Reinhard Weiß - Bauprojekt
Universeller Bauteil-Adapter für DCA75 und DY294 (Proj. 02/2022)

DUOI DY294 Adapter DY294Beim Transistor-Tester DUOYI DY294 (Bild links außen) werden die zu testenden Bauteile direkt in die Frontplatte gesteckt, was in vielen Fällen sicher sehr praktisch ist. Aber es kann auch ziemlich fummelig oder für manche Gehäuseformen ungeeignet sein, z.B. bei dünnen Anschlussdrähten, die sich beim Einstecken verbiegen. Deswegen hatte ich ja schon die Adapter 03/2022 erstellt (Bild links), wo man die Klemmstellen über Kabel mit Mini Hook-Klemmen am Ende verlängert. Die Kabel sind zudem austauschbar, z.B. gegen solche mit Bananenstecker am Ende.

Peak DCA75Beim Transistor-Tester Peak DCA75 (Bild links) gibt es von vorne herein nur 3 Anschlusskabel mit Micro Hook-Klemmen, die für viele Bauteile passen. Die Messleitungen sind nicht austauschbar.

Die Hook-Klemmen bei diesen Geräten sind aber etwas unpraktisch, wenn man Messungen an mehreren Bauteilen hintereinander machen möchte und schnell wechseln will. Hierfür wären Sockel mit ZIF-Funktion (Zero Insertion Force) geeigneter. Beim DY294 kann es auch für bestimmte Messwerte notwendig werden, für die Messung zusätzliche Beschaltungen vorzunehmen, z.B. Kurzschluss zwischen Basis und Emitter bzw. Gate und Source, Substrat-Anschaltung bei MOSFETs, sowie mit Schutzwiderständen (für Elkos) oder Abblockkondensatoren (für Spannungsregler). Das ist ohne weitere Hilfsmittel nicht gut möglich. SMD-Bauteile (Transistoren, Dioden, Kondensatoren) lassen sich mit Hook-Klemmen garnicht anschließen. Daher entstand bei mir der Wunsch, eine universelle Adapterbox zu bauen, die mehr Möglichkeiten bietet und für beide (oder ähnliche) Geräte geeignet ist.

Anwendungsfälle

Mein universeller Adapter (Projekt 02/2022) passt für die oben genannten Messgeräte oder auch für andere Geräte und ist verwendbar für viele unterschiedliche Bauformen der Bauteile:

Aufbau

Adapter DCA75, DY294Adapter DCA75, DY294Adapter DCA75, DY294

Adapter DCA75, DY294

Die Anschlussbox besteht aus einem Gehäuse-Unterteil (Strapubox 2001), das zur Aufnahme der Bananenbuchsen und Polklemmen und der Basisplatine benutzt wird. Die Polklemmen dienen der Kontaktierung für langdrähtige Leistungsdioden, und sind etwas erhöht eingeschraubt, um die Bauteile leichter einklemmen zu können. Auf der gegenüber liegenden Seite sind 2 Sicherheits-Bananenbuchsen (4 mm) eingebaut, um die Kelvin-Messzange (oberes Bild rechts) anzuschließen, die "missbraucht" wird, um 2-polige SMD-Bauteile zu kontaktieren.

Auf der Basisplatine ist ein ZIF-Sockel DIL14 (oder DIL16) für mehrbeinige Bauteile (Transistoren, Triac, Spannungsregler) mit unterschiedlicher Belegung oder auch für Dioden und Kondensatoren mit Anschlussdrähten vorgesehen. Ein weiterer ZIF-Sockel auf der grünen Trägerplatine dient zur Kontaktierung von Transistoren und Dioden im SOT23-3-Gehäuse.

Beide ZIF-Sockel sitzen auf eigenen Trägerplatinen zum Aufstecken auf die Basisplatine, um ggf. eine leichtere Austauschmöglichkeit zu haben. Der SMD-Sockel ist mit seiner Trägerplatine so komplett bei aliexpress zu kaufen. Beim DIL-Sockel habe ich eine einfache Lochraster-Streifenplatine benutzt, wie auch bei der Basisplatine. Die notwendige Verdrahtung ist bei beiden simpel und benötigt nur wenige Brücken.

