Richi´s Lab

 

Das perfekte Kofferradio

Die Entwicklung der Jukebox 3 liegt bereits längere Zeit brach, die Anforderungen an einen mobilen Klangwandler haben sich grundlegend geändert und das Wissen hat sich vermehrt. Aus diesen Rahmenbedingungen entsteht die Idee eines neuen Projekts, das sich auch über den Namen "Kofferradio" von den Jukebox-Projekten absetzen soll.

Der akustische Schwerpunkt liegt bei diesem Projekt auf dem Klang, nicht auf der Lautstärke. Das Gehäuse darf sich dabei aber nicht zu sehr vergrößern.
Außerdem sollte eine hohe Laufzeit und ein Laden über einen weiten Eingangsspannungsbereich möglich sein.

 

Die Konstruktion des Gehäuses erfolgt über die Freeware Freecad.

Als Lautsprecher soll ein Monacor SPH-30X/8 dienen. Trotz des kleinen Gehäuses sollte dieser einen einigermaßen guten Klang mit einem guten Wirkungsgrad kombinieren.

 

Die Komplexität der Energieversorgung erzwingt eine vierlagige Platine.

Die Ladeschaltung ist um den Schaltregler LTC4020 herum aufgebaut. Dieser IC kann das Radio versorgen und gleichzeitig die Ladefunktion übernehmen. Es soll später möglich sein mit einem Netzteil an einer Lemo-Buchse oder über zwei Polklemmen zu laden. Den Verpolschutz realisiert ein spezieller IC (LM5050). Der Eingangsspannungsbereich beträgt 5V bis 55V. Die Ausgangsleistung soll maximal 63W betragen. Die Auswahl der MOSFETs ist ein kritischer Punkt für den Wirkungsgrad des Schaltreglers. Während die Gatekapazität möglichst gering sein sollte, muss gleichzeitig der Widerstand der Drain-Source-Strecke möglichst klein sein. Die Auslegung soll schließlich einen theoretischen Wirkungsgrad von mehr als 94% bei einer Leistung von 60W ermöglichen. Über einen Kodierschalter am Eingang kann eine Strombegrenzung bis zu 7A eingestellt werden, um die Energiequelle nicht zu überlasten. Der Hauptrechner kann die Regelung auf eine konstante Eingangsspannung einstellen. Ein großzügiger Filter soll Störungen des Radioempfangs und des Audiosignals unterbinden.

Ein spezieller Teil ist die 5V-Versorgung des Schaltreglers. Diese enthält eine Umschaltung, so dass sich der darin enthaltene Linearregler immer aus dem niedrigeren Potential versorgt: entweder aus dem Eingangspotential oder aus dem Batteriepotential. Das stellt sich als gar nicht so trivial heraus.
 Eine Armada an Leuchtdioden soll bei bei Bedarf den aktuellen Zustand der Energieversorgung aufzeigen.

 

Eine speziell angefertigte Frontplatte lässt den Aufbau später gut aussehen, sorgt für Stabilität und unterstützt die Entwärmung.

 

Im Gegensatz zur Jukebox 3 erfolgt der Auftrag der Lotpaste mit einer Pastenschablone. Darin enthalten sind allerdings nur die Komponenten, die sich anders nicht löten lassen.

Das Auftragen der Paste lässt sich einfach realisieren, indem man die Platine mit Lochrasterplatinen und Klebeband fixiert. Ist die Schablone ausgerichtet, fixiert man diese ebenfalls mit Klebeband an einer Kante. Nach dem Auftragen der Lotpaste kann man die Schablone nach oben abheben.
Die Verteilung der Lötpaste ist nicht perfekt. Während beim 5V-Regler etwas zuviel Paste zurück bleibt, konnte sich beim Schaltregler nicht die vollständige Menge Lötzinn aus den engen Aussparungen der Schablone lösen.

 

Das Löten selbst übernimmt ein T962-Reflowofen.

 

Das Reflowlöten funktioniert soweit ganz gut. Am 5V-Regler befinden sich einige Lötbrücken, die sich mit der Entlötsauglitze entfernen lassen. Beim Schaltregler sind alle Pins mit den Pads der Platine verbunden.

 

Es handelt sich um überraschend viele Bauteile. Die Bestückung nahm entsprechend viel Zeit in Anspruch.

Die vollständige Funktion lies sich noch nicht nachweisen. Die Umschaltung des 5V-Reglers macht Probleme, was nach einigen Reparaturversuchen zur Zerstörung des Schaltregler-ICs durch eine Überspannung führte.

 

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