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V1.1 |
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Vorwort zum Aufbau Im eigenem Interesse werden die Selbstbauer gebeten, die Bauanleitung vor Beginn intensiv durchzulesen und dann weitgehend danach vorzugehen. Der Aufbau ist keine schnelle Sache.
Man sollte sich in Ruhe damit beschäftigen und nicht mal
schnell versuchen alles zusammenzuzimmern. Als Aufbauzeit müssen
mindesten 8 Stunden angesetzt werden. Der Autor empfiehlt, alle Schaltpläne, Bestückungsaufdrucke und die Materialliste auszudrucken und alles zu markieren bzw. abzustreichen was bestückt ist. Bei der Bestückung der SMD Bauteile empfiehlt es sich immer erst einen Pad auf der Platine zu verzinnen, dann das Bauteil dort an diesem Pin anlöten, zu justieren, dann erste den Rest anlöten. Diese Baubeschreibung hat Vorrang vor dem Bestückungsplan !! Die Bilder diese Baubeschreibung sind mit Platinen ohne Lötstoplack aufgenommen. Die vorliegenden Platinen haben eine Lötstoplack und einen Bestückungsaufdruck oben. Dies ist der einzige Unterschied , sonst sind sie so gut wie gleich. In der WWW-Version des Bauanleitung sind die Bilder der Hyperlinks klein und mit erheblich verringerter Auflösung. Die Originalbilder die ca 1,6 MB pro Bild umfassen, sind wegen der Ladezeiten nur auf der CD-Version verfügbar. Jetzt geht's los!
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Gehäuse: Das Gehäuse muss für die Aufnahme der Elektronik vorbereitet werden. Nicht benötigt werden die Plastikfrontplatte und die metallenen Batterieeinsätze. Der Batteriefachdeckel wird nicht zum Öffnen gebraucht und muss deshalb später eingeklebt werden. Das Gehäuse in die drei Teile zerlegen und zunächst den Batteriefachschieber bearbeiten. Die innere Schiebekante muss mit einer scharfen Klinge abgetrennt werden. Als nächstes müssen im Deckel die 4 Befestigungsbolzen mit einem scharfen Seitenschneider abgeschnitten werden. Ebenso der breite Begrenzungssteg. Den Steg aber nicht auf einmal abschneiden, damit die Oberfläche auf der Rückseite nicht beschädigt wird. Mit einer Tapeziermesserklinge muss alles plan geschnitten werden. Dabei aber aufpassen, dass das Gehäuse sonst nicht beschädigt wird. Gleiches muss bei der unteren Gehäuseschale durchgeführt werden. Die Begrenzungsnase abzwicken und plan schneiden. Die Aufnahmen der nicht benötigten Batteriekontakte müssen entfernt werden. Weiter ist ein kleines Stück der Plastikanspritzung der äußeren Befestigungsschrauben mit der Klinge abzuschneiden (links und rechts), damit der LI-Ionen Akku wirklich plan aufliegt. Es darf kein halber Millimeter verschenkt werden. Es muss überprüft werden, ob der Akku wirklich gut passt. Zum Einkleben des Batteriefachdeckels werden die Kanten leicht mit Sekundenkleber (oder anderem geeignetem Kunststoffkleber) bestrichen und anschließende schnell auf das Gehäuse geschoben. Sekundenkleber beschädigt die Oberfläche des Gehäuses. Deshalb austretenden Kleber nicht abwischen, sondern nach Austrocknung mit Tapeziermesserklinge abschneiden. Bei schwarzen Gehäusen ist es besonders wichtig, da der Sekundenkleber beim Trocknen weiß wird. Damit ist die Bearbeitung des Gehäuses abgeschlossen. Es eindringlich darauf hingewiesen, dass beim Hantieren mit Tapezierklingen höchste Vorsicht geboten ist. Sehr schnell ist man abgerutscht. Dann kann es ganz böse Verletzungen geben. Die Klinge ist schneller als man denkt. Bitte also vorsichtig arbeiten und den Weg der Klinge für den Fall des Abrutschens schon vor dem Arbeiten berücksichtigen !!!
