Schaltnetzteil für ATARI 8-bit V3.5

Bauplan für das Schaltnetzteil für ATARI 8-bit
Veröffentlicht über den ABBUC Bauplanservice (Bauplan B514)
http://www.abbuc.de und über die Homepage der ABBUC
Regionalgruppe Frankfurt / Mainhttp://www.abbuc-raf.de.
Diese Bauanleitung kann frei vervielfältigt werden solange Ihr Inhalt
unverändert erhalten bleibt!!!
Der kommerzielle Vertrieb oder Bau des Gerätes bleibt vorbehalten.
Es darf für die Vervielfältigung lediglichder Kopierpreis erhoben
werden!
Thomas Grasel
Schaltnetzteil für ATARI 8-BIT
Exklusiv für den ABBUC-Bauplanservice Bauplan B514.
Ffm., April 1999
Diese Bauanleitung kann frei vervielfältigt werden solange Ihr Inhalt unverändert erhalten bleibt!!!
Der kommerzielle Vertrieb oder Bau des Gerätes bleibt vorbehalten. Es darf für die Vervielfältigung lediglich
der Kopierpreis erhoben werden!
Dies ist die fünfte überarbeitete Version der Bauanleitung.
Die Bezugsquellenangaben wurden erneuert und der Text aktualisiert.
Hallo,
als erstes möchte ich mich vorstellen. Mein Name ist Thomas Grasel, ich bin 29 Jahre alt und habe an der TH
Darmstadt Elektrotechnik studiert. Seit meinem Studium arbeite ich als Soft/Hardware-Entwickler.
Meinen ATARI 800XL besitze ich seit 1985. Er ist mittlerweile auf 320K und um einen 25K Bibomon aufgerüstet
worden. Seit 1986 arbeite ich mit einer ATARI 1050 Floppy mit Turbo 1050 Erweiterung. Im Jahr 1990 kam dann
noch eine 1050 dazu, diesmal mit eingebauter Speedy.
Im folgenden möchte ich versuchen Dir die Gründe zu erklären warum ich ein Schaltnetzteil für den ATARI
entwickelt habe, und wieso dessen Einsatz mir so sinnvoll erscheint.
1. Einleitung
Schon sehr früh mußte ich feststellen, daß meine 1050 in ihrem vorherigen Leben wohl ein Toaster war. Die
Wärmeentwicklung ist jedenfalls enorm. Deshalb kam mir bald der Gedanke, daß 'man' dort etwas machen müsse.
Leider fehlte immer die Zeit um ein solches Projekt in Angriff zu nehmen. Aber im Dezember 1992 raffte ich mich
dann doch auf und entwickelte das hier beschriebene Schaltnetzteil für ATARI 8-bit. Das heißt, daß Du hier die
Arbeit von ca. 1 Jahr vor Dir liegen hast!!!
Aber eins nach dem anderen. Als ich mich im Herbst 1992 dafür entschied, in der nächsten Zeit noch eine zweite
Floppy zuzulegen, wurde das Projekt Schaltnetzteil akut. Mir geht es wohl wie vielen Usern: Chronischer
Platzmangel auf dem Tisch! Also einfach die zweite Floppy auf die erste und... (Fluch!) geht nicht, die untere Floppy
würde viel zu heiß! Die XF551 stellte damals für mich keine Alternative (darüber läßt sich streiten) dar, also eine
1050 mußte es schon sein.
Man kann natürlich sagen, macht nix, laß sie halt heiß werden. Aber das ist falsch, denn einige Floppies reagieren
auf zu hohe Temperaturen mit Schreib/Lesefehlern. Noch schlimmer ist wohl, daß sich bei der erhöhten Temperatur
die Lebensdauer des Schreib/Lesekopfes, der EPROM's und der Disketten verringert. Und das sind leise Tode.
Irgendwann läßt sich eine Disk einfach nicht mehr lesen.
Auf der Rückseite der meisten Disks sind Sicherheitshinweise angegeben. Dort heißt es: "Temperatur 10-52 °C".
Jeder 1050 Besitzer wird mir wohl bestätigen, daß locker mehr als 52 °C am Kühlkörper der Floppy entstehen!
Leider ist das nicht nur das Problem der 1050, die anderen Floppies (von ATARI) werden ebenfalls sehr heiß.
Die 810er Floppy heizt am meisten, aber selbst die relativ neue XF551 hat dieses Problem immer noch. Die
Konstrukteure haben ihr jedoch nicht so viele Lüftungslöcher im Gehäuse spendiert, dadurch merkt man von außen
nicht so viel von der entstehenden Hitze. Im folgenden werde ich mich auf die Beschreibung der Probleme bei der
1050 beschränken, da alle drei Floppytypen die gleiche Ursache für die Hitzeentwicklung haben, nur die Positionen
der relevanten Bauelemente in der Floppy variieren.
Aber das sind ja noch nicht alle Hitzequellen. Die (externen) Trafos der Floppy und des Rechners sind ebenfalls
kleine Backöfen. Um das Manko Hitze und die daraus folgenden Fehler zu beseitigen, habe ich dieses Schaltnetzteil
entwickelt. Bei der Entwicklung zeigten sich noch eine ganze Reihe weiterer Vorteile des Schaltnetzteils, auf die ich
später eingehen werde. Im nun folgenden 2. Abschnitt will ich zuerst versuchen Dir die Ursachen für die entstehende
Hitze zu nennen.
-1-
2. Ursachenforschung
Also Meßgerät raus und gemessen. Die Ergebnisse waren erschütternd. Alle Trafos waren überlastet. So zieht mein
Rechner ohne jede Erweiterung bereits 1.1 Ampere bei 5 Volt. Das Netzteil ist aber nur für 1A Last ausgelegt. Der
Kühlkörper ist (selbst für 1 Ampere) viel zu klein, so daß sich das ganze Netzteil stark erwärmt. Beim Einbau
meiner RAM-Erweiterung und des Bibomon erhöhte sich die Stromaufnahme auf 1,4A.
Wer jetzt meint, er hätte das Schlimmste hinter sich, der sieht sich leider getäuscht. Bei den Floppies wurde noch viel
mehr geschlampert. Die Stromaufnahme meiner 1050 beträgt bei laufendem Diskmotor über 5.5 Ampere! Die
Angabe des Trafos lautet jedoch: "Output: 9V AC / 3A". Das heißt etwa 80% Überlast! Das hält kein
Trafo/Sicherung auf Dauer aus.
