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Akku-Lade-Center ALC 8000/ALC 8500 Expert Teil 6/8

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Aus ELVjournal 06/2005     0 Kommentare
Akku-Lade-Center ALC 8000/ALC 8500 Expert Teil 6/8
Bausatzinformationen
ungefähr Bauzeit(Std.)Verwendung von SMD-Bauteilen.
39,5OK1/05

Inhalt des Fachbeitrags

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Die Leiterplattenbestückung aus dem „ELVjournal“ 5/2005 wird fortgeführt und wir kommen zum Zusammenbau der Komponenten, dem Einbau in das Gehäuse und nachfolgend zur Bediensoftware ChargeProfessional.

Bestückung der Netzplatine

Auf der Netzplatine sind zwar nur wenige Bauteile zu bestücken, da aber hier später die 230-V-Netz-Wechselspannung anliegt, ist eine hohe Sorgfalt erforderlich. Zuerst wird bei dieser Platine die Netzbuchse eingebaut. Dazu werden 2 Schrauben M3 x 8 mm von unten durch die Platine gesteckt und von der Platinenoberseite wird die Netzbuchse aufgesetzt. Danach folgen 2 Fächerscheiben und die beiden M3-Muttern, die fest zu verschrauben sind. Erst nach dem Verschrauben sind die Anschlusspins sorgfältig zu verlöten. Der Sicherungshalter für die Netzsicherung, der Netzschalter und die Schraubklemme müssen vor dem Verlöten ebenfalls plan aufliegen. Das Gleiche gilt auch für den X2-Kondensator C 1000, an dem später die Netzwechselspannung direkt anliegt.

Bestückung der USB-Platine

Bei der USB-Platine sind die meisten Komponenten in SMD-Ausführung und somit bereits werkseitig vorbestückt. Die Anzahl der von Hand zu verarbeitenden Bauteile ist somit auch hier sehr übersichtlich und keine große Herausforderung. Der Quarz Q 1 ist von der Platinenoberseite einzusetzen und an der SMD-Seite sorgfältig zu verlöten. Danach sind die beiden Elektrolyt-Kondensatoren (C 1, C 25) an der Reihe (korrekte Polarität beachten). Die Gehäuse der beiden Optokoppler- Bausteine IC 3 und IC 4 sind an der Pin 1 zugeordneten Gehäuseseite leicht angeschrägt. Des Weiteren ist Pin 1 am Bauteil durch eine Punktmarkierung gekennzeichnet. Im Symbol des Bestückungsdrucks ist die Pin 1 zugehörige Gehäuseseite durch eine Kerbe gekennzeichnet. Nach den Optokopplern wird die USBBuchse bestückt und verlötet. Bei den Leuchtdioden ist die Polarität durch einen längeren Anschluss an der Anodenseite (+-Zeichen im Bestückungsdruck) gekennzeichnet. Die Anschlüsse der LEDs sind ca. 6 mm hinter dem Gehäuseaustritt polaritätsrichtig abzuwinkeln und danach sind die beiden LEDs mit ca. 6 mm Leiterplattenabstand einzulöten (siehe Platinenfoto). Zur Montage des USB-Moduls an die Innenseite der Gehäuserückwand dienen zwei Metallwinkel, die mit Schrauben M3 x 6 mm, Zahnscheiben und Muttern auf die Platine montiert werden, wie auch auf dem Platinenfoto zu sehen ist. Ein werkseitig bereits mit Stecker vorkonfektioniertes, vierpoliges Flachbandkabel (Abbildung 50) dient zum Anschluss des USB-Moduls an die Basisplatine. Abbildung 51 zeigt im Detail, wie dieses Kabel an die Platine anzuschließen ist. Damit es durch Bewegungen nicht leicht zum Kabelbruch an den Lötstellen kommen kann, sollte eine Sicherung mit Heißkleber entsprechend Abbildung 52 vorgenommen werden.
Bild 50: Vorkonfektioniertes Flachbandkabel
Bild 50: Vorkonfektioniertes Flachbandkabel
Bild 51: Anschluss des Kabels an die Platine
Bild 51: Anschluss des Kabels an die Platine
Bild 52: Sicherung der Lötstellen
Bild 52: Sicherung der Lötstellen
Damit sind nun alle Leiterplatten des ALC 8500 Expert fertig bestückt.