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Bestückung der kleineren Platine: Vorbereitung: Die Platinen an den Fräskanten trennen und die Stege komplett abfeilen. Platine anpassen für die Infoportbuchse. (Dies ist bei den mit Lötstoplack versehenen Platinenversionen nicht mehr nötig!) Die runden Fräskanten der Ecken vorsichtig gerade feilen. Buchse mittig einsetzen (ohne zu löten) und sehen ob Platinenvorderkante bündig mit Lötfahnen des Buchsengehäuses ist. Buchsenbeschriftung T muss nach unten zeigen. Bauteile oben TIM auflöten. Man kann dabei nichts falsch machen, da die Pins eindeutig zur Platine zugeordnet werden können. Erst überkreuz je einen Pin anlöten und sehen ob der TIM plan aufliegt und ob die Lötpads mittig sitzen. Ggf. noch korrigieren. Dann die restliche Lötungen tätigen. Die Lötungen kontrollieren. R21 und IC7 bestücken. Kontrollieren ob richtige Bauteile verwendet werden. Lötung kontrollieren. Infoportbuchse einlöten. Wenn möglich irgendwie einspannen. Die Buchse muss plan und mittig auf den Lötpads sitzen und die Platinenvorderkante bündig mit den Lötfahnen des Buchsengehäuses sein. Buchsenbeschriftung T muss nach unten zeigen. Mit wenig Zinn löten. Es empfiehlt sich erst die vorderen Masselötfahnen zum Ausrichten festzulöten. Erste wenn die Buchse 100%-tig passt, weiterlöten. Mit Durchgangsprüfer auf Kurzschluss der Pins untereinander und gegen GND prüfen. Auch die Lötverbindung prüfen. Dazu die jeweilige Leitung zur nächsten Durchkontaktierung verfolgen und von dort die Verbindung direkt zum Steckerkontakt auf Durchgang prüfen. Bravo, damit ist dann die erste Prüfung bestanden. TK1 Relais einbauen. Strich auf dem Gehäuse muss zum TIM zeigen. Darauf achten, dass Relais plan aufliegt. Überstehende Beinchen unten abschneiden. Lötungen kontrollieren. SV3,PAD1,PAD2,PAD3,PAD4,PAD5,PAD7,PAD12 und SV3 noch nicht bestücken. JP1 ist der Schalter. Dieser wird entgegen des Bestückungsplanes von unten eingelötet. Siehe später! Bauteile unten R14 einlöten R5 und R9 noch nicht bestücken D12 und D100 einlöten. Auf Polung achten. Alles auf Kurzschluss prüfen. Die Halterung für die Litium-Batterie (nicht Li-Ionen Akku) B1 wird ohne Anschlusskontakte stumpf eingelötet. Dazu die Anschlusskontakte glatt abschneiden. Eventuellen Kragen planfeilen. Die Batteriehalterung muss absolut plan aufsitzen. Die Öffnung muss nach außen zur schmalen Platinenseite zeigen. Beim Löten die Platine nicht zu heiß werden lassen, damit der TIM auf der anderen Seite nicht zu warm wird. Beim Miniaturschiebeschalter die Anschlussstifte scharf am Gehäuse um 90 Grad abbiegen. Zuerst den mittleren Anschluss von unten gerade einlöten . Den Schalter nach vorne ziehen. Er muss über die gesamte Breite auf der Platine aufsitzen (ganz kleiner Spalt akzeptabel) und horizontal zur Platine liegen. Die Pins auf der Oberseite abzwicken. Ggf. zuviel Zinn absaugen. Prüfen ob Schalter korrekt arbeitet. Diode D10 und Sicherung F3 einlöten. Beide müssen auf der Platine aufsitzen. Die Drähte der Sicherung gerade lassen und nicht biegen. Dies erleichtert das Auslöten bei durchgebrannter Sicherung. Drähte auf der Oberseite abzwicken. Jetzt kann schon geprüft werden, ob die untere Platine zusammen mit dem Akku und der Frontplatte in die Gehäuseunterschale passt. Dazu den Akkumulator ins Gehäuse einlegen. Die Frontplatte über den Schalter und die Infoportbuchse schieben und alles ins Gehäuse einsetzten. Sollte es Probleme geben, ist zunächst die Frontplatte entsprechend zu bearbeiten, sodass der Schalter durch den Schlitz passt. Möglicherweise kann noch an der Gehäuserückseite etwas begradigt werden, sodaß der Akku ganz nach hinten rutscht. Wenn das nicht reicht, ist die Platine akkuseitig abzufeilen.