Nun drängt sich natürlich die Frage auf, wozu braucht die Floppy überhaupt so viel Leistung? Es sind immerhin
etwa 50 Watt! Schuld ist vor allem die Spannungsversorgungsschaltung der Floppy. Im Anhang dieses Bauplans
befinden sich die drei Schaltpläne der Spannungsversorgung für ATARI 810, 1050 und XF551.
Wenn man die 1050 öffnet sind die Übeltäter schnell lokalisiert. An dem großen U-förmigen Kühlkörper befinden
sich 3 IC's. Von vorne gesehen befinden sich 2 davon auf der linken und eines auf der rechten Seite. Das erste IC auf
der linken Seite entpuppt sich als einfacher Transistor. Er ist für die Regelung der Umdrehungszahl der Floppy
verantwortlich, und wird nur warm wenn der Floppymotor läuft. Wenn dies aber der Fall ist, erzeugt er eine
Verlustleistung (Wärme) von ca. 4-6 Watt.
Der Regler dahinter ist ein (7812) Festspannungsregler für die 12 Volt Versorgung der Floppy. Diese benötigt die
Spannung hauptsächlich für den Disk- und Steppermotor. Dementsprechend wird der Regler ebenfalls nur bei
laufenden Motoren heiß. Dann ziehen die Motoren aber etwa 1.4 Ampere, obwohl der Regler nur mit maximal 1
Ampere belastet werden darf. Zudem wird er über eine Spannungsverdopplerschaltung versorgt, die ebenfalls einiges
an Wärme erzeugt. Die Eingangsspannung des 12V-Reglers beträgt dadurch immerhin ca. 17V, und das heißt
wiederum ca. 7 Watt Verlustwärme. Und das um eine Last von ca. 16 Watt zu treiben (Wirkungsgrad 0.7)!
Der Regler auf der rechten Seite ist ein (7805) 5V Festspannungsregler. Er liefert die Versorgungsspannung für die
ganzen Logik-IC's der Floppy. Somit wird er ständig warm, egal ob der Motor läuft oder nicht. Seine
Eingangsspannung beträgt ca. 11 Volt bei einem Strom von ca. 0.6 Ampere. Was ca. 4 Watt Wärme für eine Last
von 3 Watt (Wirkungsgrad 0.45) bedeutet.
Wenn man sich also das ganze Konzept der Floppies ansieht, stellt man fest, das ca. 2/3 der Leistungsaufnahme (20
Watt) verheizt wird! Wenn Du jetzt meinst, die Überlastung würde an den eingebauten Erweiterungen liegen, muß
ich Dich enttäuschen. Diese nehmen nur ca. 0.1A bei 5V, also 0.5 Watt oder 10% auf.
Wenn Du bei Deiner 1050 Floppy ab und zu Probleme beim Einschalten hast, kann das an obiger Konstruktion
liegen. Bei mir traten diese Probleme nach dem Umbau für das Schaltnetzteil nicht mehr auf!
3. Eigenschaften des Schaltnetzteils
Das Schaltnetzteil ist für die Versorgung eines Rechners (mit allen möglichen Erweiterungen), sowie zwei
Diskettenstation ausgelegt. Es können jedoch noch mehr Geräte angeschlossen werden, solange der Ausgangsstrom
von 4A bei 5V sowie 4A bei 12V nicht überschritten wird.
Mit der optionalen Zusatzschaltung können darüber hinaus auch noch Geräte angeschlossen werden, die bis zu
100mA bei -5V und 100mA bei -12V benötigen. Werden größere Kühlkörper verwendet läßt sich hier auch ein
größerer Dauerstrom erreichen, der aber normalerweise nicht benötigt wird. Der Wirkungsgrad des gesamten
Schaltnetzteils (ohne Zusatzschaltung) beträgt ca. 0.85-0.9 und ist somit etwa doppelt so hoch wie bei der
Orginalstromversorgung. Die Auslastung des Schaltnetzteils liegt beim Anschluß eines Rechners und zwei Floppies
bei etwa 65% für 5V und 75% für 12V. Es sind also noch genügend Reserven vorhanden, um Erweiterungen oder
noch andere Geräte zu versorgen.
Das Schaltnetzteil wird wie das alte Netzteil an den Rechner angeschlossen. Das heißt es sind keinerlei Eingriffe am
Rechner nötig. Der Rechner benötigt nun kein eigenes Netzteil mehr (Platzersparnis). Für den Anschluß der Floppies
müssen diese leicht modifiziert werden. Der Eingriff ist jedoch nicht schwierig und kann jederzeit rückgängig
gemacht werden. Auch hier ist nach dem Umbau kein extra Trafo für jede Floppy mehr notwendig. Die
Spannungsversorgung aller Geräte erfolgt ausschließlich vom Schaltnetzteil aus!
-2-
Und nun das wichtigste: Die Floppies werden nicht mehr heiß!!!
Wenn Du jetzt meinst ich hätte das Wärmeproblem nur auf das Schaltnetzteil verlagert, dann kann ich Dich
beruhigen, das Schaltnetzteil wird nur handwarm (ca. 40 °C).
Das heißt, daß nebenbei auch weniger Leistung aufgenommen wird, und somit die Stromrechnung niedriger wird.
Für die eingesparte Leistung von etwa 20 Watt kann schon wieder der Drucker oder Monitor betrieben werden.
Man kann natürlich auch versuchen ein Schaltnetzteil von einem PC für den XL umzubauen. Jedoch kostet dieses
bereits etwa 100 DM und in diesem Preis sind noch nicht einmal das noch nötige Gehäuse (50 DM), die
Verbindungskabel (20 DM) oder der Umbau inbegriffen. Außerdem ist es größer als das hier vorgestellte und besitzt
dazu noch einen nervenaufreibend lauten Lüfter.
Leider mußte ich schon miterlerleben wie versucht wurde ein PC-Schaltnetzteil an eine XL/XE-Anlage anzuschließen. Durch die viel zu hohe Amperezahl wurde ein Rechner bei einem Kurzschluß zerstört!
