Paradigma VE Ersatz
Wir heizen unser Haus mit einem älteren 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 für das MES System eingestellt, die Suche nach Alternativen begann. Man kann bei Ersatzteil-Services solche Netzteile kaufen, meist überarbeitete Altgeräte, 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 Gehäuse befestigt. Über Leitungen kommt 230 V AC vom Steckplatz des Originalmoduls und 12 V werden dorthin zurück geführt.
Das läuft jetzt schon ein paar Jahre ordentlich und störungsfrei, aber bei der Wartung des Brenners scheint das Netzteil irgendwie im Weg zu sein, denn der Monteur erwähnt jedesmal bei der Verabschiedung beiläufig, dass er um das Netzteil herum arbeiten musste...
Ich habe das Original damals natürlich 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 längerem Betrieb meist die Elektrolyt-Kondensatoren ausgetrocknet sind. Mit einem Kapazitätsmessgerät habe ich die Kondensatoren nach dem Auslöten überprüft und in der Tat waren mehrere der Elkos defekt, keine Kapazität. Ich ersetzte also alle Elkos mit neuen Typen, und tatsächlich hat das Netzteil danach wieder die gewünschten 12 V von sich gegeben - Leider nur ein paar Sekunden, danach war wieder Schluss.
Plan B war, in das Original-Gehäuse ein neues Schaltnetzteil mit passenden Parametern einzubauen. Entweder auf der entrümpelten Originalplatine aufgesetzt oder auf einer dem Original nachempfundenen, eigenen Platine.
Ich entschied mich für letztere Variante und habe nach mehren Umwegen über andere Programme (weil die Platine eigentlich zu groß für die Freeware Version von EAGLE ist) dann doch EAGLE bemüht, weil ich mich erinnerte, dass die Einschränkung auf 80 x 100 mm nur für die Platzierung von Bauteilen gilt, nicht für den bauteilfreien Rest der Platine.
Die Konstruktion des doch recht filigran zerklüfteten Platienenumrisses in EAGLE war nicht einfach aber machbar.
(Click auf das Bild für größere Darstellung)
An der unteren Kante der Platine sitzen vier Edge Connectoren (Stecker mit Kontaktzungen bestehend aus dem Kupferbelag), vier Leitungen führen zu Schraubverbindern, platziert innerhalb der vorgegebene Grenzen für Bauteile, ab da per Leitung zum Netzteil.
Der graue Klotz symbolisiert das Netzteil, ein ORNO 12 V Open Frame Netzteil 24 W, erhältlich “überall im Netz”, z.B. auch beim großen A. Ebenfalls passen könnte ein ähnlicher Typ von Meanwell mit 25 W, erhältlich z.B. bei Reichelt (Stand 02/2023) oder ebenfalls beim großen A von verschiedenen Händlern.
Aktualisierung
Da das Meanwell Netzteil besser ins Gehäuse passt, habe ich dessen Befestigungslöcher
ebenfalls ins Layout übernommen, genauso Beschriftungen, die angeben, wo welche Leitungen vom Netzteil angeschlossen werden müssen. Danke Ronald für die Hinweise!
Das überarbeitete Layout präsentiert sich so:
(Click auf das Bild für größere Darstellung)
Die Designfiles für die aktualisierte Version V1.1 stelle ich zur Verfügung.
Für dieses Layout hätte ich normalerweise keinen Schaltplan gezeichnet, EAGLE verlangt das aber. Sehr übersichtlich, wie ich meine:
Der von mir vorgesehene Sieb-Elko passt mit der notwendigen Spannungsfestigkeit leider nicht ins Gehäuse, ggf. muss ein kleinerer Typ verwendet werden. Ich gehe also vorerst mal ohne ins Rennen und messe die Restwelligkeit der Spannung im Betrieb...
Für die Sicherung in der Netzzuleitung habe ich die Feinsicherung 20 x 5 mm, 500 mA T aus dem original Netzteil verwendet, der Sicherungshalter besteht aus zwei einzelnen Sicherungs-Haltefedern zum Einlöten.
Die beim Original vorhandene Plastikkappe über der Sicherung habe ich ebenfalls in das neue Netzteil übernommen.
Die Leiter werden per CNC-Fräse freigestellt, die Löcher für die Bauteile und die Befestigung des Netzteils auf der Platine ebenso. Dann noch die Fläche vom Kupfer befreien, wo ggf. weitere Kontakte im Gegenstück der Platine sitzen könnten, dann ging es an den Umriss.
Zur Erzeugung des G-Code für die Fräse 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 Fräserdurchmessers berücksichtigt wird. Wenn also, wie im gegebenen Fall, die Abmessungen der Platine genau einzuhalten sind (damit die Platine im Gehäuse richtig geführt wird und die Kontaktzungen am Platinenrand die Kontakte im Stecker treffen), muss man den Umriss im Milling Layer mit zum Fräserdurchmesser passendem Offset manuell nachzeichnen.
Bei rechteckigen Platinen ist das durchaus machbar, mit ein wenig Konzentration vergisst man auch nicht, eventuell gewünschte Anbindungen gleich beim ersten Mal mit einzuplanen.
Beim gegebenen Projekt erschien mir dieser Weg aber kaum oder zumindest nur sehr aufwändig realisierbar.
Zum Glück gibt es mit GCode-Ripper ein Tool, das aus fertigem G-Code wieder eine DXF-Datei erzeugen kann, die dann mit Estlcam zurück in G-Code mit passendem Fräser-Offset und Anbindungen verwandelt wird.
Die Darstellung zeigt in Blau die Bahn eines 1 mm Fräsers für den Umriss der Platine von der Unterseite, daher erscheint sie gespiegelt gegenüber der Abbildung in EAGLE. Normalerweise verwende ich für den Platinenumriss einen 1,4 mm Fräser, hier muss aber wegen der zwei dünnen Schlitze am unteren Rand der 1 mm Fräser herhalten.
Die Designunterlagen stelle ich zur Verfügung. Neben den EAGLE Dateien gibt es diesmal auch noch den Platinenumriss im DXF Format.
In Natura präsentieren sich die Innereien des VE-Ersatz Netzteils so:
Da die Kontaktzungen beim Original mit Lötzinn überzogen waren, habe ich das für meinen Nachbau übernommen. Schlecht kann das nicht sein, immerhin hat das Original viele Jahre ohne Kontaktprobleme funktioniert :)
Ich habe auf zweiseitiges Layout verzichtet, die Platinenaufnahme hat beidseitige Federkontakte und der gemessene Strom auf der 12 V Leitung beträgt 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 stören 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 läuft mit dem neuen Netzteil.
Besucher seit
25.11.2000