen und des Null-Abgleichs lassen sich absolut exakte und stabile Ausgangsspannungen erzeugen (im Rahmen meines 5 1/2 stelligen Meßgeräts). Allerdings stellt sich nach dem Abkühlen und Neueinschalten immer wieder ein Offset von ~100mV ein.


Das HP3478 oben rechts zeigt stabil an: 10,0000 Volt bei eingestellten 10,000000 Volt!!! (im Rahmen der Genauigkeit des HP3478…)

Bei der Untersuchung, warum das Voltmeter nichts anzeigt wurde festgestellt, dass der Umschalter für die Messgerät-Anzeige nur für den mA-Bereich noch schaltete, für den Voltbereich ist einer der beiden Schalters des Doppelschalters defekt.

Erstes Herumsuchen zeigt, dass ich dieses Teil als Ersatz wohl nicht mehr bekommen werde. Solche Schalter („Tastenschalter mit gegenseitiger Auslösung“) werden heute nicht mehr hergestellt. Allerdings kann man den Schalter als Ersatzteil der amerikanischen Armee bekommen, für ca. 40 Dollar zuzüglich Porto. Das ist mir dann doch zu teuer und ich schaue mir die Sache genauer an.

Der Umschalter besteht aus zwei Tastenschaltern. Fluke nutzt jedoch nur einen der beiden identischen Schalter (den links) für das Umschalten des Messgeräts. Der zweite Schalter (rechts) wird für nichts benutzt, seine Lötkontakte sind frei (siehe Bild unten). Daher ist hier eine Lösung ganz einfach: Der ungenutzte Schalter ist nicht defekt, und ich bringe passende Drahtbrücken zwischen beiden Schaltern an. So schaltet der bisher ungenutzte Schalter im Voltmeter-Fall und ersetzt so den defekten Schalter. Das Meßgerät geht wieder, die Lösung war ganz einfach 🙂


Mittig die beiden Schalter zur Umschalten des Messgeräts zwischen Strom- und Spannungsanzeige. Nur der linke der beiden Schalter ist angeschlossen, der rechte wird nur „mechanisch“ gebraucht. Durch Löten von Brücken zwischen beiden Schaltern kann der defekte linke Schalter so einfach durch den rechten ersetzt werden.

Durch Herumprobieren wurde auch festgestellt, dass im 1000V Bereich entgegen der ersten Prüfung doch eine Spannung bereitgestellt wird, solange diese unter ca. 103 Volt bleibt. Wird mehr eingestellt, schaltet sich das Gerät vom OPERATE-Modus in den STANDBY-Modus zurück. Diese Umschaltung tritt normalerweise bei Überspannung oder Überstrom auf und dient dem Schutze des Geräts. Unklar ist, warum der Übergang im Normalbetrieb passiert.

Nach dieser ersten „Reparatur-Orgie“ sieht die Fehlerliste wie folgt aus:

  • 10V, 100V Bereich funktionieren.
  • 1000V Bereich funktioniert grundsätzlich,aber das Gerät schaltet sich bei Spannungen über 103 Volt in den STANDBY-Modus
  • Einer der Drehknöpfe (dritthöchste Stelle) scheint Spiel zu haben, wenn man ihn leicht anfasst klappern im Innern Relais
  • Dezimalstellen-LEDs und STANDBY-LED leuchten manchmal nicht
  • Die Versorgungspannungen -15V ist nicht ganz korrekt
  • Das Gerät fügt der Ausgangsspannung nach längerem Ausschalten einen kleinen Offset von ~0,04V hinzu
  • Gerät benötigt Kalibrierung

Betrachtung des 1000V Bereichs

Da offensichtlich eine der Schutzschaltungen Spannungen über 103 Volt verhindert, ich aber sonst keinen Fehler finden kann, entferne ich den Transistor Q4 vom Series Pass Driver. Dieser schaltet im Falle eines Überstroms das Gerät vom OPERATE- in den STANDBY-Modus zurück.

Danach sind auch Spannungen über 103 Volt möglich, und ich gehe schrittweise bis auf 1000 Volt hinauf, die mein (ungenaues) Meßgerät als 997 Volt anzeigt. Bis hier wunderbar!

Aber: beim Weiterschalten auf 1100 Volt springt die Ausgangsspannung plötzlich auf 0 Volt. Herumprobieren zeigt: Irgendetwas ist bei der maximalen Spannung kaputt gegangen. Vielleicht war mein Abschalten aller Schutzschaltungen doch keine gute Idee… nix geht mehr …

Zwei Tage Suchen im Preregulator, der Hochspannungsversorgung und dem Series Pass (Driver) bringt diverse defekte Bauteile zu Tage.

Ich ersetze 2 Dioden (1N5053 (800V,1,5A) ersetzt durch 1N4007 (1000V, 1A)), muss noch verbessert werden) und 2 Transistoren (2N3904 ersetzt durch BC547) in der Hochspannungsversorgung. Danach werden immerhin nicht mehr 0V, sondern -1,3V ausgegeben, egal was man einstellt. Nachsuchen zeigt, dass die Hochspannungsversorgung keine Ausgangsspannung produziert. Es gibt im Gerät zwei Regelkreise:

  • Prereglator mit HV Versorgung
  • Series Pass Element mit zugehörigem Driver

Anhand des Servie Handbuchs kann ich den Fehler auf den Regelkreis mit dem Series Pass Element eingrenzen. Der „richtige“ Fehler findet sich auf dem Series Pass Driver, zwei Transistoren Q5 und Q7 sind defekt (kein Durchgang mehr). Nach Ersatz mit BC547 funktioniert das Gerät wie vorher, schaltet aber immer noch bei ca. 103 Volt ab. Auf dem Current Limiter Board sind auch Q4 und Q5 defekt, die ebenfalls ersetzt werden, was nichts neues bringt (ausser dass die vorübergehend nicht mehr funktionierende I Limit / V Trip LED nun wieder leuchtet).