Mit der am rechten Rand der Basisplatine befindlichen Stiftleiste (X2) und aufgestecktem Buchsengehäuse werden die unterhalb der Platine verdrahteten Buchsen kontaktiert, so dass man Platine und Gehäuse leicht trennen kann. Eine weitere Steckerleiste auf der linken Seite (X1) kann zum Aufstecken weiterer Messkabel dienen, die für zusätzliche Anwendungsfälle genutzt werden können.

Die Testgeräte DCA75 und DY294 (mit Adapterkabel 03/2022) können über ihre Hook-Klemmen an die auf der Hinterseite montierten Bügeldrähte kontaktiert werden. Diese sollen insbesondere die empfindlicheren Micro-Hook-Klemmen des DCA75 vor zu großer mechanischer Belastung schützen, wie sie bei simplen geraden Kontaktdrähten (Stützpunkten) auftreten könnten, wo sich die Haken nicht so frei bewegen können. Speziell für das DY294 habe ich zusätzlich 2 mm Bananenbuchsen angeordnet, die elektrisch mit den Bügeln gleich beschaltet sind, etwa für die Messung mit 2 A Messstrom.

Schaltung

Adapter DCA75 und DY294Das Prinzip der Verdrahtung ist einfach. Es werden lediglich die 3 Leitungen (Signale C-B-E) der Messgeräte an verschiedene Kontaktierungsstellen geführt, es ist keine Elektronik eingebaut. Daher ist eine polaritätslose Verwendung des Adapters auch für andere Zwecke möglich (etwa die alleinige Benutzung der ZIF-Sockel für andere Messgeräte).

Die Messgeräte haben auch Funktionen für 2-polige Messungen (z.B. für Dioden, Kondensatoren, Isolation beim DY294), wo dann von den Transistor-Signalen nur C und E benutzt werden. Während es beim DCA75 eigentlich egal ist, welche Signale an welchen Anschlüssen kontaktiert werden, weil das Gerät die richtige Zuordnung selber heraus findet, muss man beim DY294 auf die vorgegebenen Zuordnungen achten. Das DY294 hat zusätzlich noch die Sonderanschlüsse C+/C- für Elkos, die an meinem Adapter wie C und E behandelt werden können. Natürlich kann immer nur ein Gerät und nur entweder die 3-polige oder 2-polige Anschlusstechnik genutzt werden. Es empfiehlt sich, auch beim DCA75 möglichst eine feste Zuordnung der Anschlüsse zu C-B-E einzuhalten (sofern möglich), um Verwirrung zu vermeiden. Ich verwende bei der Kennzeichnung der Signalpfade und Anschlüsse die gleiche Farbkoderung wie das DCA75.

Um eine eindeutige Zuordnung der Anschlüsse zu erleichtern, verwende ich im Stromlauf, den Kabeln und den Buchsen eine feste Farbkodierung:

Rot

Grün

Blau (oder schwarz)

Funktion

Die Messgeräte werden 3-polig oder 2-polig über wahlweise die Ringösen (C-B-E) oder die 2 mm Bananenbuchsen (C-B-E) angeschlossen. 2-polige bedrahtete große Bauteile werden an die Polklemmen C-E, kleine SMD-Teile über die in die Sicherheitsbuchsen gesteckte Kelvin-Klemme angeschlossen (Sicherheitsbuchsen sind nur erforderlich, weil die Kelvin-Klemme die benötigt). Dabei handelt es sich um eine geteilte Messklemme, wo jede Kontaktseite der Klemme an eine getrennte Leitung (rot/schwarz) geschaltet ist. Ebenso können 2- oder 3-polige bedrahtete Bauteile in den ZIF-DIL-Sockel geklemmt werden. Dabei sind Steckplätze in unterschiedlicher Anordnung von C-B-E (ähnlich wie beim DY294) vorgesehen. Die im DIL-Sockel gegenüberliegende Kontaktreihe ist identisch belegt und dient der zusätzlichen Beschaltung mit Brücken oder Hilfsbauteilen (Brücke, Widerstand, Kondensator), soweit für die Messung vorgegeben.