Nun aber noch einmal eine Zusammenfassung der Merkmale meines Schaltnetzteils. Auf einige Punkte werde ich
später im Text noch genauer eingehen.
Versorgung eines Rechners und zwei Floppies mit einem Netzteil
Genügend Leistungsreserve für Erweiterungen und weitere Geräte
Auch Geräte, die negative Spannungen benötigen können angeschlossen werden
Die Ausgänge sind kurzschlußfest
Keine heißen Netzteile mehr
Keine heißen Floppies mehr, egal ob 810, 1050 oder XF551
Ein Powerschalter für alle angeschlossenen Geräte
Zwei Steckdosen für den Anschluß von z.B. Monitor und Drucker
Es wird nur noch eine Wandsteckdose für den Betrieb Deiner gesamten Rechneranlage nötig
Platzersparnis (Nur noch 1 Netzteil statt 3 oder mehr)
Verringerung des Kabelwirrwarrs
4. Aufbau der Elektronik
Im folgenden möchte ich auf den genauen Aufbau des Schaltnetzteiles eingehen. Wenn Du das Schaltnetzteil
nachbauen möchtest, so solltest Du ein wenig Übung im Umgang mit dem Lötkolben haben und Dich mit den
Gefahren und Regeln beim Arbeiten am 230 Volt Stromnetz auskennen. Ist das Letztere nicht der Fall, so überlasse
diese Arbeiten jemanden, der sich damit auskennt. Denn bei Arbeiten am 230 Volt Netz besteht Lebensgefahr!!!
Für den Aufbau Deines Schaltnetzteils ist einige Ausrüstung erforderlich, die sich bestimmt schon in Deiner
Hobbywerkstatt befindet, oder die Du dir sicher bei einem Bekannten ausleihen kannst.
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Lötkolben mit ca. 25 Watt oder Lötstation
Entlötsaugpumpe oder Entlötlitze
Multimeter (digital oder analog)
Regelbares Netzteil
Bohrmaschine
evtl. Stichsäge
Ätzausrüstung (für die Platine)
Du solltest Dir die folgende Aufbauanleitung zuerst bis zum Ende durchlesen und erst dann mit dem Aufbau
beginnen. So kannst Du, wenn Du etwas im Aufbau variieren willst, die Auswirkungen der Änderungen am besten
nachvollziehen. Alle erforderlichen Bauteile sind im Anhang in Listen zusammengestellt.
Für die Platine sollte eine Epoxydplatte mit einer Kupferauflage von 70µm verwendet werden. Das stellt sicher, daß
die auf der Platine auftretenden hohen Ströme nicht zu einer Erwärmung / Zerstörung der Platine führen können.
Mit Hilfe des im Anhang befindlichen Schaltplans kannst Du mit der Bestückung der Platine beginnen.
-3-
Auf der Platine wird zuerst die Drahtbrücke eingelötet. Danach folgen die Widerstände, Steckverbinder, Dioden,
Spulen und Kondensatoren. Dabei sollten die Anschlußdrähte der 4 Dioden nicht einfach abgeschnitten werden,
sondern in Richtung der gestrichelten Linien (Leiterplattenbild im Anhang) auf der Leiterbahn festgelötet werden.
Dies führt zu einem größeren Leitquerschnitt, denn an diesen Stellen treten die höchsten Ströme auf.
Bei den Elektrolytkondensatoren, sowie den Dioden muß besonders auf die richtige Polung geachtet werden, da jede
Verpolung unweigerlich zur Zerstörung des Bauteils führt!
Jetzt kommen die ICs an die Reihe. Zuerst muß jeweils ein Loch in die Kühlkörper gebohrt werden. Mit Hilfe einer
Schraube kann nun das IC mit dem Kühlkörper verschraubt werden. Wenn Du Wärmeleitpaste zur Hand hast, kann
ETWAS! aufgetragen werden. Die ICs können jetzt eingelötet werden.
Die Platine sollte nun besser noch einmal auf ungewollte Kurzschlüsse, Unterbrechungen und falsch eingelötete
Bauteile überprüft werden.
Nun kann der erste Test durchgeführt werden. An den mittleren Platinenanschluß für den Trafo wird der Minuspol
des regelbaren Netzteils angeschlossen. Der Pluspol des Netzteils wird mit dem Kathodenanschluß von D1 oder D2
verbunden. Die Ausgangsspannung des regelbaren Netzteils kann nun langsam hoch gedreht werden (max. 35V).
Der Strom darf dabei nicht über 250mA steigen, sonst liegt ein Fehler vor. Wird die Spannung zu schnell hoch
gedreht, so entsteht auch ohne einen Fehler eine kurze Stromspitze, die die großen Elektrolytkondensatoren auflädt.
Ab einer Eingangsspannung von ca. 13V müssen beide LED's voll leuchten. An den beiden Ausgangsklemmen liegen
nun 5V bzw. 12 Volt an. Der Eingangsstrom beträgt nun etwa 120mA. Dies entspricht einer Leistungsaufnahme von
etwa 1.5 Watt. Bei weiterer Erhöhung der Eingangsspannung darf sich die Ausgangsspannung nicht mehr erhöhen,
der Eingangsstrom nimmt hingegen ab!
Hängt man nun eine Last an das Schaltnetzteil an, so erhöht sich der Eigenverbrauch des Schaltnetzteils, unabhängig
von der Last nur noch auf etwa 3-5 Watt (je nach Güte der verwendeten Bauteile).
Die optionale Zusatzplatine muß, falls benötigt, separat geprüft werden. An den mittleren Platinenanschluß für den
Trafo wird der Pluspol des regelbaren Netzteils angeschlossen. Der Minuspol des Netzteils wird mit dem Anodenanschluß von D5 oder D6 verbunden. Ab einer Eingangsspannung von ca. 15V müssen die korrekten
Ausgangsspannungen anliegen.
5. Gehäuse und Verbindungskabel
Soweit zur Elektronik, nun aber zum Gehäuse und den Kabeln.
