Kategorie: Projekte

Zuerst die Platine fertigen, Layout und Schaltplan sind im zip-File im Anhang. Format: KiCAD

Dann bohren und entschichten/ ggf. verzinnen.

Bestücken:

wie immer, zuerst die SMD-Bauteile, also Keramikondensatoren und Widerstände, einlöten, danach die beiden ICs, die Dioden und die Elkos. Diese sollten, wenn du die Platine so bestücken willst, wie ich, etwa 5mm von der Platine abstehen, da sonst nicht mehr gelötet werden kann.

Danach noch die Brücken (im Board-Layout auf der Unterseite) einlöten, dazu eignen sich am besten die abgeschnittenen Beinchen der vier Dioden.

Jetzt sollte die Platine so weit bestückt sein, dass sie angeschlossen werden kann.

Anschluss:

Wichtig: die Spannungen +12V und -12V sind vom Wert her nicht sehr kritisch, zwischen +-10V und +-15V sollte alles gehen. Nur symmetrisch und brummfrei sollten die Spannungen sein, also idealerweise von einem Linearwandler kommen.

Gleiches gilt für die +48V, die Phantomspannung für das Mikrofon. Sie wird maximal mit 3,4kOhm, also 14mA belastet, normalerweise duetlich unter 10mA. auch hier ist auf brummfreiheit zu achten, schließlich handelt es sich um die Versorgungsspannung für das Mikrofon!

Jetzt nur noch den Audio-Ausgang an einen beliebigen Eingang, z.b. am PC anklemmen und fertig, das Mikrofon liefert Ton!

Viel Spass mit dem Verstärker.

(bald kommt noch ein Spannungswandler nach, der die benötigten Spannungen aus einer Spannungsquelle erzeugt)

Als erstes müssen wir die Abmessungen festlegen. Welchen Höhenunterschied überwindet die Wendel und um wieviel Grad sind die Zufahrten versetzt? Danach richtet sich die Steigung und die Anzahl der Ebenen. Erstere sollte so gering wie möglich gewählt werden, denn in der Kurve steigt der Reibungswiderstand aller Fahrzeuge an.

Wenn das geklärt ist, muss eine Durchfahrtsöffnung erstellt werden. Bei den Abmessungen richtet man sich nach den NEM 102  und 103, http://www.morop.eu/de/normes/index.html
Dabei darf man auf keinen Fall vergessen, die Höhe des Gleises mit einzuberechnen. Bei Märklin C-Gleis ist das z.B. 10mm. In der Mitte der Durchfahrtsöffnung ist eine Vertiefung, in die das Gleis genau hineinpasst, so dass es vor Verrutschen geschützt ist.

Die Öffnung kombiniert man in Inkscape aus verschiedenen Vierecken. Mit Umschalt+Strg+A öffnet man ein Menü, dass es erlaubt, diese aneinander auszurichten. Mit F2 ruft man das Werkzeug auf, um die Ecken auszurunden. Dazu wählt man das Viereck mit der Maus aus und verschiebt die runden Punkte am Rahmen. Die besten Ergebnisse erzielt man, wenn man die Öffnung aus mehr als zwei Vierecken zusammensetzt, so dass man die Ausrundung der oberen und unteren Ecken gesondert bestimmen kann.

Man verschmilzt zwei Objekte, indem man sie auswählt und Strg++ drückt (Steuerung und +). Wenn man Strg+- (Steuerung und -) drückt, wird hingegen das oben liegende Objekt vom unteren abgezogen. Man findet weitere Möglichkeiten im Menü Pfad.