Zusammenbau des ALC 8500 Expert

Bild 53: Konfektionierung der im ALC 8500 Expert verwendeten Anschlussleitungen
Bild 53: Konfektionierung der im ALC 8500 Expert verwendeten Anschlussleitungen
Mit der Bestückung von allen Leiterplatten ist bereits ein Großteil der Arbeiten zum Aufbau des ALC 8500 Expert erledigt. Bevor nun der Einbau der Komponenten in das Gehäuse erfolgt, sind einige vorbereitende Arbeiten vorzunehmen. Dabei beginnen wir mit den verschiedenen Anschlussleitungen, die entsprechend Abbildung 53 herzustellen sind. Die Kabelenden werden entsprechend der vorgegebenen Länge abisoliert, verdrillt und vorverzinnt.
Bild 54: Verlängerung der Temperatursensor- Anschlüsse mit Leitungsabschnitten
Bild 54: Verlängerung der Temperatursensor- Anschlüsse mit Leitungsabschnitten
Weiter geht es mit den beiden Temperatursensoren, an die die fertig konfektionierten Leitungsabschnitte 1 bis 4 anzulöten sind. Nach dem Anlöten erfolgt die Isolation entsprechend Abbildung 54 mit 10 mm langen Schrumpfschlauchabschnitten.
Bild 55: Erforderliche Leitungslängen beim Netztransformator
Bild 55: Erforderliche Leitungslängen beim Netztransformator
Danach sind die Anschlussleitungen des Netztransformators zu konfektionieren. Abbildung 55 zeigt die erforderlichen Leitungslängen. Besonders wichtig sind dabei die Primärleitungen (Blau, Braun), die mit Aderendhülsen zu bestücken sind. Bei diesen Anschlussleitungen werden die Kabelenden auf 8 mm Länge abisoliert und die Endhülsen aufgequetscht. Alle anderen Kabelenden sind auf 4 mm Länge abzuisolieren, zu verdrillen und zu verzinnen.
Bild 56: Befestigung des Temperatursensors am Netztrafo
Bild 56: Befestigung des Temperatursensors am Netztrafo
Wie in Abbildung 56 gezeigt, wird der Temperatursensor des Netztrafos mit einem temperaturbeständigen Klebstoff (z. B. Silikon) am Trafokern angeklebt. Die abgeflachte Sensorseite muss dabei am Kern anliegen. Die Montage des Trafos kann erst erfolgen, wenn der Klebstoff ausreichend getrocknet ist. Das fertig aufgebaute USB-Modul ist mit Schrauben M3 x 5 mm von der Innenseite an die Gehäuserückwand zu schrauben. Im nächsten Arbeitsschritt wird die Frontplatte für den Einbau vorbereitet, wobei zuerst die Sicherheitsbuchsen entsprechend den Abbildungen 57 und 58 fest in die zugehörigen Bohrungen der Frontplatte zu schrauben sind. Danach wird die Frontplatte mit vier TORX-Schrauben (3,0 x 8 mm) am Frontrahmen befestigt.
Bild 57: Montage der Platinen und Buchsen an den Frontrahmen
Bild 57: Montage der Platinen und Buchsen an den Frontrahmen
Bild 58: Einbauposition der Ausgangs-Sicherheitsbuchsen
Bild 58: Einbauposition der Ausgangs-Sicherheitsbuchsen
Es folgt die Befestigung der Displayplatine mit 5 TORX-Schrauben 3,0 x 8 mm und der zusätzlichen LED-Platine mit zwei TORX-Schrauben gleicher Größe, wie in Abbildung 57 ebenfalls zu sehen ist. Der Bedienknopf des Drehimpulsgebers (Inkrementalgeber) ist stramm, bis zum Anschlag, auf die zugehörige Achse zu pressen.
Tabelle 3: Zuordnung der Ausgangskabel und Buchsen zu den Platinenanschlüssen
Tabelle 3: Zuordnung der Ausgangskabel und Buchsen zu den Platinenanschlüssen
Danach werden die vorbereiteten Anschlussleitungen 5 bis 12 entsprechend Tabelle 3 in die zugehörigen Platinenbohrungen gelötet. Das Festsetzen der Leitungen soll dabei unbedingt mit ausreichend Lötzinn erfolgen.
Tabelle 4: Zuordnung der Trafoanschlüsse zur Leiterplatte
Tabelle 4: Zuordnung der Trafoanschlüsse zur Leiterplatte
Die auf die erforderliche Länge gekürzten und vorverzinnten Anschlussleitungen des Netztransformators sind im nächsten Arbeitsschritt in die zugehörigen Bohrungen der Leiterplatte zu löten. Tabelle 4 zeigt die Zuordnung der einzelnen Leitungen des Trafos zu den Platinenanschlusspunkten.
Bild 59: Zusätzliche Sicherung der primärseitigen Netztrafoanschlüsse mit einem Kabelbinder
Bild 59: Zusätzliche Sicherung der primärseitigen Netztrafoanschlüsse mit einem Kabelbinder