Bei einem Schaltnetzteil kommt diesen Bereichen eine große Bedeutung zu. Das Gehäuse dient zur Abschirmung
gegen Störungen. Diese sind nicht zu unterschätzen. So kann es zu Störungen beim Radio- und Fernsehempfang
kommen. Es ist daher unbedingt nötig eine möglichst geschlossene metallische Umhüllung um das Schaltnetzteil zu
bauen. Hierfür kommt zum Beispiel ein HF-Gehäuse in Frage. Mit der Wärmeabfuhr sollte es trotz des
geschlossenen Gehäuses keine Probleme geben. Experimente haben jedoch gezeigt, das es in diesem Fall auch
ausreicht, ein metallisches Gehäuse mit kleinen Öffnungen zu verwenden. Es darf aber auf keinen Fall ein
Kunststoffgehäuse verwendet werden, wenn nicht gleichzeitig ein HF-Gehäuse für die Platine verwendet wird!
Auch über die Spannungsversorgung versuchen sich Störungen aus dem Schaltnetzteil auszubreiten. Diese werden
jedoch bereits durch den Netztrafo um ein beträchtliches Maß gedämpft. Den Rest siebt der im Kaltgerätestecker
befindliche Netzfilter aus. Dieser schützt nicht nur das Netz vor Störungen durch das Schaltnetzteil, sondern vor
allem auch das Schaltnetzteil, und somit den Rechner, vor Störungen aus dem Lichtnetz!
In das Gehäuse des Schaltnetzteils müssen eine ganze Reihe von Öffnungen gebohrt werden. Im Anhang befinden
sich Zeichnungen der entsprechenden Gehäuseteile mit genauer Angabe der Position und Größe der jeweiligen
Öffnungen.
Als Erstes kommen vier runde Löcher in die Frontseite. Das Obere nimmt später den Ein/Aus-Schalter auf. In die
Unteren werden die Versorgungsbuchsen für die 2 Floppies (Links und Mitte) sowie den Rechner (Rechts) eingebaut.
In die Rückseite müssen ebenfalls vier Öffnungen angebracht werden. Zwei große für die Schalttafelsteckdosen, eine
für den Kaltgerätestecker sowie ein Loch für den Sicherungshalter des Schaltnetzteils.
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In den Boden wird eine ganze Reihe von Löchern gebohrt. Als erstes wären da die 4 Löcher zur Befestigung der
Platine. Diese sollte min. 2cm Abstand von der Frontwand haben, damit später die Steckverbinder leichter eingebaut
werden können. Danach kommen wiederum 4 Löcher zur Befestigung des Trafos und vier für die Füße. Die genaue
Positionierung hängt von der Wahl des Trafos ab. Die im Anhang befindliche Skizze soll daher nur als Richtlinie
gelten. Ein Loch (∅ 4mm) muß noch für den Schutzleiteranschluß in den Deckel gebohrt werden.
Das Gehäuse kann nun, wenn gewünscht, lackiert werden. Vorher solltest Du aber noch kontrollieren ob die
Öffnungen im Gehäuse groß genug sind. Leider haben einige Bauteile große Toleranzen.
Ich habe das Gehäuse und die Schalttafelsteckdosen schwarz lackiert, damit paßt sich das Schaltnetzteil sehr gut in
das Gesamtbild der Anlage ein. Der Mehrpreis von ca. 5-10 DM wiegt nicht so sehr.
Nachdem die Farbe getrocknet ist sollten die Gerätefüße angeschraubt werden, um ein Verkratzen des Gehäuses beim
weiteren Arbeiten zu verhindern.
Die DIN-Ausgangsbuchsen an der Frontseite können nun von innen, entweder angeklebt oder festgeschraubt, werden.
Erfahrungsgemäß reicht das ankleben völlig aus. Die DIN-Buchse vom Typ 3 kommt mit der Kerbe nach oben in die
rechte Öffnung (von außen). Die anderen Buchsen analog dazu in die zwei Löcher daneben.
Auf die Rückseite können nun die Kaltgerätesteckdose, der Sicherungshalter und die zwei Schalttafelsteckdosen
eingebaut werden. Die Steckdosen werden direkt mit den Anschlüssen des Kaltgerätesteckers verbunden.
Jetzt kann der Trafo eingebaut werden. In die eine Zuleitung (vom Kaltgerätestecker) zum Ein/Aus-Schalter muß der
Sicherungshalter mit der 1A-Sicherung eingeschleift werden. Vom Schalter gehen die zwei Leitungen dann weiter
zum Trafo. Alle offenen 230V Kontakte müssen mit Hilfe von Schrumpfschlauch isoliert werden!
Nun kann der Schutzleiter (PE) mit dem Gehäuse des Trafos und dem Gehäuse selber verbunden werden.
Anschlußpunkt für die zwei Erdungsleiter ist dabei ausschließlich der PE-Punkt des Kaltgerätesteckers und nicht
etwa der PE-Anschluß der Steckdosen. Am besten befestigt man das erste Erdungskabel an einer der Schrauben, mit
denen der Trafo befestigt ist. Der Deckel wird mit Hilfe des zweiten Kabels geerdet. Ist die Innenseite des Gehäuses
lackiert worden, so muß die Lackschicht unter den Schrauben großzügig weggekratzt werden. Mit dem Multimeter
sollte nun der einwandfreie Kontakt des PE-Leiters überprüft werden. Der erste Kontaktpunkt ist der mittlere
Anschluß des Kaltgerätesteckers (außen), und der zweite ein Punkt auf dem Deckel bzw. Boden der möglichst weit
vom jeweiligen Anschlußpunkt entfernt ist.
Die Verbindungskabel zwischen Trafo (Sekundärseite) und Schaltnetzteilplatine können nun angelötet werden. Die
Kabel der DIN-Buchsen werden gemäß der Pinbelegung im Anhang verdrahtet. Dabei können die Anschlußbeine
vorsichtig verbogen werden, um das Verlöten zu erleichtern.
Jetzt kann die Platine über die Abstandsbolzen in das Gehäuse eingebaut werden. Dabei muß darauf geachtet werden,
daß die Kühlkörper das Gehäuse nicht berühren dürfen. Die Niederspannungskabel werden nun noch festgeschraubt.
Dabei muß sorgfältig gearbeitet werden, da jeder Fehler zur Zerstörung der Verbraucher (Rechner, Floppy) führen
kann. Deshalb solltest Du nach dem Löten folgende Punkt noch einmal überprüfen.
• Ist die Polung richtig?
