Electronics4You Bauanleitung. Projekt Soundbox mit Netzteil

Transkript

1 Electronics4You Bauanleitung Projekt Soundbox mit Netzteil Julian Müller Nicola Ramagnano 26. Dezember 2018

2 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Bestückung Drahtbrücken Widerstände Dioden Transistoren Elektrolytkondensatoren Fertigung der Litzenkabel 5 4 Verdrahten Litzenkabel an der Leiterplatte anlöten Litzenkabel an den externen Bauteilen befestigen Montage Netzteilbuchse Audiobuchse Potentiometer Lautsprecher Lautsprecher Wippschalter Leiterplatte Stückliste 14 Dieses Werk steht unter einer Creative Commons Namensnennung - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 Schweiz Lizenz. Weitere Details unter: HSR Hochschule für Technik Rapperswil, i

3 1 Einleitung Mit dieser Anleitung baust du Schritt für Schritt deine eigene Soundbox zusammen. Um die genaue Funktionsweise der einzelnen Bereiche und Bauteile zu verstehen, empfiehlt es sich, einen Blick in das Hauptskript des Electronic4You-Projekts zu werfen ( html). Solltest du Fragen haben, zögere nicht, einen Betreuer um Hilfe zu bitten. Probiere nichts aus ohne zu wissen was du tust, weil sonst Werkzeug, Material und womöglich auch du Schaden nehmen könnten. Tipp Für den Aufbau werden folgende Materialien und Werkzeuge benötigt: Lötkolben, Lötzinn, ev. Entlötlitze Seitenschneider Abisolierzange Feines Schleifpapier oder Messer Crimpzange Diverse Schraubenzieher 1

4 2 Bestückung Die Leiterplatte (Print) wird normalerweise in zwei Abschnitten bestückt. Da in dieser Version der Speisungsteil nicht bestückt werden muss, da ein externes Netzteil zu Verfügung steht, muss nur die im Bild 1 grün umrandeten Schaltungsteile bestückt werden. Die drei orangen Markierungen bedeuten, dass an diesen Stellen Drahtbrücken bestückt werden müssen. Den entsprechenden Draht kannst du bei einem Betreuer beziehen. Abbildung 1: Bestückungsplan Soundbox Achte darauf, dass beim Kürzen der Beine keine Drähte herum fliegen. Benutze deine Hand als Schutz oder halte das zu kürzende Bein fest. 2

5 2.1 Drahtbrücken Löte als erstes die Drahtbrücken an den in Abbildung 1 orange markierten Stellen an. Den Draht erhältst du beim Lehrerpult. 2.2 Widerstände Achte bei der Bestückung der Widerstände darauf, dass du die richtigen Widerstandswerte am richtigen Ort bestückst! In Tabelle 1 findest du die Farbcodes zu den entsprechenden Widerstandswerten. Anzahl Name Bezeichnung Wert/Typ Farbcode 1 R19 Widerstand 1 Ω 3 R8, R9, R15 Widerstand 330 Ω 2 R14, R18 Widerstand 1 kω 1 R16 Widerstand 1.5 kω 4 R10, R12, R13, R17 Widerstand 22 kω 1 R11 Widerstand 100 kω Tabelle 1: Zu bestückende Widerstände mit zugehörigen Farbcodes 2.3 Dioden Achte bei der Bestückung der Dioden auf die Polarität! Abbildung 11 zeigt dir eine Übersicht der Polaritäten aller zu bestückender Bauteile. 2.4 Transistoren Achte bei der Bestückung der Transistoren auf die Polarität! Abbildung 11 zeigt dir eine Übersicht der Polaritäten aller zu bestückender Bauteile. 3

6 Anzahl Name Bezeichnung Wert/Typ 1 D1 Gleichrichterdiode 1N D7 Siliziumdiode 1N D8 Schottkydiode BAT83S 1 LED1 Leuchtdiode grün, 5mm Tabelle 2: Zu bestückende Dioden Anzahl Name Bezeichnung Wert/Typ 1 T8 PNP-Transistor BC557B 1 T7 NPN-Transistor BC547C 1 T9 NPN-Transistor BD139 1 T10 PNP-Transistor BD140 Tabelle 3: Zu bestückende Transistoren 2.5 Elektrolytkondensatoren Achte bei der Bestückung der Elektrolytkondensatoren auf die Polarität! Abbildung 11 zeigt dir eine Übersicht der Polaritäten aller zu bestückender Bauteile. Anzahl Name Bezeichnung Wert/Typ 2 C2,C7 Elektrolyt-Kondensator 2200 µf/16v 4 C3,C4,C5,C6 Elektrolyt-Kondensator 47 µf/25v Tabelle 4: Zu bestückende Elektrolytkondensatoren 4

