Selbstbau - für den Eigengebrauch

Der Verfasser gestattet 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. Die Elektronik der Nadelanzeige ist identisch mit der des Fertiggeräts. Es handelt sich also um ein E-Meter mit einer sehr flinken Nadel, die nicht nachschwingt und sich  nach jeder Anzeige automatisch auf SET zurückstellt.

         Der Prototyp eines E-Meters im Selbstbauformat mit versenktem Instrument:

Das Gehäuse stammt aus der Serie “Bopla ALU-TOPLINE” mit der Nr.: ATPH 1850-150. Es ist bei Conrad, Reichelt, Völkner, 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. Das Gerät wurde bereits vor längerer Zeit als Einzelstück produziert. Der versenkte Einbau des Drehspulinstruments ist mechanisch aufwändig und wird deshalb vom Verfasser für den Selbstbau nicht unterstützt. Bei seinem nachfolgenden Entwurf wird das Instrument von oben aufgesetzt. Wie das aussieht, zeigt das nächste Foto.   

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 kostenlos zur Verfügung. Sie enthält bereits die eingravierte Beschriftung und kann von Schaeffer direkt verwendet werden. Normalerweise nutzt Schaeffer eigene Bleche. Da die Frontplatte von Bopla Endprofile besitzt, muss sie zur Bearbeitung an Schaeffer eingeschickt werden. Siehe nachfolgend “Frontplatte bestellen”.

Für diejenigen, die die Frontplatte selbst herstellen möchten, nachfolgend der Entwurf mit den Maßen der Bohrungen und des Ausbruchs für das Display.    

Durch die vier oberen Löcher wird mittels Senkkopfschrauben mit etwas Abstand von unten die Leiterplatte befestigt. Der zweifache Kreis kennzeichnet die Vertiefungen für den Senkkopf. Die beiden Bohrungen im Abstand von 117 mm dienen der Montage des Drehspulinstruments. Wenn es aufliegt, sind alle Schrauben verdeckt.

Frontplatte bestellen:
1.
Beim Verfasser unter der im
Impressum angegebenen E-Mail-Adresse zunächst die Gestaltungsdatei im Format *.fpd anfordern. Sie erhalten sie kostenlos per E-Mail-Anhang. Stellen Sie sich dazu bitte namentlich vor.
2. Laden Sie bei Schaeffer unentgeltlich den “Frontplattendesigner” herunter.
                  
https://www.schaeffer-ag.de/frontplatten-designer#download
3. Starten Sie “Frontdesign.exe”, klicken Sie auf den Reiter “Datei” und öffnen Sie die vom Verfasser übersandte Datei. Die Frontplatte erscheint nun (ohne die Maßangaben) als kompletter Entwurf auf Ihrem Monitor. Sie lässt sich bei Bedarf noch beliebig verändern.
4. Indem Sie auf “Bestellen” klicken, starten Sie den Bestellvorgang. Der Preis beläuft sich auf ca. 50 Euro.

Da die Bopla-Frontplatte wegen ihrer angegossenen Profile eingeschickt werden muss, ist bei der zugesandten fpd-Datei bereits das Häkchen für “Kundenmaterial” gesetzt. Nach Abschluss der Bestellung erhalten Sie von Schaeffer per E-Mail eine Referenznummer. Diese fügen Sie der Bopla-Platte bei und übersenden sie zur Bearbeitung an die Firma

Schaeffer AG
Kundenmaterial
Nahmitzer Damm 32
D-12277 Berlin
Tel.: 030-8058695-0

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. Sie ist nur benutzbar, wenn der elektrische Drehbereich des linearen (5 kOhm) Potenziometers 285° beträgt. Ist das nicht gewährleistet, kann auf die Skala prinzipiell ganz verzichtet werden, weil die Empfindlichkeit vom Auditor ohnehin empirisch eingestellt wird. Siehe Bedienungsanleitung, “Einstellung der Empfindlichkeit”.

Mit einem Bildbearbeitungsprogramm kann die Größe wie nötig anders skaliert werden.

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. Montage wie beim
vk1-50.

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

Hier ein Beispiel:

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 DokumentationNicht 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 Norm/Solo-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 den Dioden* befindet sich der Ring auf der Seite der Kathode. (Siehe dort.)

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. Ihre Umrisse sind auf der Leiterplatte aufgedruckt.

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. Die Klinkenbuchse für die Dosenkabel darf mit dem Metallgehäuse elektrisch nicht verbunden sein. Es ist ggf. eine isolierte Variante zu wählen. 

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 oder der Frontplattendatei 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

Geräte anderer Hersteller