• Ist das 5V-Kabel auch nicht versehentlich am 12V Anschluß?
• Sind versehentlich Lötbrücken entstanden?
Das Gehäuse kann nun geschlossen und ein Warnhinweis auf dem Gehäuse angebracht werden.
"Vorsicht Hochspannung - Vor dem Öffnen Netzstecker ziehen!" Damit auch andere wissen was ihnen blüht,
wenn sie zu neugierig werden!
So, langsam müßtest Du fast alle Bauteile verbaut haben. Es fehlen lediglich noch die Verbindungskabel . Diese
sollten, wie auch alle anderen, möglichst kurz sein (<1m). Hier gilt nicht: Um so mehr um so besser!
Also als erstes zum Verbindungskabel zwischen dem Rechner und dem Schaltnetzteil (das 2 polige). Welcher Draht
mit welchem Pin des DIN-Stecker vom Typ 3 zu verbinden ist, siehst Du wiederum im Anhang. Auf beide Enden des
Kabels kommt der gleiche Steckertyp. Die Abschirmung des Kabels darf aber nur auf der Schaltnetzteilseite mit dem
Rahmen des Steckers verbunden werden!!!
Damit Du die Stecker später nicht verwechselt, solltest Du Dir gleich die Rechnerseite markieren.
Nun fehlen nur noch die Floppykabel (4 polig). Hier kommt nur auf die eine Seite ein DIN-Stecker (Typ 6), die
andere Seite wird direkt mit der Floppy verlötet. Die Pinbelegung des DIN-Steckers steht im Anhang.
In der Floppy wird die Abschirmung des Kabels abgeschnitten und beim DIN-Stecker an dessen Rahmen gelötet.
Nun solltest Du alle Kabel überprüfen. Also mit dem Ohmmeter Pin gegen Pin und Rahmen messen!
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6. Umbau der Floppies
Zum Abschluß müssen jetzt die Floppies umgebaut werden. Logischerweise verliert man durch den Eingriff eine
etwaige Garantie, aber wer hat die heute schon noch.
Prinzipiell können alle Geräte umgebaut werden, die intern nur mit 5 und 12 Volt Gleichspannung arbeiten. Meist
werden die Spannungen durch Festspannungsregler stabilisiert (7805, 7812). Diese ICs haben drei Anschlüsse. Einen
Eingang (von vorn links), einen Masseanschluß (Mitte) und einen Ausgang (rechts). Du mußt dieses IC zum Einsatz
Deines Schaltnetzteiles einfach auslöten. Der Massepunkt wird mit der Masse des Schaltnetzteils, und der Ausgang
mit dem 5V bzw. 12V-Kabel des Schaltnetzteils verbunden.
Sollten am Ausgang des ICs noch große Elektrolytkondensatoren (>470µF) eingebaut sein, so müssen diese ebenfalls
ausgelötet werden. Dies kommt Dir vielleicht etwas komisch vor, da man ja sonst größere Kondensatoren zum
glätten der Versorgungsspannung einsetzt. Doch was für ein Linearnetzteil vielleicht gilt muß nicht auch für ein
Schaltnetzteil gelten! Wenn Du eine zu große Kapazität an den Ausgang des Schaltnetzteils anschließen würdest,
beginnt die Ausgangsspannung zu schwingen!
Generell daher noch ein Wort zu großen Kondensatoren hinter (Fest-) Spannungsreglern. Hinter Regelstufen haben
große Kondensatoren nichts zu suchen!
Im folgenden werde ich genau den Umbau für die 1050 erklären. Für die 810 oder die XF551 gilt das gleiche, nur die
Position und Bezeichnung der Bauteile variieren.
Bei meiner 1050 habe ich noch etwas mehr umgebaut um die Funktion des Ein/Aus-Schalters zu erhalten. Also als
erstes die 6 Schrauben des Gehäuses gelöst, und das Oberteil weggelegt. Nun solltest Du Dir die Position und
Richtung in der die Steckverbinder J1, J6, J10-12, J14, J15 (vgl. Bild im Anhang) angebracht sind notieren. Diese
müssen nun gelöst werden. Das Inlett (Motor etc.) kann nun entnommen werden. Vor Dir liegt nun nur noch die
Grundplatine im Gehäuseunterteil. Nachdem Du die Platine noch vom Gehäuse getrennt hast kann die eigentliche
Arbeit beginnen. Die Festspannungsregler Q7 und Q8, die im linken und rechten Eck des Kühlkörpers montiert sind,
können nun ausgelötet werden. Es folgt der direkt am Kühlkörper sitzende große Elekrolytkondensator C71, sowie
die Leistungsdioden CR18 und CR19 direkt links daneben. Zum Abschluß der Auslötaktion folgt der Steckverbinder
J13 (Poweranschluß). Nun kann das Kabel bequem durch die freiwerdende Öffnung des Gehäuses eingeführt werden.
Das 5V Massekabel wird an das mittlere Lötauge von Q7 angelötet. Analog kommt das 12V Massekabel an das
mittlere Lötauge von Q8. Die +12V Leitung wird direkt an den rechten (von innen, Oberseite) Anschlußlötpunkt von
Q8 angelötet. Das +5V Kabel wird an den linken Lötpunkt des Powersteckers J13 befestigt (vgl. Bild im Anhang).
Vom Kathodenanschluß von CR19 oder dem Minusanschlußspunkt von C71 muß nun noch ein Kabel zum rechten
Anschluß von Q7 gelegt werden.
Bei allen Lötarbeiten muß darauf geachtet werden, daß beide Seiten der Platine verzinnt werden und daß keine
Kurzschlüsse entstehen.
Zum Abschluß müssen nur noch die Zugentlastung für das Kabel angebracht, und die Floppy wieder zusammen
gebaut werden.
7. Inbetriebnahme
Endlich ist es soweit, der Aufbau ist abgeschlossen. Sollte bei der folgenden Inbetriebnahme irgend ein Fehler
auftreten, dann schalte das Schaltnetzteil sofort ab und trenne es vom Stromnetz.
Als erstes sollten die SIO-Kabel wieder angeschlossen werden. Nun folgt das Kabel für die Spannungsversorgung
des Rechners. Dabei ist zu beachten, daß der markierte Stecker in den Rechner kommt! Das andere Ende kommt in
die rechte Buchse auf der Frontseite des Schaltnetzteils. Die zwei Versorungsstecker der Floppies kommen in die
zwei Buchsen daneben.