Genaueres Betrachten der Schaltung, die auf dem Series Pass Driver den OPERATE-Zustand steuert und bei „Gefahr“ abschaltet zeigt, dass eine Abschaltung in einem der drei folgenden Fälle erfolgen kann:

  • Überstrom am Ausgang. Bei einem Strom >200mA schaltet Q4 durch.
  • Der Rate Limiter erkennt eine zu schnelle Änderung im Ausgabewert (also z.B. von 1Volt auf 1000Volt)
  • Voltage Trip Wert wurde überschritten. Wenn der Voltage Trip Maximalwert beispielsweise auf 300Volt eingestellt wurde und der Benutzer z.B. 400 Volt einstellt

Rate-Limiter und Voltage Trip sind mit Q1 realisiert, die Überstromerkennung ist mit Q4 realisiert. Q2 odert diese beiden Signale und schaltet im Fehlerfall vom OPERATE-Modus in den Standby-Modus.

Erstes Herummessen an den Eingangssignalen dieser drei Signale bringt nichts Spannendes. Es scheint kein Überstrom zu existieren, der Rate-Limiter scheint nicht zuzuschlagen und die Voltage Trip Erkennung scheint auch nichts zu tun.

Als nächstes steht an: Arbeitet die Oder-Schaltung (Q1) korrekt?

<work in progress>

Liste ersetzter Teile

Fluke Teilenummer bzw. Typenbezeichnung Beschreibung Mein Ersatz Kommentar
2N5138 Transistor, PNP BC557
203489 (Fluke) Transistor, NPN BC547B Q7, Q5  im Series Pass Driver
SS7504-612 (Fluke) Transistor, PNP BC557B Q4, Q1 im Series Pass Driver
2N297A Transistor, NPN, Germanium, 50V, 5A, 35W nicht benötigt
2N3904 Transistor, NPN BC547B 1N3904 ist absoluter Standard NPN Typ. BC547 auch 🙂
1N5053 Diode (800V, 1,5A) 1N4007 (1000V, 1A) 1N4007 ist als dauerhafter Ersatz zu schwach. Besseren Ersatztyp finden.

Ungewöhnliche Bauteile

Im Fluke Calibrator sind eine ganze Menge ungewöhnlicher Bauteile verbaut, die man in „üblichen“ Geräten nicht zu sehen bekommt. Ein Teil dieser Bauteile werden auch im Militär- Avionik-Bereich verwendet. Hier ein paar Beispiele seltener Bauteile im Calibrator.


Der Leistungstransistor „1642031“ auf dem Preregulator-Board. Diese Gehäuseform habe ich noch nie gesehen. Der Transistor ist deutlich dicker als z.B. ein TO-3-Transistor und hat ein dickes M-Gewinde. Suche im Internet bringt leider keine Leistungsdaten zu diesem Transistor. Der Hersteller ist Westinghouse.

 

 


Hier handelt es sich um Dioden. Die Gehäuseform TO-5 kannte ich bisher nur bei Transistoren. Wie man sieht, sind die Gehäuse bereits korridiert.

 


Ein kleiner Thyristor von General Electrics

 


Präzisionswiderstände (+- 0,02%). Die Widerstände sind vermutlich deshalb so dick, um nur langsam auf Temperaturänderungen zu reagieren

 


Ein Präzisionsshunt +- 0,03%.

Check einiger Meßgeräte

Nach Reparatur wurden diverse Meßgeräte gecheckt. (Der Calibrator ist nicht kalibriert, sondern wurde auf das HP3478A als das beste Gerät eingestellt). Die Messwerte sind also nicht die ganze Wahrheit 🙂

Wert HP
3478A
Fluke
8050
Voltcraft
VC820
Voltcraft
VC120
Digits 5 3/4 4 1/2 3 1/2 3 1/2
1V 1,00001
(+0,001%)
1,0004
(+0,04%)
0,992
(-0,8%)
1,00
(0%)
10V 9,9996
(-0,004%)
10,070
(+0,7%)
9,91
(-0,9%)
9,97
(-0,3%)
100V 99,994
(-0,006%)
100,57
(+0,57%)
99,0
(-1%)
99,7
(-0,3%)
200V 199,995
(-0,0025%)
200,8
(+0,4%)
198,1
(-0,95%)
199,4
(-0,3%)
300V 300,000
(0%)
301,3
(+0,43%)
297,2
(-0,93%)
299
(-0,33%)
500V N.A. 502,2
(+0,44%)
496
(-0,8%)
498
(-0,4%)
1000V N.A. 1004,8
(+0,44%)
993
(-0,7%)
N.A.
Abweichung
gemessen
Min: 0%

Max: 0,006%
Min: 0,04%

Max: 0,7%
Min: 0.8%
Max: 1%
Min: 0%
Max: 0,4%
Abweichung lt. Hersteller (DCV) 0,008%-
0,03%+2
0,03%+2 1%-1,4%
+5
0,8%+2

Das Fluke 8050 braucht wohl eine Kalibrierung. Die Genauigkeit der Voltcraft-Geräte ist vom Hersteller schon so gering angegeben, dass die Geräte die Werte leicht erreichen.