Umbau des Labornetzgeräts PS-302 auf Digitalanzeigen

Das Labornetzgerät PS-302 war jahrelang bei Conrad im Angebot. Es bietet 0-30V bei 0-2A. Das Gerät ist kurzschlußfest und äußerst robust gebaut. Das Netzteil ist ein Längsregler mit dickem Trafo und damit geringer Restwelligkeit (kein Schaltnetzteil). Leider hat es nur ein analoges Anzeigeinstrument. Dieses zeigt entweder Spannung oder Strom ab, man kann nie beides gleichzeitig sehen. LCD Panelmeter sind für unter 10 Euro im Handel erhältlich. Ich habe daher meine beiden Labornetzteile auf Digitalanzeige umgebaut. Jedes Gerät bekam eine Anzeige für Strom und eine für Spannung.

Die digitalen Panelmeter benötigen normalerweise eine eigene, galvanisch getrennte Versorgungsspannung, bei mir 9V. Daher habe ich noch ein Mini-Netzteil mit 2x9V gebaut und die Panelmeter werden damit betrieben.


Eines der beiden Geräte nach Öffnung und Entfernung des analogen Instruments. Die Blende kann mit sanfter Gewalt entfernt werden, sie ist angeklebt. Der mittig angebrachte Schalter schaltet das Anzeigeinstrument zwischen Strom und Spoannung um und wird überflüssig.

 


Das übrigbleibende analoge Panelmeter

Ich habe zwei Geräte, die äußerlich sehr ähnlich sind, innen aber ziemlich unterschiedlich. Trotzdem konnte ich beide Geräte weitgehend identisch bearbeiten.


Das Gerät (das ältere Baujahr) von innen. Das neuere Gerät hat hinter dem Anzeigeinstrument noch eine weitere Platine und einen noch dickeren Trafo.

Aussägen eine Ausschnitts, in den beide digitale Panelmeter hineinpassen. Schutz des Geräts vor Sägespänen durch einwickeln in Zeitungspapier o.ä. Der Ausschnitt kann auch mit einem Knabber gemacht und dann sauber nachgefeilt werden (habe ich so gemacht).

Der fertige Ausschnitt.

Das kleine zusätzliche Netzteil kann an dem Befestigungswinkel, an dem das analoge Panelmeter befestigt war, angebracht werden. Diesen dazu passend abwinkeln.

So hängt das Mini-Netzgerät (ich halte den Trafo zwischen meinen Fingern!) am Befestigungswinkel.

Befestigter Winkel

Und hier das Netzteil am Befestigungswinkel.

Die Panelmeter brauchen ca. 60mA Strom bei 9V (sie haben Hintergrundbeleuchtung). Als Trafo ist ein Typ 2x9V bei 100mA vollkommen ausreichend. Die Regelung der 9V kann z.B. durch einen 78L09 oder einen TA78L009 erfolgen.

Meine Panelmeter sind 3,5-stellig, haben Hintergrundanzeige und können 200,0 mV darstellen. Nachmessen an den alten Anzeigeinstrumenten ergab, dass dort a) 100mV-Instrumente mit 250Ohm Innenwiderstand 200mV-Instrumente mit 450Ohm Innenwiderstand im Einsatz waren. Die passende Anzeige an den neuen Instrumenten erhält man durch Spannungsteiler. Da man das genau einstellen muss, sind Timmer zu verwenden.


Schaltbild a) Netzteil für die Panelmeter und b) Anschluß der Panelmeter.

Der Spannungsregler TA78L009, der 9V bei 150mA bereitstellen kann. Es kann genauso gut der besser erhältliche 78L09 verwendet werden, der 100mA bereitstellt.


Erster Funktionstest, mit losen Anzeigeinstrumenten. Angezeigt werden 5,0 Volt. Das Strommessgerät ist noch nicht in Betrieb.

Erster Test mit Spannung (4,7V) und Strom (1,01Ampere).