Für die Wendel brauchen wir 12 Pfeiler. Um nicht ständig die gleichen Elemente zeichnen zu müssen, legt man einen Archetypen an, aus dem alle anderen Pfeiler hergeleitet werden. Hier ist ein Beispiel:

Die Datei besteht aus nur drei Objekten, die alle aus verschmolzenen Vierecken bestehen. Rot ist der spätere Pfeiler. Sämtliche Durchfahrtsöffnungen sind exakt übereinander im Abstand der Ebenen angeordnet und zu einem Objekt verschmolzen, das nur einmal plaziert und dann als Ganzes vom roten Objekt abgezogen werden können. Zuletzt benutzt man das grüne Objekt, um die Pfeilerspitze etwas abzurunden.

Der Lasercutter kann die Pfeiler auch gleich beschriften. Das sollte man nutzen, damit später keine Verwechslungen auftreten.

Um das Gleis in die Wendel hineinzuführen, braucht man eine etwas versetzte Zufahrt. Weil das Gleis hier nicht im rechten Winkel durch den Pfeiler führt, muss die Durchfahrtsöffnung unten etwas verbreitert werden. Dies ist der einzige Pfeiler, der nicht beliebig für alle Radien einsetzbar ist.

 

Am oberen Ende hingegen nutzt man eine Brücke, die in den obersten Pfeiler eingehängt wird. Sie besteht aus zwei Längsbalken mit Schlitzen, in die in regelmäßigem Abstand Traversen eingehängt werden. Wer will, kann auch eine Stahlfachwerkbrücke (siehe oben) nachbilden, muss aber darauf achten, dass sie nicht ins Lichtraumprofil der darunterliegenden Strecke ragt.

Nun fehlen nur noch die seitlichen Stützen der Pfeiler. Sie werden wie gehabt aus Vierecken zusammengesetzt, wobei der Fuß so breit sein sollte, dass die Stützen an der Innenseite gerade nicht zusammenstoßen. Dann wird das Ganze gelasert, was bis zu eine Stunde in Anspruch nehmen kann. Der eigentliche Aufbau der Gleiswendel geht dann leicht von der Hand.

Benötigte Kentnisse:

• Platinenfertigung
• SMD-Löten
• ein bisschen Kentniss über USB-Statusmeldungen am PC

Fertigung der Platine:

die Platine wird einseitig geätzt, Layout und Schaltplan sind unter OpenSource erhältlich und hier am Artikel angehängt. (Programm: KiCAD) Alle Löcher mit dem 0,8mm Bohrer bohren, die zwei Brücken aus dünnem, starren Draht fertigen und bereit legen.

Wenn du SPDIF oder HID-Taster haben willst, musst du den Schaltplan und das Layout editieren, so dass die von dir gewünschten Funktionalitäten dabei sind. Für das Datenblatt auf die Ti-Homepage gehen und das Datenblatt saugen (Link in der Beschreibung)

Platine nach dem Ätzen verzinnen, sieht erstens schöner aus und zweitens lässt es sich besser Löten und oxidiert nach dem Löten nicht.

Bestückung:

zuerst den USB-Controller PCM2704C einlöten und dann die restigen SMD-Bauteile. Erst danach die bedrahteten Bauteile verlöten, weil diese die Platine aufbocken und SMD-Auflöten ungleich schwieriger wird. Achtung: die Elkos dürfen nicht falsch herum gepolt werden, weil sie sonst kaputtgehen. Am Schluss die beiden Brücken einsetzen und das USB-Kabel anlöten.

Nach Wunsch eine 3,5mm Klinkenbuchse in die Platine einlöten oder gleich Kabel anlöten, die dann z.b. direkt an einen Verstärker gehen.

Nun sollte die Baugruppe fertig sein und ist bereit zum Test:

Test der Soundkarte:

erst mal mit einem Multimeter messen, ob die Vorsorgungsspannung kurzgeschlossen ist. Das kann die USB-Ports beschädigen. Wenn kein KS vorhanden ist:

Linux:

Terminal aufmachen,

tail -f /var/log/messages

aufmachen (ggf. unter root)

Jetzt den USB Stecker einstecken und die Meldungen beachten. Wenn alles passt, sollte die Soundkarte als „Product: USB AUDIO    DAC“ erkannt werden.

wenn nicht, ist entweder ein Lötfehler vorhanden oder D+ und D- sind vertauscht.