7 3 Fertigung der Litzenkabel Für die Verbindungen zwischen der Leiterplatte und den externen Bauteilen - wie zum Beispiel dem Lautsprecher oder dem Wippschalter - werden verschieden Litzenkabel benötigt. Abbildung 2 zeigt dir die benötigten Litzen sowie deren Längen. Die Litzen kannst du beim Lehrerpult zuschneiden, beachte dabei die vorgegebene Länge und schneide lieber etwas mehr ab als zu wenig. Einige Kabel benötigen an den Enden so genannte Crimphülsen. Eine Crimpverbindung ist eine lötfreie elektrische Verbindung. Sie wird durch Kaltverformen (Verpressen) der Crimphülse mit dem elektrischen Leiter hergestellt. Beim Anfertigen einer Crimpverbindung müssen Leiterquerschnitt, Crimphülse und Presswerkzeug aufeinander abgestimmt sein. An den Kabelenden, an denen keine Crimphülsen verwendet werden, müssen mit einer Abisolierzange ca. 5 mm von der Isolation entfernt werden. Anschliessend wird das Ende verdrillt und verzinnt. Abbildung 2: Soundbox Kabelkonfektionen Arbeitsfolge für das Pressen von Crimpverbindungen: 1. Leiter abisolieren und verdrillen. 2. Hülse in Werkzeug stecken und leicht andrücken, damit diese nicht hinaus rutscht. 3. Litze in Hülse einführen und verpressen. 4. Werkzeug bis zum Anschlag fest zusammendrücken. Folgende Punkte machen eine gute Crimpverbindung aus: 1. Das Litzenende muss sichtbar sein. 2. Die Leiterisolation muss bei der Isolationshalterung unterklemmt sein. 3. Die Verbindung muss einem Zugversuch standhalten. 5

8 4 Verdrahten 4.1 Litzenkabel an der Leiterplatte anlöten Löte nun die verdrillten und verzinnten Enden der Litzen an den entsprechenden Lötaugen auf der Leiterplatte wie folgt an: (siehe auch Abbildungen 2 und 3): Netzteil + (rot, 10 cm): Beim Lötauge + Netzteil - (grau, 10 cm): Beim Lötauge - Lautsprecher + (rot, 20 cm): Beim Lötauge LS+ Lautsprecher - (grau, 20 cm): Beim Lötauge LS- Potentiometer (grün, 15 cm): Bei den Lötaugen POTI1, POTI2 und POTI3 Audiobuchse (gelb, 20 cm): Bei den Lötaugen A-R, A-L und A-GND Abbildung 3: Bestückungsplan Soundbox 6

9 4.2 Litzenkabel an den externen Bauteilen befestigen Potentiometer Die Welle des Potentiometers muss auf ca. 7-8 mm gekürzt werden, dazu eignet sich eine Metallsäge. Löte danach die drei grünen Litzen (welche schon mit der Leiterplatte verbunden sein sollten) wie folgt an den drei Anschlüssen des Potentiometers an (siehe Abbildung 5): POTI1 zu Anschluss 1 POTI2 zu Anschluss 2 POTI3 zu Anschluss 3 Abbildung 4: Kürzung der Welle Abbildung 5: Anschlüsse Potentiometer 7

10 Audiobuchse Löte die drei gelben Litzen (welche schon mit der Leiterplatte verbunden sein sollten) wie folgt an den drei Anschlüssen der Audiobuchse an (siehe Abbildung 5): A-R zu Anschluss R A-L zu Anschluss L A-GND zu Anschluss GND Abbildung 6: Anschlüsse Audiobuchse 8

11 Netzteilbuchse Löte die rote und graue Litze fürs Netzteil wie folgt an den drei Anschlüssen der Netzteilbuchse an (siehe Abbildung 7): Netzteil + an Anschluss + Netzteil - an Anschluss - (a) Netzteilbuchse (b) Netzteilbuchse und Litze verzinnt Abbildung 7: Netzteilbuchse (c) Litze an Buchse gelötet 9

12 5 Montage 5.1 Netzteilbuchse Montiere die Netzteilbuchse in der entsprechenden Bohrung im Gehäuse und zwar in folgender Montagereihenfolge: Buchse Gehäuse Unterlegscheibe Mutter Vergleiche dazu auch die Zeichnung 4 über die Verschraubung des Potentiometers. Die Verschraubung der Netzteilbuchse ist gleich, wobei hier keine Fächerscheibe benötigt wird. 5.2 Audiobuchse Die Audiobuchse kann jetzt in der vorgesehenen Bohrung im Gehäuse mit Hilfe der Rundmutter verschraubt werden, dazu wird ein spezieller Schraubenzieher verwendet, welcher du beim Lehrerpult vorfindest. 5.3 Potentiometer Montiere nun das Potentiometer am Deckel wie in Abbildung 8 gezeigt. Drehe dann das Potentiometer ganz nach links (Minimum) und befestige die Mutterabdeckung am Drehknopf des Potis bevor du diesen aufsetzt, wobei der weisse Strich etwa zum linken Anschluss des Potentiometers zeigen sollte und ziehe dann die Schraube fest. Anschliessend muss nur noch der kleine Deckel aufgesetzt werden. 5.4 Lautsprecher Der Lautsprecher wird mit vier Torx-Senkschrauben M4x12 und vier Sicherungsmuttern verschraubt. Zwischen dem Lautsprecher und dem Gehäusedeckel müssen vier M4 Fächerscheiben platziert werden. Die Anschlüsse des Lautsprechers sollten nach rechts zeigen, da ansonsten die Crimphülsen an der Leiterplatte anstossen (siehe Abbildung 10). 10