Und so sieht’s von innen aus. Sichtbar das kleine Zusatznetzteil (auf dem Kopf stehend montiert)

Die Panelmeter von ihrer Rückseite

Die Panelmeter werden mit einer Heißklebepistole genau fixiert

Danach werden die Panelmeter mittels der Trimmer so eingestellt, dass sie korrekte Spannungs- und Stromwerte anzeigen.


Und so sieht’s fertig aus.

Für etwa 2×8 Euro und etwa 2 Stunden Arbeit erhält man wesentlich aufgewertete Geräte.

Metall-Bandsäge APEX

Nach Jahrzenten Herummühens mit Metallbügelsägen, Winkelschleifern und anderen versuchen habe ich mir eine Bandsäge zum Schneiden von Metall gekauft. Diese ist ein Billigprodukt aus China und wird in dieser und ähnlicher Form von verschiedenen Firmen verkauft. Erstanden über ebay bei einem deutschen Händler Ende 2013.

Der Handelsname meiner Säge ist APEX, ob dies auf irgendeine realexistierende Firma hinweist, weiß ich nicht.

Ich kann’s nicht erwarten und mache direkt nach dem Auspacken gleich mal einen Schnitt durch eine 20mm dicke Stahlstange. Eine Quälerei mit der Handsäge. Der Schnitt mit der APEX dauert rund 2 Minuten. Die Säge bleibt dabei schön leise.

 


Nach dem Schnitt.

 


Schnittfläche aus der Nähe. Eine ganz minimale Welligkeit ist in der Oberfläche, vielleicht durch Schwingungen des Sägebandes.

 


Zum Vergleich: ein Schnitt mit der Handsäge. Tiefe Riefen und Unregelmäßigkeiten.

Nochmal mein Handschnitt. Hüstel hüstel.

 


Zum Vergleich: Ein Schnitt mit den Mitteln des Lieferanten, vermutlich eine Metall-Kreissäge. Eher unsauberer als der Schnitt mit der APEX 🙂

Vergrößerung des Sägetisches

Die Führung des Sägeblatts ist eine kleine schwarze Metallplatte. Diese habe ich ausgetauscht durch eine etwas größere Aluminiumplatte, so dass man die Platte wie einen kleinen Tisch nutzen kann und kleinere Teile direkt auf der Platte sägen kann.


Die Führung, mit einer Schraube fixiert

 

 


Führung von unten gesehen. Blick auf die zwei führenden Kugellager.

 


Der ganze Block dient der Führung

 


… alte Platte entfernt …

 


Hier schon mit der vergrößerten Platte

Bastelecke: Wägezellen

Wägezellen sind Kraftsensoren, mit denen z.B. elektrische Waagen aufgebaut werden.

Mit dem Typ „Doppelbiegebalkenfederkörper“ habe ich experimentiert.

Wägezellen eines Typs werden für unterschiedliche Nennlasten (z.B. 5, 10, 50, 90 KG) gefertigt.

Einsatzgebiete sind Messsysteme wie Dosierwaagen, Plattformwaagen, Abfüllwaagen.

Meine Wägezellen

Modell 1015

Hersteller unbekannt. Dieses Zellenmodell ist eines der ersten industriell gefertigten Modelle überhaupt. Laut http://www.soemer.de/waegezellen/waegezelle-1015.html sind bisher mehr als 10 Millionen dieser Zellen gefertigt worden. Nennlasten im Bereich von 3-90 KG werden angeboten. Mein Modell hat eine Nennlast von 5 KG.


Wägezelle von außen

 


Links Befestigungsbohrungen für eine Wiegeplattform

 


Im Innern: Hier ist der Dehnungsmeßstreifen zusammen mit den drei Präzisionswiderständen angebracht, alles in roter Paste geschützt

 

 

 

 


Und von ganz nah. Widerstand Vermutlich 200 Ohm 1%.