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Bestückung der großen Platine: Die größere Platine braucht nicht bearbeitet und kann gleich bestückt werden. Oberseite Zuerst alle Widerstände (bis auf R16 und R22 nicht bestücken) und die Keramik- kondensatoren bestücken. Alles muss plan auf der Platine aufliegen. Jetzt die Tantalkondensatoren einlöten. Auf Polarität achten. Plan aufliegen lassen. Nun die Dioden einlöten. Auch hier auf Polarität achten. Die
IC's einlöten. Sie sollten plan aufsitzen. Auf richtige
Polarität achten. Bei IC9 fehlt einer der mittleren Pins. IC5 ist ein MAX3223 und nicht wie in manchem Schaltplan steht ein MAX3232. Hier kann man schon mal üben für das später folgende Highlight der Löttechnik. Mit dünnstem Lötzinn löten. Pins auf Kurzschluss testen. IC12 ist ein NC7S00 (NAND Gatter) und kein OR-Gatter wie aus dem Schaltplan zu sehen ist. Die Herausforderung ist natürlich
IC6. Vor dem Löten erst mal tief Luft holen. Mit dünnstem
Zinn arbeiten. Sehr spitze Lötspitz benutzen . Bravo, damit ist die zweite Prüfung bestanden. JP4 und SV100 und werden überhaupt nicht bestückt. Die Multifuse F1 wird später eingelötet. Unterseite Die Dioden D11 und D9 einlöten. Ganz auf der Platine aufsitzen lassen. Die Spule L2 auflöten, auch ganz aufsitzen lassen. Die Tantal Kondensatoren CT4, CT5 und
CT3 einlöten. Ganz aufsitzen lassen. Die beiden LEDs D2 und D8 noch nicht einlöten. PDA10, PDA13, PDA11, PDA8, PDA9, PDA6 noch nicht einlöten. LSP1 und LSP2 sind später zum Anlöten des Li-Ionen Akkus nötig. Damit sind die Platinen zunächst mal bestückt und können nun für das Zusammenstecken vorbereitet werden.
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Verbindung beider Platinen: Die Verbindung der beiden Platinen ist mit etwas unkonventionellen Mitteln realisiert da keine passenden Steckverbinder aufzutreiben waren. Zur Verwendung als Steckverbinder kommen gewöhnliche Kontaktstreifen von IC-Fassungen auf der einen Seite und lange runde Einzelstifte auf der anderen Seite. Die Kontakte der Kontaktstreifen dürfen nach dem Einlöten nicht höher als 4 mm sein. Der gesamte Abstand (lichte Weite) muss ca. 4,6 mm betragen. Danach ist die Frontplatte gefräst. Es hat sich bewährt mit einer Lehre zu arbeiten. Das kann auch der Schaft eines 4,6 mm Bohrers sein. Die kleine Platine auf der der TIM sitzt, wird mit den Kontaktstreifen bestückt. Den 2*8 polige Streifen, die zwei 1*2 und zwei 1*1 Kontakte von der TIM Seite aus in die Platine stecken. Eine Pertinaxplatte oder eine andere steife und plane Platte darüber legen und alles umdrehen. Nun zeigen die Lötstifte nach oben und können gelötet werden. Dazu aber erst nur zwei Kontakte des 2*8 Streifens überkreuz verlöten. Bei den zwei 1*2 je nur einen Pin und die zwei einzelnen Pins verlöten. Jetzt kann die Platine ohne Pertinaxplatte (o.ä.) angehoben werden. Überprüfen, ob alle Kontakte komplett auf der Platine aufsitzen und senkrecht stehen. Mit Schieblehre nachmessen ob 4 mm unterschritten sind. Ggf. korrigieren. Nun alles verlöten und die überstehende Kontakte abschneiden. Jetzt die größere Platine
