Selbstbau - für den Eigengebrauch

Das Fertiggerät, das seit 2014 von einem Ingenieur aus Bayern in Lizenz hergestellt und vertrieben wurde, wird seit Oktober 2020 nicht mehr produziert. Der Verfasser gestattet jedoch jedermann, sich sein automatisches E-Meter selbst zu bauen. Dabei handelt es sich um eine vereinfachte Version ohne Mikrocontroller* und ohne Tonarmzähler*, was den Selbstbau deutlich erleichtert. An der Elektronik der Nadelanzeige hat sich nichts geändert. Es ist nach wie vor ein E-Meter mit einer sehr flinken Nadel, die nicht nachschwingt und sich  nach jeder Anzeige selbständig auf SET zurückstellt.

So könnte das selbstgebaute E-Meter aussehen:

Das Gehäuse stammt aus der Serie “Bopla ALU-TOPLINE”. Es ist in verschiedenen Abmessungen bei Conrad, Völkner, Reichelt, RS-Components usw. erhältlich. Das abgebildete hat einen ebenen Frontplattenbereich von 138 x 150 mm sowie oben und unten ein angegossenes Profil. Die Beschriftung erfolgte hier durch eine bedruckte Folie.

Wer sich die Gestaltung der Frontplatte mit ihren Ausbrüchen, Bohrungen  und Beschriftungen nicht zutraut, kann das bei der Firma https://www.schaeffer-ag.de/ industriell in Auftrag geben. Dort wird ein “Frontplatten-Designer” zum Download angeboten, mit dem man festlegen kann, wie das Produkt aussehen soll. Für diejenigen, denen das zu mühsam ist, stellt der Verfasser auf Wunsch eine fertige Datei zur Verfügung, die auch bereits die eingravierte Beschriftung enthält und die von Schaeffer direkt verwendet werden kann. Sie ist nachfolgend zu sehen. 

An den beiden grünlich angedeuteten Stellen sind unten zwei Gewindebolzen angebracht, an denen das Drehspulinstrument montiert wird.  Die Frontplatte  von Bopla muss wegen ihrer Profile zur Bearbeitung an Schaeffer eingeschickt werden. 

Alternativ lässt sich mit der folgenden Frontplatte das Drehspulinstrument von oben aufsetzen. Durch die vier oberen Löchern wird mittels Senkkopfschrauben von unten die Leiterplatte befestigt. Wenn das Drehspulinstrument aufliegt, sind alle Schrauben verdeckt. Auch diese Datei ist beim Verfasser kostenlos erhältlich.

Für diejenigen, die die Frontplatte selbst bearbeiten wollen, folgt die Skala des Empfindlichkeitsreglers in zwei Varianten. Die Datei lässt sich auf eine selbstklebende Folie drucken. Der elektrische Drehbereich des linearen (5 kOhm) Potenziometers soll 285° betragen. (Der mechanische ist meist etwas größer.) 

Das Gehäuse wird mit einem drehbaren Aufstellbügel versehen, damit sich die Neigung verändern lässt: https://www.buerklin.com/de/Trage--und-Aufstellb%C3%BCgel/p/20H200
Er wird seitlich am Gehäuse so angebracht, dass er im umgeklappten Zustand als Tragegriff für das E-Meter verwendet werden kann.

Diejenigen, die zum Batteriewechsel nicht jedes Mal das Gerät öffnen möchten, verwenden am besten ein Einbaugehäuse für eine 9 Volt-Batterie, siehe Stückliste.  

Zur Technik:

Hier das Gesamtschaltbild mit digitaler TA-Anzeige in hoher Auflösung

Für die Herstellung sind elektronische Kenntnisse erforderlich. Orientieren Sie sich an der technischen Dokumentation des vk1. Nicht alles darin müssen Sie notwendigerweise verstehen. Es vereinfacht aber das Auffinden von Fehlern, wenn beim Zusammenbau etwas falsch gemacht wurde. Sollten Sie zuversichtlich sein, können Sie die Schaltung entweder auf einer Experimentierplatine aufbauen oder eine industriell gefertigte Leiterplatte verwenden. 

https://www.multi-circuit-boards.eu/preise/leiterplatten.html oder http://www.pcb-pool.com sind Firmen, bei denen man die Leiterplatte beziehen kann. Die Daten für das Layout wurden vom Verfasser im SPRINT-Format erstellt und können bei ihm kostenlos als Datei per E-Mail-Anhang bezogen werden. Diese benötigen Sie für Ihre Bestellung beim Hersteller. Für den Bezug der Datei stellen Sie sich beim Verfasser bitte mit Wohnanschrift und Telefonnummer vor, und verwenden Sie dazu die im Impressum angegebene Mailadresse. Wer sich das Bestücken und Verlöten nicht zutraut, oder wem es zu mühsam ist, findet bei Google unter dem Stichwort “Leiterplattenbestückung” zahlreiche Firmen, die das anbieten. Als Prototyp auch einzelne Exemplare. 

Das Drehspulinstrument für die Nadelanzeige ist erhältlich bei der Firma AMS und wird auf Wunsch mit der E-Meter-Skala ausgeliefert.