13 1. Mutter 2. Unterlegscheibe 3. Gehäuse 4. Fächerscheibe Abbildung 8: Montage des Potentiometers am Deckel Abbildung 9: Montage des Potentiometers am Deckel 5.5 Lautsprecher Befestige nun die beiden Crimphülsen der Lautsprecherlitzen an den Lautsprechern. Da sie unterschiedliche Grössen aufweisen, können die beiden Anschlüsse nicht vertauscht werden. 5.6 Wippschalter Stecke den Wippschalter in die vorgesehene Aussparung im Deckel und verbinde die Crimphülsen der beiden roten Litzenkabeln auf dem Print mit dem Wippschalter. Es spielt keine Rolle, welche Litze du mit welchem Anschluss am Schalter verbindest. 5.7 Leiterplatte Montiere nun noch die Leiterplatte mit vier mitgelieferten Kreuzschrauben im Gehäuse wie in Abbildung 10 gezeigt. Du kannst nun den Deckel zuschrauben und deine Soundbox testen. 11

14 Abbildung 10: Fertige Montage Viel Spass mit deiner Soundbox wünscht dein Team vom Electronics4You! 12

15 BAUTEILE DER SOUNDBOX MIT NETZTEIL MIT POLARITÄT Foto Kürzel Bezeichnung Wert/Typ Schemasymbol Footprint LED, D LED - Leuchtdiode grün,5mm D Gleichrichterdiode Siliziumdiode Schottkydiode 1N4001 1N4148 BAT83S C Elektrolyt-Kondensator 2200 μf/16 V 47 μf/25 V T PNP Transistor NPN Transistor PNP Transistor NPN Transistor BC557 BC547 BD140 BD139 OHNE POLARITÄT R Widerstand 1kΩ,100kΩ etc. Electronics4you 2018 Abbildung 11: Übersicht zur Polarität der Bauteile 13

16 6 Stückliste Anzahl Name Bezeichnung Wert/Typ 1 LED1 Leuchtdiode grün, 5mm 1 D1 Gleichrichterdiode 1N D7 Siliziumdiode 1N D8 Schottkydiode BAT83S 1 R19 Widerstand 1R 4 R10,R12,R13,R17 Widerstand 22k 2 R14,R18 Widerstand 1k 3 R8,R9,R15 Widerstand 330R 1 R11 Widerstand 100k 1 R16 Widerstand 1k5 2 C2,C7 Elektrolyt-Kondensator 2200 µf/16v 4 C3,C4,C5,C6 Elektrolyt-Kondensator 47 µf/25v 1 T8 PNP-Transistor BC557B 1 T7 NPN-Transistor BC547C 1 T9 NPN-Transistor BD139 1 T10 PNP-Transistor BD140 1 Breitbandlautsprecher 15 W, 4 Ω 1 Wippschalter ON-OFF 1 Potentiometer 10 kohm 1 Mutterabdeckung für Poti 15 mm, schwarz 1 Knopf für Poti 15 mm, schwarz 1 Deckel für Poti 15 mm, schwarz 4 Senkschrauben Torx M4 12 mm 4 Sicherungsmuttern M4 4 Unterlagsscheiben M4 0.8 mm 1 Audiokabel 1.8 m 1 Klinkenbuchse 3.5 mm 1 Kunststoffgehäuse mm 1 Netzteil 12V, 1A 1 Netzteilstecker ID 2.1 mm, AD 5.5 mm 1 Flachsteckhülsen mm 1 Flachsteckhülsen mm 2 Flachsteckhülsen vollisoliert mm 3 Litze PVC 0.25 mm 2, 10cm, grün 3 Litze PVC 0.25 mm 2, 20cm, gelb 1 Litze PVC 0.5 mm 2, 12cm, grau 1 Litze PVC 0.5 mm 2, 20cm, grau 2 Litze PVC 0.5 mm 2, 10cm, rot 1 Litze PVC 0.5 mm 2, 20cm, rot Tabelle 5: Stückliste der Soundbox 14