Elektronik_Header_3LŘftersteuerung mit ESP-01

 

Paradigma VE Ersatz

Wir heizen unser Haus mit einem ├Ąlteren Paradigma Brennwertkessel, der im Untergeschoss die modulare Steuerung sowie ein Netzteil eingebaut hat. Paradigma nennt das Netzteil bei ihrem MES System VE, Versorgungs-Einheit.

Nach mehr als 20 Jahren hat dieses Netzteil den Geist aufgegeben und ich suchte Ersatz. Paradigma hat schon Jahre vorher den Support f├╝r das MES System eingestellt, die Suche nach Alternativen begann. Man kann bei Ersatzteil-Services solche Netzteile kaufen, meist ├╝berarbeitete Altger├Ąte, aber die aufgerufenen Preise schrecken ab.

Ich habe daraufhin ein passendes Hutschienen Netzteil 230 V / 12 V / 2A besorgt und seitlich unterhalb des Brenners im Geh├Ąuse befestigt. ├ťber Leitungen kommt 230 V AC vom Steckplatz des Originalmoduls und 12 V werden dorthin zur├╝ck gef├╝hrt.

Hutschienennetzteil

Das l├Ąuft jetzt schon ein paar Jahre ordentlich und st├Ârungsfrei, aber bei der Wartung des Brenners scheint das Netzteil irgendwie im Weg zu sein, denn der Monteur erw├Ąhnt jedesmal bei der Verabschiedung beil├Ąufig, dass er um das Netzteil herum arbeiten musste...

Ich habe das Original damals nat├╝rlich aufgehoben um es bei Gelegenheit mal zu untersuchen und ggf. zu reparieren.

Die Tage war es dann soweit. Gemeinhin wird kolportiert, dass bei diesen Netzteilen nach l├Ąngerem Betrieb meist die Elektrolyt-Kondensatoren ausgetrocknet sind. Mit einem Kapazit├Ątsmessger├Ąt habe ich die Kondensatoren nach dem Ausl├Âten ├╝berpr├╝ft und in der Tat waren mehrere der Elkos defekt, keine Kapazit├Ąt. Ich ersetzte also alle Elkos mit neuen Typen, und tats├Ąchlich hat das Netzteil danach wieder die gew├╝nschten 12 V von sich gegeben - Leider nur ein paar Sekunden, danach war wieder Schluss.


Plan B war, in das Original-Geh├Ąuse ein neues Schaltnetzteil mit passenden Parametern einzubauen. Entweder auf der entr├╝mpelten Originalplatine aufgesetzt oder auf einer dem Original nachempfundenen, eigenen Platine.

Ich entschied mich f├╝r letztere Variante und habe nach mehren Umwegen ├╝ber andere Programme (weil die Platine eigentlich zu gro├č f├╝r die Freeware Version von EAGLE ist) dann doch EAGLE bem├╝ht, weil ich mich erinnerte, dass die Einschr├Ąnkung auf 80 x 100 mm nur f├╝r die Platzierung von Bauteilen gilt, nicht f├╝r den bauteilfreien Rest der Platine.

Die Konstruktion des doch recht filigran zerkl├╝fteten Platienenumrisses  in EAGLE war nicht einfach aber machbar.

Paradigma VE-Modul                           (Click auf das Bild f├╝r gr├Â├čere Darstellung)

An der unteren Kante der Platine sitzen vier Edge Connectoren (Stecker mit Kontaktzungen bestehend aus dem Kupferbelag), vier Leitungen f├╝hren zu Schraubverbindern, platziert innerhalb der vorgegebene Grenzen f├╝r Bauteile, ab da per Leitung zum Netzteil.

Der graue Klotz symbolisiert das Netzteil, ein ORNO 12 V Open Frame Netzteil 24 W, erh├Ąltlich “├╝berall im Netz”, z.B. auch beim gro├čen A. Ebenfalls passen k├Ânnte ein ├Ąhnlicher Typ von Meanwell mit 25 W, erh├Ąltlich z.B. bei Reichelt (Stand 02/2023).

F├╝r dieses Layout h├Ątte ich normalerweise keinen Schaltplan gezeichnet, EAGLE verlangt das aber. Sehr ├╝bersichtlich, wie ich meine:

Paradigma VE-Modul

Der von mir vorgesehene Sieb-Elko passt mit der notwendigen Spannungsfestigkeit leider nicht ins Geh├Ąuse, ggf. muss ein kleinerer Typ verwendet werden. Ich gehe also vorerst mal ohne ins Rennen und messe die Restwelligkeit der Spannung im Betrieb...


Die Leiter werden per CNC-Fr├Ąse freigestellt, die L├Âcher f├╝r die Bauteile und die Befestigung des Netzteils auf der Platine ebenso. Dann noch die Fl├Ąche vom Kupfer befreien, wo ggf. weitere Kontakte im Gegenst├╝ck der Platine sitzen k├Ânnten, dann ging es an den Umriss.

Zur Erzeugung des G-Code f├╝r die Fr├Ąse verwende ich das ULP pcb-gcode von John T. Johnson. Dieses ULP (user language program) hat leider das Manko, dass der Platinenumriss zwar als G-Code exportiert wird, aber kein Offset des halben Fr├Ąserdurchmessers ber├╝cksichtigt wird. Wenn also, wie im gegebenen Fall, die Abmessungen der Platine genau einzuhalten sind (damit die Platine im Geh├Ąuse richtig gef├╝hrt wird), muss man den Umriss im Milling Layer mit zum Fr├Ąserdurchmesser passendem Offset manuell nachzeichnen.

Bei rechteckigen Platinen ist das durchaus machbar, mit ein wenig Konzentration vergisst man auch nicht, eventuell gew├╝nschte Anbindungen gleich beim ersten Mal mit einzuplanen.

Beim gegebenen Projekt erschien mir dieser Weg aber kaum oder zumindest nur sehr aufw├Ąndig realisierbar.

Zum Gl├╝ck gibt es mit GCode-Ripper ein Tool, das aus fertigem G-Code wieder eine DXF-Datei erzeugen kann, die dann mit Estlcam zur├╝ck in G-Code mit passendem Fr├Ąser-Offset und Anbindungen verwandelt wird.

Paradigma VE-Modul Umriss

Die Darstellung zeigt in Blau die Bahn eines 1 mm Fr├Ąsers f├╝r den Umriss der Platine von der Unterseite, daher erscheint sie gespiegelt gegen├╝ber der Abbildung in EAGLE.

Die Designunterlagen stelle ich zur Verf├╝gung. Neben den EAGLE Dateien gibt es diesmal auch noch den Platinenumriss im DXF Format.


In Natura pr├Ąsentieren sich die Innereien des VE-Ersatz Netzteils so:

Oberseite

Unterseite

Ich habe auf zweiseitiges Layout verzichtet, die Platinenaufnahme hat beidseitige Federkontakte und der gemessene Strom auf der 12 V Leitung betr├Ągt weniger als 230 mA bei zwei MES Modulen mit aktiviertem Bildschirm. Der Ruhestrom liegt unter 100 mA.


Vor dem Umbau habe ich sowohl die Ausgangsspannung des Hutschienen Netzteils als auch die des neuen Open Frame Netzteils mit dem Oszilloskop begutachtet.

Von Welligkeit im Wortsinn kann man bei Schaltnetzteilen ja nicht sprechen, hier st├Âren eher die Spikes der Schaltfrequenz. Aber auch hier Entwarnung, die Spitze-Spitze -Spannung dieser Spikes ist auch ohne den Elko noch gut im Rahmen und die Anlage l├Ąuft mit dem neuen Netzteil.

 


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