passend auf die untenliegende kleinere Platine legen und an den
4 Ecken jeweils einen langen Einzelkontakt
einstecken. Darauf achten, dass er wirklich ganz in den unteren
IC-Kontakt eingesteckt ist. Die Lehre an geeigneter Stelle einstecken
und den Kontaktstift nur von oben kurz anlöten. Es muss
nun überall überprüft werden, ob der Abstand (lichte
Weite) beider Platinen etwa 4,6 mm beträgt. Jetzt kommt die Stunde der Wahrheit die zeigt, ob sauber gearbeitet wurde. Dazu den Li-Ionen Akku in das Gehäuse legen , die Frontplatte von vorne auf die zusammengesteckten Platinen stecken und versuchen ins Gehäuse einzulassen. Wenn alles ohne Gewalt eingesetzt ist, müsste sogar der Gehäusedeckel oben schliessbar sein. Das Zerlegen der eben zusammengesteckten Platinen ist beim ersten mal besonders schwierig. Kein Gewalt anwenden und die Kontakte nicht biegen.
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Bestückung der noch fehlenden Bauteile: Die Anschlussbeinchen der 100 mA Multifuse F1 mit einer Flachzange gerade biegen und eine geeignete 6 mm lange Isolierung über beide Drähte schieben. Am Ende der Isolierung die Beinchen um 90 Grad abwinkeln, von oben einstecken und von unten verlöten. Die dreibeinige
LED D8 wird von unten in die größere Platine gelötet.
Dazu werden die Anschlussbeinchen ca. 8 mm von der LED Hinterseite
aus um 90 Grad abgewinkelt. Die Biegerichtung gibt die abgeflachte
Kante der LED vor. Die Leuchtdiode muss dann mit der Hinterseite
auf der Stirnseite der Platine aufsitzen. Die flache Kante muss
nach oben zeigen. Zum Einpassen erste nur den mittleren Anschluss
löten. Nun fehlt noch die SMA-Buchse auf der Frontseite und der LI-Ionen Akkumulator. Der Akkumulator wird ganz zum Schluss als letztes Bauteil eingebaut. Die SMA-Buchse muss vor dem Einbau präpariert werden. Zunächst die Isolierung des Innenleiters mit einer Klinge plan am Flansch abschneiden. Den Flansch auf allen 4 Seiten mittig durch die Löcher absägen. Den freiliegenden Innenleiter auf 3 mm kürzen. Nun auf der Ober- und Unterseite den Lötstoplack links und rechts des Antennenanschlusses (jeweils zwischen den Durchkontaktierungen) entfernen. Die freien Kupferflächen leicht verzinnen. Auf- passen, dass der Schalter dabei nicht beschädigt wird. Dann die Buchse mit dem Innenleiter stumpf auf die Platine löten . Dabei ausrichten, dass die Buchse mittig und gerade durch das Loch der Frontplatte geht. Nach der Ausrichtung wird der Flansch oben und unten mit den vorher verzinnten Massefläche der Platine verlötet. Der GPSRX2 ist jetzt bis auf den Akku voll bestückt und könnte nun elektrisch getestet werden, wenn nicht erste der Infoportstecker und das Anschlusskabel konfektioniert werden müsste.
