Mittwoch 7. Januar 2015, 18:59
Hallo,
ich versuche derzeit eine technische Lösung zu finden, bezüglich des alten Problems der gerne brechenden Spulenkabel bei den älteren XP's.
Die Spulenkabelschäden traten in meinem direkten Umfeld bisher 5x auf, auch in den Foren liest man ja öfter darüber…
Damit verbunden treten ja häufig Schäden auf der Platine auf. Meist raucht der Sender vom Funkkopfhörer ab, im jüngsten Fall kam es zum Totalausfall der Hauptplatine bei einem GMaxx2. Ursache: ein äußerlich nicht sichtbarer Bruch der beiden (!) Innenisolierungen der verwendeten Koaxialkabel. Dadurch konnten sich beide Abschirmungen berühren und die Platine war tot, Reparatur (angeblich) nicht mehr möglich.
Nun ist es so, daß das Gerät stets mit äußerster Vorsicht gehandhabt wurde. Im Rucksack befindet sich ein genau passender Abschnitt eines Plastkeimers, damit die Spule nie umgeklappt werden muß beim Transport und auch im Kofferraum ein erhöhter, mechanischer Schutz gegenüber anderem Gepäck gewährleistet ist. Man kennt ja das Problem "Kabelbruch" aus den relevanten Foren...
Die Spule war im Spätjahr 2008 gekauft worden (Spiderspule) und der Bruch war exakt oberhalb der eigentlichen Zugentlastung des Spulengehäuses auf Höhe der Kunstoffspiralwendel, die das Kabel etwas stützen soll.
Bezüglich Umgang und Handhabung wüßte ich daher nicht, was man da noch verbessern kann - außer das Gerät nicht zu benutzen...
Daher habe ich jetzt viel Zeit damit verbracht, die Platinen zu untersuchen. Die Fragen waren:
- warum entsteht so ein großer Schaden?
- welche Bauteile sind betroffen?
- kann man diese Bauteile zukünftig schützen?
Besonders die 433 Mhz-Transmitter-IC's U 12 und U15 sind betroffen, zuweilen auch der Chip U11 mit der Aufschrift „LAUB“. Nun nach einigen Stunden im Netz konnte ich die Bauteile auch ohne Schaltplan finden und die Datenblätter der Bauteile lesen, um zu verstehen, warum der Schaden überhaupt entstehen kann.
Die häufigste Ursache ist wohl ein Berühren der beiden Abschirmungen vom Kabel zur Senderspule und dem Kabel der Empfängerspule.
Warum?
Hinter der Sperrdiode D5 (als Verpolungsschutz für die Batterien) misst man ohmisch freien Durchgang zur Abschirmung des Sendespulenkabels. Heißt, hier liegt die komplette Batteriespannung an, abzüglich der an der Diode D5 abfallenden 0,7Volt.
Die Abschirmung der Empfängerspule ist verbunden mit dem Ausgang des Chips U11 (ein 2,5Volt Spannungsregler), der die Versorgungsspannung für die Chips der Kopfhörersender U12 und U15 liefert. Das heißt, die Abschirmung ist auch mit dem Spannungseingang der Senderchips direkt verbunden!
Kommt es nun zu einem Kurzschluß der Abschirmungen, liegt an der Abschirmung des Empfängerspulenkabels direkt ca. 11Volt gegen Masse an.
Die Senderchips vertragen aber nur eine Versorgungsspannung von 5,5Volt (kurzfristig 7Volt) laut Datenblatt.
Ein Spannungsregler verträgt an seinem Ausgang keine Spannung, die höher ist wie seine Eingangsspannung.
Bedeutet, dass diese 11Volt die genannten Chips zerstören.
Mit dieser Erkenntnis habe ich nun eine kleine Schaltung hinzugefügt, die künftig die Spannung an der Empfängerspulenabschirmung überwacht und das Gerät stromlos macht, wenn die Spannung einen gewissen Pegel überschreitet.
Das Problem ist nämlich die vergleichbar hohe Zeit, die eine Schmelzsicherung zum durchbrennen benötigt. Vermutlich länger, als ein Halbleiterchip...
Anbei ein Bild mit der Schaltung, wie ich sie zusammengebaut habe. Die Bauteile in der roten Umrandung sind die, die neu hinzugekommen sind.
Funktionsbeschreibung:
An der zu überwachenden Abschirmung wird ein Darlingtontransistor mit seiner Basis angeschlossen. Eine 2,7Volt Z-Diode in Verbindung mit seiner bauartbedingten Abfallspannung von ca. 1,3Volt bewirken, dass er bei ca. 4Volt an der Kabelabschirmung über die Emitter-Kollektorstrecke leitend wird. Es sollten durch den 4,7K Vorwiderstand etwa 1,7mA über die Basis fließen, was bei einem (mindest) Gleichspannungsverstärkungsfaktor von B=750 zu einem Emitter-Kollektorstrom von ca. 1,8A führt. Um den Strom sicherheitshalber zu begrenzen, ist ein Drahtwiderstand mit 6,8 Ohm eingebaut, so dass der Maximalstrom bei ca. 1,7 Ampere liegt.
Der Transistor hängt mit seinem Emitter auf Masse, also – Batterie. Der Kollektor hängt auf + Batterie, allerdings ist in das Kabel zwischen Gerät und Batterie noch eine 80mA Schmelzsicherung eingebaut, die von Außen zugänglich ist.
Wird der Transistor im Schadensfalle nun leitend, fließen die genannten 1,7A und die knapp kalkulierte Sicherung spricht an.
Da der Transistor leitend wird, bricht die Versorgungsspannung zum Gerät sofort zusammen, die nachfolgende Elektronik wird geschützt und die Sicherung kann in aller Ruhe durchbrennen.
Denke, dass die Geräte so gut geschützt sind.
Anbei ein paar Bilder vom Umbau, wo man die neu hinzugekommene Platine, den Sicherungshalter usw. gut sehen kann.
Ich habe einfach eine Lochstreifenplatine verwendet, da ich keine Ausrüstung habe zum Platinen ätzen.
Unter dem Batteriefach ist Platz genug für die wenigen Bauteile.
Verbunden ist sie direkt mit – Batterie, dem Sicherungshalter und das weiße Steuerkabel geht direkt zur Spulenkabelbuchse am Gehäuse.
Bin gespannt, ob es irgendwann zum Tragen kommt.
Ansonsten habe ich mal 10 der verwendeten Tranmitterchips und 5 der Spannungsregler (die Teile, die’s zerbröselt) aus dem Elektronikbedarf bestellt, kosten fast nix. Und habe günstig einen GMaxx2 mit defektem Kopfhörersender gekauft (ist aber noch nicht da) – da will ich versuchsweise die Bauteile austauschen, mal sehen, ob’s damit getan ist…
Grüße,
Dierk
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