Danach werden die Primärleitungen des Netztrafos (Blau, Braun) in die Schraubklemme der Netzplatine geführt und sorgfältig verschraubt. Zur doppelten Sicherung dient ein Kabelbinder, der wie in Abbildung 59 gezeigt zu montieren ist. Nun erfolgt der Einbau der großen Basisplatine, der Netzplatine und des Netztrafos in das Gehäuse-Unterteil. Dazu sind zuerst die Schraubdome 4, 13, 16 und 19 mit Abstandshülsen zu bestücken. Die Basisplatine wird zusammen mit der großen Sektion der Rückwand eingesetzt und mit TORX-Schrauben 3,0 x 6 mm verschraubt.
Bild 60: Verlegung der primärseitigen
Bild 60: Verlegung der primärseitigen
Zur Verschraubung des Netztransformators dienen 4 TORX-Schrauben 4,0 x 10 mm, wobei die Schraubdome 53, 56, 62 und 63 zu verwenden sind. Danach sind zur Befestigung der Netzplatine die mit 2 und 3 bezeichneten Schraubdome ebenfalls mit Abstandshülsen zu bestücken. Zusammen mit der schmalen Sektion der Rückwand wird die Netzplatine eingesetzt und mit 3 TORXSchrauben 3,0 x 12 mm fest verschraubt. Die primärseitigen Trafoleitungen müssen so in die Führungsnute der Gehäuse-Unterhalbschale gedrückt werden, wie in Abbildung 60 zu sehen ist. Die Schubstange des Netztrafos wird mit dem zugehörigen Druckknopf bestückt, auf den Schalter aufgepresst und in die Führungsnut der Gehäuse-Unterhalbschale gelegt.
Bild 61: Zuordnung der Ausgangsbuchsen an den Platinenanschlüssen
Bild 61: Zuordnung der Ausgangsbuchsen an den Platinenanschlüssen
Im nächsten Arbeitsschritt werden dann die Ausgangsleitungen 5 bis 12 an die Sicherheitsbuchsen der Frontplatte angelötet. Dabei ist ein Lötkolben mit großer Lötspitze zu verwenden. Um die Lötzeit kurz zu halten, sollte der Lötkolben möglichst auf eine hohe Temperatur eingestellt sein. Wirkt die Hitze zu lange auf die Buchsen ein, kann es zur Deformierung des Kunststoffes kommen. Abbildung 61 zeigt die Zuordnung der Ausgangsbuchsen zu den Platinenanschlusspunkten.
Bild 62: Anschluss der Frontplatine und Sicherung der Kabel mit Kabelbinder
Bild 62: Anschluss der Frontplatine und Sicherung der Kabel mit Kabelbinder
Die Frontplatine ist in die Führungsnut der Gehäuse-Unterhalbschale einzurasten, und das von der Frontplatine kommende Flachbandkabel wird, wie in Abbildung 62 zu sehen ist, an die Basisplatine angeschlossen. Die Kabel innerhalb des Gerätes werden mit Kabelbinder so zusammengebunden, dass kein heiß werdendes Leistungsbauelement berührt wird. Des Weiteren ist das von der Frontplatine kommende Flachbandkabel so zu sichern, dass der Ferritkern den Lüfter nicht berührt (Abbildung 62).
Bild 63: Anschluss des USB-Moduls an die Basisplatine
Bild 63: Anschluss des USB-Moduls an die Basisplatine
Das vom USB-Modul kommende Flachbandkabel wird an die dafür vorgesehene Stiftleiste der Basisplatine angeschlossen (Abbildung 63). Jetzt bleibt nur noch der Gehäusezusammenbau. Dazu werden die 4 Alu-Gehäuseprofile, gefolgt vom Gehäuseoberteil, aufgesetzt, wobei das Verschrauben mit den 4 zugehörigen Imbusschrauben M4 x 40 mm erfolgt. Nach Aufpressen der Gehäusefüße und der Abdeckkappen ist der praktische Aufbau dieses innovativen Ladegerätes abgeschlossen. Bleibt nur noch der Abgleich der einzelnen Kanäle und Funktionen, der nachfolgend beschrieben wird. Zum Abgleich sind keine Einstellungen innerhalb des Gerätes erforderlich, da sämtliche Abgleichschritte über die Software des Gerätes menügesteuert durchgeführt werden. Des Weiteren sind zum Abgleich nur Standard-Messgeräte erforderlich. Benötigt wird ein stabilisiertes Netzgerät, welches auf 3 V (±0,1 V), 14 V (±0,05 V) und 28 V (±0,1 V) einstellbar ist. Der zur Verfügung stehende Strom sollte mindestens 2 A betragen. Zur Lade-/Entladestrommessung wird ein Multimeter mit 10-A-Messbereich und ein Akku-Pack benötigt. Der Akku-Pack muss aus 2 bis 4 Zellen bestehen und Lade-/Entladeströme von 5 A verkraften können. Detailliert beschrieben wird der Abgleich in der Bauanleitung, die jedem Bausatz beiliegt. Den Abschluss des Artikels bildet im nächsten „ELVjournal“ die Beschreibung der komfortablen Bediensoftware Charge- Professional zur Speicherung von Lade-/Entladekurvenverläufen und zur komfortablen Bedienung des Gerätes.



Netzplatine mit Bestückungsplan
Netzplatine mit Bestückungsplan

USB-Platine mit Bestückungsplan, oben von der Platinenoberseite, unten von der SMD-Seite
USB-Platine mit Bestückungsplan, oben von der Platinenoberseite, unten von der SMD-Seite

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