Windows 7:

Karte anschließen, automatische Konfiguration abwarten. (wenn nichts passiert sind ggf. die Datenleitungen vertauscht….) Dann den Mixer aufmachen und schauen, ob der USB DAC erscheint.

Mac:

keine Ahnung.

Müsste jemand mit so einem Gerät austesten. Geht warscheinlich auch automatisch/halbautomatisch.

Der eigentliche Aufwand ist die Erstellung der Laservorlage als Vektorgrafik, z.B. in Inkscape:

• Es müssen Stege verbleiben, damit innenliegende Konturen nicht herausfallen, z.B. das Innere eines O!
• Dazu: Text in einer Stencil-Schriftart, zum Beispiel der frei verfügbaren DIN Schablonierschrift, machen, oder mit dem „Radierer-Werkzeug“ von Hand Stege ergänzen.
• Symbole als Vektorgrafiken (keine Bitmaps!)
• keine Füllungen
• alle Konturen 0,1px dick, bzw. „Haarlinie“ bei Corel Draw

Dann nur noch aus Overheadfolie (im Lab vorhanden) auslasern lassen, fertig ist die Sprühschablone.

Erstellen der Zahnräder in Inkscape:

• Zuerst benötigt ihr das kostenlose Programm Inkscape (http://inkscape.org/?lang=de) und eine Vorlage für den Lasercutter (http://fablab.fau.de/sites/fablab.fau.de/files/tool/lasercutter_cameo_zing_6030/files/inkscape-vorlage_3.svg (Rechtsklick->Ziel speichern unter…)
• Startet das Programm und öffnet die Vorlage
• Nun könnt ihr Zahnräder erstellen unter „Erweiterungen->Rendern->Zahnrad…“)
• Wählt in dem erscheinenden Fenster die gewünschte Zähnezahl, die Kreisteilung (bei mir 10px) und den Flankenwinkel (bei mir 23°) aus und klickt auf „Anwenden“
• Jetzt muss die Außenlinie des Zahnrades dünner gemacht werden, dazu wählt ihr unter „Objekt->Füllung und Kontur“
• Nun erscheint ein neues Fenster. Dort gebt ihr unter dem Reiter „Muster der Kontur“ in das Feld „Width“ einen Wert <= 0,001 inch ein. Der Lasercutter schneidet später alles, was kleiner oder gleich 0,001 inch ist. Jede größere Linie wird graviert.
• Um das Zahnrad auszurichten, kann man entweder die X- und Y-Koordinate in der oberen Bearbeitungsleiste ändern (absolute Ausrichtung) oder unter „Objekt->Ausrichten und Abstände ausgleichen“ eine relative Ausrichtung durchführen
• Löcher können mit Kreisen (Taste F5) hinzugefügt werden. Hier auch die Umstellung der Konturbreite nicht vergessen!
• Wenn man nun noch einen Text eingravieren möchte, schreibt man einfach auf das Zahnrad nach belieben mit dem Texttool.
• Zuletzt muss die Grafik als PDF exportiert werden (siehe Bild unten)

Schneiden/Gravieren mit dem Lasercutter:

• Die PDF-Datei kann nun am Steuerrechner für den Lasercutter in die Freigabe kopiert werden
• Von dort wird die PDF-Datei in CorelDraw importiert und als Druckjob gesendet
• Druckeinstellungen: Acryl 5mm schnell tiefe Gravierung
• Acrylglasplatte einlegen (mit Stützen), Nullpunkt setzen und Laser kalibrieren

Nachbearbeitung:

• Schlieren, die beim Gravieren entstanden sind, mit Spiritus entfernen

(Zahnrad erstellen) – (Als PDF exportieren)

(Lasercutter bei der Arbeit)