 

Anschlüsse, ungetestet, aus Vergleich mit anderen Zellen abgeleitet:

Blau +SENSE
Grün +V IN
Rot +Signal OUT
Schwarz -V IN
Gelb -SENSE
Weiß -Signal OUT
Masse

Modell TEDEA Huntleigh 1040

Das Modell 1041 ist ein ebenfalls sehr verbreitetes Modell, erhältlich für Nennlasten 5-100KG. Mein Modell hat eine Nennlast von 5 KG.

 

 

 

Messprinzip

To be done. Wheatstonsche Brücke, x mv/V, R, Spannung.

Messverstärker Penko FMD-2PC

Penko ist u.a. der Produzent zahlreicher Messverstärker. Mein älteres Modell „FMD-2PC“ ist von der Bedienung her ganz ähnlich zum Modell „FMD-g“, zu
dem man das Handbuch im Internet findet.

Der FMD-2PC bietet einen Eingang speziell für Wiegezellen, RS232 Schnittstelle, analoge Ausgänge und Schaltausgänge. Mittels Display
und Eingabetasten kann er eingestellt und bedient werden, dies ist ebenso auch via RS232 möglich.

Die analogen Ausgänge können eine Spannung proportional zum aufliegenden Gewicht abgeben. Sie werden vom intern vorhandenen digitalen
Gewichtswert via DAC versorgt.

Die Schaltausgänge können zwei bestimmte Gewichtswerte zugeordnet werden. (z.B. Minimal- und Maximalgewicht).

Über die Eingabetaster kann das Gerät eingestellt werden.

Auf dem Ausgabedisplay kann der momentane Messwert sowie während der Einstellung, der Einstellungsdialog dargestellt werden.

Via RS232 kann mittels eines einfachen Protokolls das Gerät ebenfalls bedient werden.


PMD-2PC Frontseite. 5 stellige LED-Anzeige, 8 LEDs zum Anzeigen von Zuständen, 4 Taster zur Dateneingabe/Steuerung.

 


Teil der Rückseite des PMD-2PC. Unten Leiste zum Anschluss der Wägezelle, oben Steuerausgänge, links RS232 Buchse. Buchse unten rechts ist zum Anschluss an 230V vorgesehen.

Kalibrierung

Kalibrierung bedeutet einstellen des Messverstärkers auf die verwendete Wägezelle. Man kann bis zu 4 Kalibrierpunkte festlegen.
Konkret legt man ein Gewicht auf die Zelle, z.B. 100g und stellt dann ein, welchen Wert der Verstärker dann anzeigen soll (also
100). Durch das Kalibrieren werden kleine Nichtlinearitäten der Wägezelle korrigiert. Der Messverstärker macht dies, indem er auf den
gelieferten Wert der Wägezelle eine Approximationsfunktion anwendet.

Versuchsaufbau

Die Wägezelle wurde in einen Schraubstock eingespannt, eine kleine Aluplatte als Plattform für zu messende Objekte angeschraubt und die Zelle mit ihren 6 Anschlüssen zuzüglich Schirmung mit dem Messverstärker verbunden.

Nach einer Kalibrierung konnten erfolgreich diverse Gewichte zwischen 1 Gramm und 1 Kilogramm gemessen werden.


Kein Gewicht

 


100 Gramm

 


200 Gramm

 


1000 Gramm

 


50 Gramm

 


20 Gramm

Einbau der Wägezelle in ein Gehäuse

Nach der dritten chinesischen Küchenwaage, die bei uns das zeitliche gesegnet hat wollte ich so eine Schrottflunder nicht mehr haben. Warum also nicht die Wägezelle einfach in ein Gehäuse einbauen, schon ist die Waage da!


Gehäuse aus HDF Platte 10mmm gesägt und geklebt

 


Oben kommt die Zelle hin, unten der Meßverstärker

 


Und so siehts fertig aus.