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Infoport-Stecker: Beim Anschluss der Leitungen an den Infoport-Stecker ist ganz besondere Vorsicht geboten und besondere Sorgfalt gefordert. Dieser Stecker ist sehr teuer und nicht so ohne weiteres im nächsten Elektronikshop zu bekommen. Man muss sich bewusst sein, dass man nur eine Versuch hat, der nächste geht nicht ohne größeren finanziellen und zeitlichen Aufwand. Deshalb ist es absolut geraten, sich ausreichend Zeit für den Aufbau zu nehmen und strickt nach der folgenden Anweisung zu verfahren. Verwendbare Kabel. Man sollte sich vor dem Aufbau überlegen welche Signale benötigt werden. Für bestimmte Anwendung sind bestimmte Signale notwendig, jedoch meisten nicht alle Signale gleichzeitig. Für den normalen Einsatz sind 5 bis 6 Leitungen erforderlich. Grundsätzlich gilt, je weniger Leitung oder je dünner das Kabel ist um so besser. Dabei sollte jedoch der Leiterquerschnitt nicht unter 0.14 mm2 liegen. Bewährt hat sich entweder 4/6*0.14 mm2 LIYCY geschirmt oder 6/10*0.14 mm2 LIYY ungeschirmt. Die nachfolgend Skizze zeigt nochmals die Pinbelegung des Steckers von oben, wenn die Steckkontakte nach links und das Kabel nach rechts abgehend zeigt. Der Stecker liegt so, dass die langen Kontakte unten liegen. Vorgehensweise: 1. Die schwarze
Plastikkappe des Steckers über das Kabel ziehen. Ggf.
ist es sinnvoll noch ein
Stück Schrumpfschlauch überzuziehen, daß die
Zugentlastung etwas verbessert
(aber nicht unbedingt nötig). 18. Wenn möglich einen Schrumpfschlauch über das Kabel und den hinteren Teil des Steckers ziehen. Dies dient zur zusätzlichen Zugentlastung. Grundsätzlich gilt: Nicht am Kabel ziehen. Nur direkt am Stecker bei gedrückter Entriegelung den Stecker vom GPSRX2 lösen. Das andere Ende des Kabels nach eigenem Wunsch verdrahten. |
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Ersteinschaltung und elektrischer Test: Für die Ersteinschaltung sind folgende Gerätschaften empfehlenswert:
Nicht benötigt zur Ersteinschaltung wird der Li-Ionen Akku , die Litium Batterie, sowie die Antenne. Als ersten Schritt sollte man nochmals auf Kurzschluss zwischen dem 6 V Anschluss und GND prüfen. Da der TIM noch ohne Verbindung zur Versorgungsspannung ist, kann er jedenfalls nicht kaputt gehen, falls der Spannungswandler nicht richtig funktioniert und die Spannung zu hohe Werte erreicht. Als zweiter Schritt wird nun die Stromversorgung des TIM an das Netzgerät angeschlossen. Wenn das Netzgerät keine ausreichend genaue Stromanzeige hat, einfach ein zweites Multimeter dazwischen schalten. Die Ausgangs- spannung auf 5,5 V bis 6 V und die Strombegrenzung auf ca. 100 mA stellen. Den Schalter des GPSRX2 auf 0 (Aus) stellen. Nach dem Anschalten sollte die Stromaufnahme zwischen 25 mA und 30 mA liegen. Im dritten Schritt soll nun die Ausgangspannung des Step-Down Wandlers nachgemessen werden. Der Wandler wird aktiviert , indem man den Schalter des TIM auf 1 (Ein) stellt. Jetzt sollten auch nicht mehr als ca. 25 mA bis 30 mA fließen. Mit dem Multimeter die Spannung an SJ2 Pin 3 gegen GND nachmessen. Hier sollten jetzt ca. 3,2 V bis 3,3 V zu messen sein. Weiter sollte man auch an SJ2 Pin 1 ca. 4,9 V bis 5,3 V messen. Im vierten
Schritte wird der TIM an die Spannungsversorgung
angeschlossen. Im fünften
Schritt wird die RS232-Verbindung getestet.
