12.07.2009, 23:28 Uhr
  Doomgiver
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Hallo,
ich wollte hier mal eine kleine Anleitung geben, wie man sich selbst als ungeübter Löter relativ schnell (und vor allem billig!) ein 5V-BEC bauen kann. Praktisch z. B. für die Versorgung eines IR-Moduls im Turm, wo kein eigener Regler diese Aufgabe übernehmen kann. An dieser Stelle sei schon mal darauf hingewiesen, dass waschechte Elektroniker vermutlich nur verächtlich mit den Schultern zucken werden. Aber für die ist dieses Turorial auch nicht gedacht.
1. Benötigte Teile
Hier einmal von links nach Rechts: Ein Stück Streifenrasterplatine, eine 3-polige Schraubklemme, eine Diode, zwei Kondensatoren und einen Festspannungsregler. Der Widerstand und die LED sind eher Komfortteile und nicht zwingend notwendig.
Beim Spannungswandler gibt es viele Ausführungen, hier mal drei Beispiele.
- 7805 (1A, billig, schlechter Wirkungsgrad, mit min. delta-U von 2,5 für 7,2V-Racingspacks ungeeignet)
- LM2940 (1A, etwas teurer als 7805, Low-Drop-Spannungsregler mit delta-U von nur 0,5-1V)
- L4940 (1,5A, ansonsten wie LM2940)
Ich persönlich verwende für meine Modelle eigentlich immer den L4940. Für den Empfänger, etwas Licht sowie ein paar Standard-Servos, etc. langt der allemal. Alle Wandler kosten unter 1 Euro, stärkere Varianten sind ebenfalls verfügbar, ebenso für andere Spannungen.
Die Kondensatoren sind eine Sache für sich. Prinzipiell braucht man sie nicht, die Regler arbeiten auch ohne. Ich verbaue sie dennoch, da sie als Puffer dienen (wichtig für kleine Regler, wie z. B. die Thor-Reihe von CTI!), und verhindern, dass der Regler anfängt zu schwingen. Die angegebenen Werte in den Datenblättern sind Minimalwerte, die auch notfalls deutlich größer genommen werden. Als Beispiel sei der LM317 genannt, der für den Kondensator am Ausgang Werte zwischen 1 bis 1000 µF zuläßt. Größer als 22µF macht allerdings selten Sinn, besonders für unseren Anwendungsbereich.
Lediglich bei der Polung muss man aufpassen: Tantal- und Elkos sind polungsabhängig, Vielschicht-Keramikkondesatoren ist das egal. Die sind für uns somit erste Wahl, da wir sie ebenfalls zum entstören der Motoren verwenden.
Die Diode wird in den Datenblättern nicht explizit aufgeführt (zumindest nicht am Anfang), hat aber durchaus ihren Sinn. Sie wird in Sperrrichtung zwischen Akku-Plus und der Ausgangsspannung (nicht Ground!) gelötet und hat nur einen Zweck: Im Augenblick des Ausschaltens sind die Kondesatoren auf der Regelseite noch voller Strom und halten ihre Spannung, während auf der Akkuseite die Spannung auf Null gefallen ist. Somit würde der Strom voll durch den Regler zurückschlagen, was normalerweise mit dessen Ableben endet. Durch die Diode kann der Strom praktisch um den Regler herumfließen, dem Akku tut das nichts. Normalerweise haben die Regler eine entsprechende Diode bereits eingebaut. Wer sicher gehen will, lötet trotzdem eine ein. 2 Cent, die einen besser schlafen lassen. Theoretisch genügt eine 1N4001, für Modelle mit sehr großer Spannung auch eine 1N4002. Wer keine Lust auf Teilevielfalt hat, der nimmt eine gleichteure 1N4007 und hat Ruhe im Karton.
2. Der Aufbau
Angefangen wird mit der Schraubklemme. Hiermit kann man sehr komfortabel mehrere Kabel auch mit unterschiedlichen Querschnitten anschließen und auch wieder rausnehmen. Schön die Diode zu sehen. Der Strich muss in Richtung Akku-Plus zeigen.
Für dieses Layout ist es notwendig, die äußeren Beinchen des Reglers etwas wegzubiegen. Dabei das Beinchen nicht direkt am Gehäuse abknicken, sondern etwas darunter. Ansonsten kann es Schäden am Gehäuse geben.
Und hier fertig aufgebaut.
Belegung ist folgende (Blickrichtung Schraubklemme vorne, Regler hinten): Links Akku-Plus, Mitte Ground, Rechts 5V-Plus. Die beiden Kondensatoren bekommt man in das gleiche Loch, wenn man es vorgher mit einem 1,2mm-Bohrer etwas aufbohrt. Die LED zeigt an, ob der Regler korrekt arbeitet. Hier machen wir uns eine der beiden freien Kupferbahnen zunutze, die zwischen den Schraubklemmen übrig geblieben sind. Zunächst wird die LED von der 5V-Plus auf die freie Bahn gelötet, anschließend ein entsprechender Widerstand von der gleichen freien Bahn auf die mittlere Bahn (Masse). Neben der rein optischen Funktionskontrollle erfüllt die LED auch den ZWeck einen kleinen Striom fließen zu lassen, den viele Regler brauchen, um korrekt arbeiten zu können. Im späteren Betrieb unerheblich (da besorgt das der Empfänger) ist es beim Testaufbau doch ganz hilfreich, wenn noch keine weiteren Verbaucher angeschlossen sind.
3. Der Abschluß
Zum Schluß kann man noch zwei kleine Löcher bohren, durch die das Modul später angeschraubt werden kann. WICHTIG: Maximal mit 2,3mm aufbohren. Mit diesem Durchmsser wird die Bahn sicher druchtrennt, ohne jedoch die Nachbarbahn zu verletzen. Ggf. noch letzte Kupferfetzen vorsichtig abzupfen. Das sorgt dafür, dass die Schraube später keinen Kontakt zu stromführenden Teilen bekommt. Wer sich jetzt noch etwas Gutes tun will, bemalt die Anschluße entsprechend. Wer starke Regler (>3A) einsetzt, kann auch noch sehr komfortabel ein Kühlblech anschrauben. Hier nur darauf achten, dass die Schraubfläche oftmals stromführend ist. Kontakt mit Metallteilen oder Elektronik ist also zu vermeiden!
So, und das war es auch schon. Hier sei noch mal darauf hingewiesen, dass dies nur eine(!) Bauartmöglichkeit darstellt, und sicher nicht das Non-Plus-Ultra ist. Früher oder später wird jeder seine persönlichen "Lieblingsregler" finden, gleiches gilt für die Kondensatoren oder die Anschlüsse (Schraubklemme/Kabel anlöten/Pfostenstecker/Servostecker).
Wenn dem Einem oder Anderem hiermit aber dennoch geholfen ist, dann hat der Beitrag ja sein Ziel erfüllt. 
Heiko
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Tutorial: BEC im Eigenbau