Die Bezeichnung des Drehspulinstruments lautet:

AB 130 DS 600 µA
Skala 40-teilig, ohne Bezeichnung, 105°
3 Farbfelder, zusätzliche Beschriftung: SET
Skalen-Klischee-Nr. 0.126.1.101

Soll das Gerät zum Auditieren verwendet werden, kann auf eine Anzeige des Tonarms* nicht verzichtet werden. Ohne Mikrocontroller gibt es die Möglichkeit, eine solche Anzeige mit einem digitalen Voltmeter zu realisieren. Erhältlich als Einbaumodul im Elektronikhandel. Unter anderem bei Conrad, Völkner oder Amazon unter der Bezeichnung “Voltcraft 70004”.

Es besitzt eine galvanische Trennung* zwischen Eingang und Versorgungsspannung. Das ist für die hiesige Anwendung unerlässlich. Die Versorgungsspannung beträgt 5 Volt, der Endwert der Anzeige ist 199.9 Millivolt. Bei Messspannungen unter 100 Millivolt wird die vorauseilende 1 unterdrückt. Der Dezimalpunkt wird hier eine Stelle nach rechts versetzt.

Anwendung am E-Meter (Beispiel):

Anleitung: Anschluss-Schema für das Voltcraft 70004

Bei der Realisierung einer Tonarmanzeige wird links an “PC” ein Widerstand von 5 kOhm angeschlossen. Dann wird mit P6 die Anzeige auf 2.00 abgeglichen. Da 5 kOhm im Handel nicht leicht zu erhalten sind, kann man zwei Widerstände zu je 10 kOhm parallel schalten. Wer das Gerät nur für investigative* Zwecke einsetzen will, kann auf die digitale Tonarmanzeige verzichten.   

Wird das Gerät nicht für Solo-Auditing* eingesetzt, entfällt der Solo/Norm-Schalter. In diesem Fall müssen auf der Leiterplatte die beiden (roten) Solobrücken gesetzt werden. 

Zur Erleichterung beim Kauf der Bauteile finden Sie hier die Stückliste.

Wichtiger Tipp: Messen Sie jeden einzelnen Widerstand anhand des Stromlaufplans oder der Stückliste, bevor Sie ihn in die Platine einsetzen und einlöten, noch einmal mit einem Digital-Ohmmeter nach, ob der geforderte Wert stimmt. Das benötigt nur wenig zusätzliche Zeit. Bei einer durchkontaktierten Leiterplatte ist es enorm zeitaufwändig, einen falschen Widerstand wieder auszulöten und das Lötauge vom verbliebenen Lot zu befreien.   

Beim Einlöten der Elkos achten Sie bitte nicht nur auf den richtigen Wert, sondern auch auf die Polarität. Der negative Pol ist regelmäßig am Elko-Gehäuse gekennzeichnet. Auf der Leiterplatte finden Sie dafür ein deutliches Minuszeichen. Bei den bipolaren Kondensatoren C1, C2, C3, C6 und C13 ist nur der auf ihnen aufgedruckte Wert zu prüfen.

Bei jedem der Schaltkreise ist PIn 1 auf der Leiterplatte gekennzeichnet. Das heißt, bei den horizontal angeordneten ICs befindet sich die Kerbe rechts, bei IC1 ist sie oben.

Die Tranistoren T1 und T2 sowie T3 und T4 dürfen nicht vertauscht werden.

Wenn das Gerät komplett zusammengebaut wurde, müssen einige Messungen durchgeführt und die Trimmer P1, P2, P3, P6 und P7 abgeglichen werden. Wie das gemacht wird, können Sie auf der Seite Abgleichanweisungen* detailliert nachlesen. Achten Sie darauf, dass das Gerät am Ende eine Stromaufnahme von ca. 5 mA* hat.

Wenn Sie ein Metallgehäuse verwenden, was wegen der elektromagnetischen Verträglichkeit sehr empfohlen wird, dann achten Sie darauf, dass die Masse der Schaltung nur  an einem Punkt elektrisch mit dem Gehäuse verbunden wird. Andernfalls besteht die Gefahr der Bildung einer Brumm- bzw. Erdschleife. Das könnte sich nachteilig auf den analog arbeitenden Nadelverstärker auswirken. Die Leiterplatte mit ihren vier Löchern für die Befestigungsschrauben trägt diesem Sachverhalt Rechnung.

Fragen zum Zusammenbau werden vom Verfasser aus Zeitgründen nur einmal pro Fragesteller beantwortet. Voraussetzung ist, dass Sie sich vorstellen oder bereits beim Bezug des Layouts vorgestellt haben. Eine solche Anfrage darf mehrere Sachverhalte beinhalten.

Der urheberrechtliche Schutz des Stromlaufplans wird nur für solche Fälle aufgehoben, bei denen das Gerät für den Eigengebrauch genutzt werden soll. Es ist untersagt, das Gerät mehrfach herzustellen und/oder es an Dritte zu verkaufen.
 

Bedienungsanleitung für das vk1 (Selbstbau)

E-Meter Dosen (mit Bezugsquelle)

Unterschiede zu anderen E-Metern

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