Der Stelltrafo von 0 - 250V / 2A 500W
Der sog. Ringkern-Sparstelltransformator von der Thalheimer Transformatorenwerke GmbH, Modell ESS 102, liefert mir Wechselspannungen von 1V~ bis 250V~, mit einer maximalen Stromstärke von 2,1A~. Dieser Stelltrafo ist für 500VA ausgelegt. Damit die Achse des Stelltrafos nicht übermäßig weit hinausragt ist er mit 4 Distanzmuffen mit einer Länge von 10 mm angeschraubt. Zusätzlich steht er auf der Bodenplatte, denn er ist recht schwer.
Wegen des starken Magnetfeldes, das den Stelltrafo umgibt, sind keine CMOS-Teile verbaut.
Der Stromlaufplan: Die Schirmung der Steuerleitungen LIYCY X x 0,25 mm² zu den einzelnen Niedervolt-Bauelementen sind einseitig mit Masse verbunden. Die beiden OpAmp's MC1458 werden als nichtinvertierende Spannungsfolger mit V = 1 (V=1+Rg/Re; Rg=0Ω) betrieben. Abgesehen von der gewünschten Impulsform von +1I0 (Komparator) zu +1I-1 (OpAmp) werden die Eingangswiderstände der OpAmp's sehr hochohmig. Die Schleifenverstärkung wird gleich der Leerlaufverstärkung. Das zur Folge hat, dass die Ausgangsimpedanzen der OpAmp's sehr niederohmig werden.
*weiterer Text zur Beschreibung des Stromlaufplans siehe unten
Der Platinenentwurf: Die erforderlichen Bauteile verteilen sich auf zwei kupferbeschichtete Platinen. Jede hat die Größe von 100 x 160 mm. Sie sind mit 35µm Kupfer beschichtet.
Der Einschaltstrombegrenzer: Zwei interne Dioden im analogen Meßgerät sorgen dafür, dass das Voltmeter auch für Wechselstrom nutzbar ist. Die Schwellenspannungen an den Dioden werden daher mit einer negativen Hilfsspannung weitestgehend unterdrückt. Da diese Hilfsspannung lediglich von einem ohmschen Widerstand von 150Ω erzeugt wird, machen sich kleine Spannungsänderungen der Eingangsspannung sofort bemerkbar. Deshalb reagiert die Einschaltstrombegrenzerschaltung auch erst ab etwa 5V~. Dazu wird ein Vorwiderstand von 1kΩ/ 50W mit einem Relaiskontakt k kurzgeschlossen.
Das Voltmeter: Der Spannungsabfall an einem ohmschen Widerstand von 150Ω ist gerade so gross, dass die Schwellenspannungen der zwei internen Dioden im analogen Meßgerät ausgeglichen werden können. Das ist meine Hilfsspannung für das Voltmeter. Da der einstellbare Spannungsbereich von 0V~ bis 250V~ reicht, ist er in drei Bereiche aufgeteilt, nämlich 3V~, 30V~ und 300V~ (obwohl der Stelltrafo im Leerlauf nur bis 270V~ geht). Mit einem Drehschalter können die 3 Spannungsbereiche eingestellt werden.
*weiterer Text zur Beschreibung des Voltmeters siehe unten
Das Gerät
Das Blockschaltbild
Der Stromlaufplan
Der Platinenentwurf
Der Stromlaufplan Einschaltstrombegrenzer
Der Stromlaufplan Voltmeter
Innenansicht des Stelltrafos
Frontansicht
Die Neonglimmlämpchen für die Phaseprüfung
grün - Netzstecker richtig gesteckt
orange - Netzstecker falsch gesteckt
*weiterer Text zur Beschreibung des Stromlaufplans:
Die Basis-Emitterstrecken der Transistoren erlauben nur eine angelegte Sperrspannung von max. 5V. Darum liegen die Eingangsspannungen an den OpAmp's mittels Spannungsteiler an den Kondensatoren bei etwa +/-3V. Damit werden die Gleichtaktspannungen bei den OpAmp's, die evtl. auch nur max. 5V betragen dürfen, ebenfalls auf +/-3V begrenzt. Schaltdioden an den jeweiligen Basen der Schalttransistoren können damit entfallen.
Die Eingangswiderstände an den invertierenden Eingängen an den OAmp's MC1458 müssen mind. 590Ω betragen (gewählt wurden 1kΩ), damit die Ausgangsspannungen gegen 0V streben.
*weiterer Text zur Beschreibung des Voltmeters:
Leuchtdioden zeigen an, ob man sich nun innerhalb (grün) oder ausserhalb (rot) der jeweiligen Spannungsbereiche befindet. Außerdem wird mit einem der beiden bistabilen Relais A und B jeweils das Voltmeter ausgeschaltet, sobald man sich außerhalb des eingestellten Spannungsbereiches befindet,