Dazu das RS232/V24 Verbindungskabel vom PC an den Stecker des
GPSRX2 anschließen. Wer sich nicht sicher ist, ob das Kabel
bzw. der Stecker richtig verdrahtet ist, am Besten mit dem Multimeter
in beide Stecker hinein messen. Normalerweise misst man am TXD
pin -5 V bis -12 V und am RXD pin 0 V. Es ist also zu prüfen,
ob bei beiden Steckern am gleichen Pin 2 oder Pin 3 gegen GND
(Pin 5 bei 9-polig, Pin 7 bei 25-poligem Stecker) eine negative
Spannung zu messen ist. Sind an jeweils dem gleichen Pin an beiden
Steckern negative Spannungen messbar, muss an einem Stecker Pin
2 mit Pin 3 vertauscht werden. Im sechster Schritt muss nun die Spannungsversorgung der aktiven Antenne verdrahtet werden. Zuvor wird aber noch die Litium-Batterie auf der Unterseite in die Fassung gesteckt. Der Pluspol ist oben. Nachmessen ob die Spannung über 3 V liegt. Ist eine passive Antenne vorhanden, den entsprechenden Jumper JP2 einfach offen lassen. Zur Aktivierung der Antennenspannung muss bei 5 V Antennen JP2 Pin1 mit JP2 Pin 2 verbunden werden , bei 3,3 V Antennen JP2 Pin 3 mit JP2 Pin 2 verbunden werden. Dann die Antenne anschließen, die Stromversorgung anklemmen und den Schalter auf 1 (Ein) stellen. Die Stromaufnahme sollte dann bei ca. 160 mA liegen, je nach dem wieviel Strom die Antenne braucht. An der Multifuse Sicherung F2 nachmessen, ob die Antenne tatsächlich versorgt wird. Nach einigen Minuten (max. 8 Minuten ) sollte dann auch die 1PPS LED grün blinken. Voraussetzung ist natürlich, dass die Antenne auch GPS-Satellitten "sieht". Als siebter und letzter Schritt wird der Li-Ionen Akku eingebaut.
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Li-Ionen Akkumulator: Besonderheit des verwendeten Akkumulators ist, dass das Aluminiumgehäuse nicht wie üblich der Minuspol ist, sondern der Pluspol. Deshalb ist besondere Vorsicht geboten. Der Akkumulator sollte mit einer dünnen aber zähen Folie von allen Seiten beklebt werden. (notfalls d-c-fix verwenden) Es dürfen keine Kontaktmöglichkeiten mit der Platine oder sonstigen Drähten gegeben sein. Batteriespannung vor dem Einbau messen und notieren. Sie sollte ca. 3.8 V betragen. Für den Pluspolanschluß wird ein Draht mit 10 mm benötigt, für den Minuspol ein Draht mit 30 mm. Beide Drähte beidseitig 2 mm abisolieren und an den Li-Ion Akku anlöten. Die Anschlußdrähte dürfen nur an bestimmten dafür vorgesehenen Lötpunkten angeschlossen werden. Auf keinen Fall andere Lötpunkte benutzen als hier gezeigt. Löttemperatur maximal 250 Grad C bis 3 Sekunden. Dann den Pluspoldraht zuerst in die größere GPSRX2 Platine von unten einlöten. Die Isolierung muss auf der Platine aufliegen und beim Biegen den Leiter abdecken. Danach den Minuspoldraht anlöten. Nun die Versorgungspannung wieder einschalten.
Jetzt muß die grüne LED leuchten, die signalisiert,
daß der Akku geladen wird. Der Strom sollte dann so um
110 mA bis 120 mA liegen. Zur Akkuladung bitte die Dokumentation GPSRX2LIION.PDF lesen. |
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| Spannungswandler: | ||||||||||||||||||
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Der Spannungswandler bietet keine besonderen Schwierigkeiten. Nach Schaltplan und Bestückungsdruck aufbauen. Die Drossel wenn möglich mittels einer Kuststoffschraube und Kunststoffbeilagscheibe aufschrauben. Wenn möglich hochwertige AL-Kondensatoren benutzen.
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Stromaufnahme (TIM im countinuous Mode):
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Bedeutung der LEDs:
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