Du mußt darauf achten, daß die Floppystecker nur in die linke und mittlere Buchse passen. Die rechte Buchse bleibt
ausschließlich für den Rechner vorbehalten. An ihr sind auch keine 12 Volt abgreifbar, so daß ein verbinden mit der
Floppy sinnlos wäre. Der Rechner hingegen kann auch über die linke oder mittlere Buchse versorgt werden. Das
heißt Du mußt keine Angst haben, wenn Du aus Versehen die Reihenfolge verwechselst.
-6-
Sind alle angeschlossenen Geräte inklusive dem Schaltnetzteil ausgeschaltet, kann das Schaltnetzteil mit dem Netz
verbunden werden. Nach dem Einschalten des Schaltnetzteils müssen beide LEDs leuchten. (Durch den
geschlossenen Deckel beobachten!!!) Ist dies der Fall, kann der Rechner eingeschaltet werden.
Der Rechner muß sich, nach kurzem Brummen, mit READY melden. Wird jetzt zusätzlich eine der Floppies
eingeschaltet so darf der Rechner keinen Kaltstart durchführen.
Macht er es dennoch, ist die im Schaltnetzteil eingebaute Spule L2 zu groß. Vermutlich wurde eine Spule mit einem
Wert >500µH verwendet. Abhilfe: Einfach ein paar Windungen abwickeln!
Ging alles glatt, kann jetzt auch die zweite Floppy zugeschaltet werden. Das Schaltnetzteil sollte nun kurz
ausgeschaltet, und der Rechner mit allen Peripheriegeräten neu gebootet werden.
Treten bei direkten Kopieraktionen von einer Floppy zur anderen Fehler auf, so liegt das vermutlich wieder an einer
zu großen Spule im Schaltnetzteil. Also einfach ein paar Windungen von L1 (nicht L2) abwickeln.
Die Spulen dürfen aber nicht soweit abgewickelt werden, bis fast nichts mehr auf dem Spulenkern ist. Wie im
Schaltplan angegeben sollten beide Spulen einen Wert von 300-500µH haben. Sind in diesem Bereich keine Spulen
zu bekommen, so kann man auch welche mit einem größeren Wert nehmen. Man muß jetzt jedoch einige Windungen
Draht abwickeln. Als Beispiel dienen die in der Bauteilliste angegeben 1mH Spulen. Der Wert der Spule (L) wird aus
L = n² * AL (AL ist die Konstante des Spulenkörpers) berechnet. Dabei ist n die Windungszahl. Bei der genannten
Spule mußt Du also von den 10 Windungen vier abwickeln. Man sollte mit dem Abwickeln aber so sparsam wie
möglich sein. Ein zu großer Wert der Spule führt lediglich zu einem Kaltstart aller angeschlossenen Geräte, und
sonst nichts. Ein zu kleiner Wert kann jedoch zu nicht immer leicht zu findenden Datenfehlern führen. Also besser
mehrere Versuche mit einer zu großen Spule in Kauf nehmen!
Bekommst Du jedoch im Handel Spulen mit einem Wert von 300-500µH, bleibt Dir das alles erspart. Leider findet
man sie jedoch nur selten (Strom ≥ 4A beachten) .
Damit hast Du jedoch ein Netzteil für drei oder mehr Geräte. Diese können ohne sich gegenseitig zu beeinflussen,
betrieben werden. Eine Ausnahme ist da nur der Rechner. Wird er eingeschaltet so werden auch alle anderen
angeschlossenen Geräte neu initialisiert.
So das war's, ich hoffe Dir hat es etwas Spaß gemacht und Du lernst das Schaltnetzteil bald schätzen. Sollten trotz
der langen Anleitung noch Fragen offen geblieben sein, so setze Dich einfach mit mir in Verbindung!
Ich habe versucht diese Anleitung etwas locker zu schreiben, damit Du trotz des zwischendurch ziemlich trockenen
Stoffes bis zum Ende durchhältst.
Ich würde mich freuen, wenn Du mir Deine Erfahrungen mit der Anleitung und dem Schaltnetzteil mitteilen würdest.
Das gilt natürlich besonders für Fehler in der Anleitung (trotz mehrmaligem Korrekturlesen).
Zum Vergleich zwischen der alten Konfiguration mit drei Trafos möchte ich noch eines erwähnen. Vor dem Umbau
wurden etwa 23 Watt in Wärme umgesetzt, danach jedoch nur noch etwa 4 Watt (17% des vorherigen Wertes), und
das an Stellen, wo es die Anlage und den Benuzter nicht mehr stört!
Falls Du nicht in der Lage bist, Dir die Platine selbst zu ätzen, kannst Du sie bei mir kaufen. Gegen Einsendung von
20 DM bekommst Du dann die fertig geätzte und gebohrte Epoxidplatte portofrei zugesandt.
8. Bauteile
Als erstes werden ein paar Kleinteile benötigt, bei denen es sich in der Regel nicht lohnt sie zu bestellen, da man das
eine oder andere sowieso im Haus hat.
1x Sicherung 6A träge
1x Sicherung 1A träge
21x Schrauben M3x25mm
21x Muttern M3
31x Unterlegscheiben M3
1x Lackspray schwarz 250ml
etwas starre und flexible 230V Leitung
etwas Schrumpfschlauch
etwas Wärmeleitpaste
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Im folgenden habe ich meine Bezugsquellen der Bauteile aufgelistet. Natürlich kannst Du die Bauteile auch woanders
beziehen, jedoch mußt Du dann darauf achten, daß die Bauteile dann auch auf die Platine passen.
Du wirst Dich vielleicht wundern, daß ich die Bauteile über zwei Versandhäuser bestellt habe. Der Grund ist einfach,
einige Bauteile sind bei Conrad Electronic einfach viel zu teuer, andere hingegen bekommt man bei anderen
Anbietern nicht! Wenn Du die erste Bauanleitung des Schaltnetzteiles (vom Dezember 1993) kennst, wirst Du
wissen, daß dort die Bauteile noch insgesamt 233,25 DM kosteten. In dieser Anleitung kosten Sie aber nur noch
184,19 DM. Der Unterschied kommt nicht durch andere Komponenten sondern vielmehr durch die Einbeziehung
eines anderen Lieferanten.
Die Kostenersparnis beträgt immerhin rund 21% oder 49,06 DM. Das heißt die zweite Versandkostenpauschale von
5,80 DM bei Reichelt Electronic wird mehr als kompensiert!
Nun aber zuerst einmal zu Conrad Electronic. Da dieser Versand doch weitestgehend bekannt sein dürfte möchte ich
nur kurz erwähnen, daß die Preise dem Hauptkatalog Electronic Welt '99 entnommen sind. Ein Neuheitenkatalog
kann kostenlos unter folgender Adresse bestellt werden:
Conrad Electronic, Klaus-Conrad-Straße 1, 92240 Hirschau
Bestelliste Conrad Electronic:
Anz.: Bez.: Best.-Nr.: Artikelbezeichnung:
2
L1, L2 534455-66 Drossel 1mH / 16A
(Besser 300-500µH / 4A; vgl. Abs. 7)
2
C1, C2 471194-66 Elektrolytkondensatoren 4700µF / 35V
(Müssen schaltfest sein!!!)
4
C5-8 468312-66 Elektrolytkondensatoren 220µF / 16V
(Müssen schaltfest sein!!!)
2
620297-66 Schalttafelsteckdosen (weiß)
(besser schwarz, falls Gehäuse lackiert)
1m
138193-66 PVC-Meßleitung schwarz ∅ 1mm2
1m
138207-66 PVC-Meßleitung blau ∅ 1mm2
1m
138215-66 PVC-Meßleitung grün ∅ 1mm2
1m
138223-66 PVC-Meßleitung gelb ∅ 1mm2
1m
606790-66 Mikro-Leitung (abgeschirmt) 4x0,5mm ∅
1m
606774-66 Mikro-Leitung (abgeschirmt) 2x0,75mm ∅
4
523151-66 Gerätefüße
1
LED2 182435-66 Spezial LED 5V / 12mA grün
1
LED1 182478-66 Spezial LED 12V / 11mA grün
2
182761-66 LED-Abstandshalter 10mm
1
524727-66 Stahlblechgehäuse 146x104x250mm
1
529729-66 Fotob. Epoxyd-Europlatte / 70µm Kupfer
2
188972-66 Kühlkörper 50x32x20mm; 4,2 K/W
1
520276-66 Sicherheitsschild
Einzelpreis: Gesamtpreis:
4,15 DM
8,30 DM
4,95 DM
9,90 DM
0,60 DM
2,40 DM
30,30 DM
6,60 DM
1,10 DM
1,10 DM
1,10 DM
1,10 DM
4,30 DM
3,95 DM
0,35 DM
0,95 DM
0,95 DM
0,27 DM
47,50 DM
6,25 DM
3,65 DM
1,00 DM
Summe:
1,10 DM
1,10 DM
1,10 DM
1,10 DM
4,30 DM
3,95 DM
1,40 DM
0,95 DM
0,95 DM
0,54 DM
47,50 DM
6,25 DM
7,30 DM
1,00 DM
105,74 DM
Eine Bemerkung noch zur Liste von Conrad. Dort steht u.a. 2x Mikro-Leitungen zu je 1m. Das ist kein Druckfehler!
Conrad nennt diese abgeschirmte Litzenleitung mit einem Querschnitt von 4x0,5mm bzw. 2x0,75mm halt MikroLeitung! Diese Leitungen verwende ich zum Anschluß der Geräte an das Schaltnetzteil.
Meine zweite Bezugsquelle ist Reichelt Elektronik in Sande. Dieser Versand ist vielleicht nicht so bekannt wie
Conrad, aber ich kann Ihn von meiner bisherigen Erfahrung nur empfehlen! So kosten zum Beispiel die verwendeten
DIN-Stecker vom Typ 3 bei Conrad 2,25 DM und bei Reichelt 0,41 DM! Und das ist kein Einzelfall. Der Versand
von Reichelt ist sehr schnell (innerhalb 2-3 Tagen) und unproblematisch. Die unten stehenden Preise sind dem
-8-
Lieferprogramm 4/99 entnommen. Der jeweils aktuelle Hauptkatalog kann kostenlos unter der folgenden Adresse
bezogen werden:
Reichelt Elektronik, Elekronikring 1, 26452 Sande, Fax: 04422 / 955 - 111
Bestelliste Reichelt Elektronik:
Anz.:
2
2
1
1
2
4
1
2
2
2
1
2
2
2
1
1
1
2
2
2
4
1
1
2
Bez.:
IC1, 2
Bestell-Nummer
L296
QS 1,5-3
NC 2003
PL 125000
KAZU 0442
Metall 4,7k
R1, R2,
R4, R5
R3
Metall 6,2k
D1, 2
P 600B
D3, 4
SB 550
C3, 4
Tantal 10/35
C15
MKH400-7,5 2,2n
C12, 14
2,2 / 63rad
C11, 13
Ax 2,2/ 63
C9, 10 MKH100-7,5 470n
DS 059 schw.
NKSK 200 schw.
MAB 5
MAB 8SN
MAS 50
MAS 80SN
DK 10mm
NT 108VA 2x18
CON1
ARK 210-3
CON2, 3
ARK 210-2
Artikelbezeichnung
Schaltnetzteil-IC L296
Ringösen (für PE-Leiteranschluß)
Kaltgeräte-Einbaustecker mit integr.
Netzfilter
Sicherungshalter für Wandmontage
Zugentlastschellen (für Floppies)
Metallschichtwiderstand 4,7kΩ 1/4W
Metallschichtwiderstand 6,2kΩ 1/8W
Leistungsdiode 100V/6A
Schottkydiode 50V / 5A
Tantalkondensator 10µF / 35V
Kondensator RM 7,5; 2,2nF
Elko 2,2µF / 35V; stehend
Elko 2,2µF / 35V; liegend
Kondensator RM 7,5; 0,47µF
Powerschalter 2pol. 250V / 3A
Netzzuleitung 2m mit Kaltgerätestecker
DIN-Einbaubuchse Typ 3
DIN-Einbaubuchse Typ 6
DIN-Stecker Typ 3 (Computer)
DIN-Stecker Typ 6 (Floppies)
Distanzhülsen 10mm
Trafo 2x18V 2x3A 108VA (min.80VA)
Anschlußklemme 3polig
Anschlußklemme 2polig
Einzelpreis: Gesamtpreis:
6,25 DM
12,50 DM
0,10 DM
0,20 DM
13,90 DM
13,90 DM
0,60 DM
0,08 DM
0,15 DM
0,60 DM
0,16 DM
0,60 DM
0,15 DM
0,25 DM
0,84 DM
0,48 DM
0,19 DM
0,07 DM
0,18 DM
0,48 DM
2,70 DM
3,45 DM
0,48 DM
0,72 DM
0,41 DM
0,58 DM
0,09 DM
33,90 DM
0,51 DM
0,34 DM
Summe:
0,15 DM
0,50 DM
1,68 DM
0,96 DM
0,19 DM
0,14 DM
0,36 DM
0,96 DM
2,70 DM
3,45 DM
0,48 DM
1,44 DM
0,82 DM
1,16 DM
0,36 DM
33,90 DM
0,51 DM
0,68 DM
78,40 DM
Wie Du siehst ist der Aufbau nicht gerade billig. Bevor Du jedoch jetzt die Anleitung weglegst solltest Du folgendes
bedenken:
Es sind bis ins kleinste Detail alle benötigten Teile aufgelistet. Das heißt der Betrag erhöht sich nachträglich nicht
mehr durch noch nötige Kleinteile. Wenn Du die entsprechenden drei Orginalnetzteile kaufen würdest, wären auch
ca. 120 DM weg, aber mit den bekannten Nachteilen. Vielleicht hast Du ja das eine oder andere Bauteil bereits, so
daß sich der Preis verringert. Das gilt besonders für den Trafo und den Kleinkram. Du mußt jedoch beachten, daß
Dein Bauteil vielleicht andere Eigenschaften hat (z.B. Spannungs / Stromfestigkeit) und daß das Auswirkungen auf
den Rest der Schaltung hat! Im Zweifelsfall schreib’ mir einfach. Ich kann Dir mit Sicherheit sagen, ob Du dein
Bauteil einsetzen kannst, und ob Du daraus folgend auch andere Bauteile ändern mußt!
Das Schaltnetzteil wurde mit großer Sorgfalt entwickelt. Trotzdem können Fehler oder fehlerhafte Angaben in dieser
Bauanleitung nicht vollständig ausgeschlossen werden. Daher kann ich für Schäden nicht haften. Bei sorgfältigem
Aufbau ist die Gefahr von Schäden jedoch sehr gering. Mein Schaltnetzteil 'läuft' mittlerweile schon seit 1994,
vielbestaunt und ohne jeden Fehler (trotz vieler Messebesuche). Ich möchte es nicht mehr missen!
Auf den folgenden Seiten findest Du alle nötigen Skizzen, Schaltpläne und Angaben, die Du zum Aufbau benötigst.
-9-
9. Optionale Zusatzplatine
Die optionale Zusatzplatine wird nur benötigt, wenn Geräte an das SNT angeschlossen werden sollen,die eine
negative Versorgungsspannung von -5V und / oder -12V benötigen.
Die Zusatzplatine wird einfach 'Huckepack' mit Abstandbolzen auf die Hauptplatine über die Versorgungsanschlüsse
montiert. Alle zusätzlich benötigten Bauteile sind nachfolgend aufgelistet. Es können dann entweder andere
Steckverbinder mit einer höheren Polzahl zur Versorgung der Geräte verwendet werden oder die negativen
Spannungen z.B. auf einer 3,5mm Klinkenbuchse separat heraus geführt werden.
Beim Anschluß der Wechselspannung an die beide Platinen muß unbedingt darauf geachtet werden, daß der
Mittelabgriff des Trafos, also Masse, in die mittlere Buchse gesteckt wird!
Bestelliste Conrad Electronic:
Anz.:
2
1
Bez.:
Best.-Nr.: Artikelbezeichnung:
188328-66 Kühlkörper
606650-66 Mikrofonleitung 3*0.08
Einzelpreis: Gesamtpreis:
1,30 DM
2,60 DM
1,20 DM
1,20 DM
Bestelliste Reichelt Elektronik:
Anz.:
Bez.:
Bestell-Nummer
2
CON4, 5
ARK 210-3
1
C16
470/35rad
4
C17-20 MKH100-7,5 100n
2
D5, 6
1N4001
1
IC3
µA7905
1
IC4
µA7912
2
DK 30mm
1
EBB35
1
KSS35
Artikelbezeichnung
Anschlußklemme 3 polig
Elko 470µF / 35V
Kondensator 100nF
Leistungsdiode 1N4001
Festspannungsregler -5V/1A
Festspannungsregler -12V/1A
Distanzhülse 30mm
Klinkenbuchse 3.5 mm Stereo
Klinkenstecker 3.5 mm Stereo
Einzelpreis: Gesamtpreis:
0,51 DM
1,02 DM
0,27 DM
0,27 DM
0,23 DM
0,92 DM
0,05 DM
0,10 DM
0,41 DM
0,41 DM
0,48 DM
0,48 DM
0,09 DM
0,18 DM
0,32 DM
0,32 DM
0,22 DM
0,22 DM
Weiterhin werden zwei Schrauben M3 / 50mm benötigt. Die gesamten Kosten belaufen sich somit auf 7,72 DM
Bauteilliste der Haupt und Zusatzplatine:
C1+2
C3+4
C5-8
C9+10
C11-14
C15
C16
C17-20
4700µF/35V
10µF/35V
220µF/16V
0,47µF/16V
2,2µF/16V
2,2nF/16V
470µF/35V
100nF/35V
D1+2
D3+4
D5+6
IC1+2
IC3
IC4
P600-A
SB550
1N4001
L296
7912
7905
L1+2
LED1
LED2
R1+2,5
R3
R4
300-500µH/4A
5V grün
12V grün
4,7k/5%
6,4k/1%
4,7k/1%
Thomas Grasel
Dillenburgerstraße 61, 60439 Frankfurt/Main
Telefon / Fax: 069/577516, email: [email protected]
Homepage: http://home.t-online.de/home/tgrasel
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1050 Disk Drive
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