Um SMD-Bauteile (Transistoren, Dioden) im SOT-23-3-Gehäuse zu kontaktieren, dient der ZIF-SOT-Sockel. In der hier verwendeten Version handelt es sich um einen Dual-Sockel SOT23-6L (ich habe nur einen Zweig gezeichnet). Die beiden vorhandenen Sockeleinsätze SOT23-6 sind durch die Trägerplatte parallel angeschlossen, sie können nicht getrennt benutzt werden (verwendbar als Reserve). Auf der Basisplatine habe ich die sich gegenüber stehenden Kontakte des SOT23-6-Chips zusammen geschaltet, d.h. Pin 1 mit 6, 2 mit 5, 3 mit 4. Das erlaubt, den eingelegten 3-poligen Chip SOT23-3 zu drehen, womit sich eine Vertauschung der Pin 1 (SOT23-3, bei Transistoren meist Basis) mit Pin 2 (Emitter) ergibt, die vielleicht in manchen Fällen sinnvoller ist. Details habe ich weiter unten beschrieben.

Trägerplatine ZIF-DIL14 (02B/2022)

Adapter DCA75 und DY294Der ZIF-Sockel DIL wird auf eine Lochraster-Streifenplatine mit 12 x 16 Löchern platziert (Bild links, transparent dargestellt, Ansicht von oben). Ich habe zwar einen 14-poligen DIL-Sockel vorwendet, es kann aber auch ebenso ein 16-poliger eingesetzt werden, dann hat man einen zusätzlichen Emitter-Anschluss für größere Anschlussabstände. Die gegenüberliegenden Pins des Sockels sind 1:1 durchverbunden auf zwei 8-polige Stiftleisten (X1, X2). 3 Brücken sind einzulöten, es sind keine Leiterbahnunterbrechungen nötig.

Beim Einbau der Stiftleisten ist eine Besonderheit zu beachten. Da es sich bei der Lochrasterplatine um eine einseitig kaschierte Leiterplatte handelt und der DIL-Sockel auf der Unterseite verlötet werden muss, muss die Kaschierung (Lötseite) die Unterseite sein. Die Stiftleisten werden normalerweise aber von unten eingesetzt und müssten dann eigentlich auf der Bestückungsseite (oben) verlötet werden, wo aber gar keine Kaschierung ist. Daher werden die Leisten hier nicht von unten sondern von der Bestückungsseite aus in die Platine gesteckt, d.h. der Stift-Haltesteg ist dann auch oben, aber die einzelnen Stifte können nun von der Lötseite (unten) aus verlötet werden (siehe Skizze).
Das hat auch den Vorteil, dass man so die Lötseite (unten) nötigenfalls lackieren kann (zur Isolierung, wenn man die Prüfspannung des DY294 mit 1500 V nutzen will) und keine unter einem Bauteil (z.B. der Stiftleiste) verborgene Kontaktierungen berücksichtigen muss.

StiftleistenDie Länge der Stifte muss für die Verlötung auf der Unterseite lediglich so groß sein, dass sie weit genug in die Buchsenleisten auf der Basisplatine hineinragen können. Der aus dem Steg herausstehende (längere) Teil der Stifte sollte daher 10-11 mm betragen, d.h. die nominelle Stift(gesamt)länge sollte 15 mm betragen. Sind die Stifte zu kurz, kann man 3 mm Länge gewinnen, wenn man die kürzer herausstehenden Stifte vorsichtig weiter in den Haltesteg eindrückt (versenkt). Zur dosierten Vorgehensweise ist ein kleiner Schraubstock gut geeignet, die notwendige Kraft ist gering.
Trotz der vielen Anschlüsse sind an den Stiftleisten eigentlich nur die Kontakte 4-5-6 oder 11-12-13 nötig, für die Signale C-B-E (rot/grün/blau). Die anderen Leiterbahnen (markiert mit *1) und Kontakte sind überflüssig (dienen nur der stabilen Halterung) und werden auf der Basisplatine auch nicht benutzt.

Inzwischen habe ich mir für den DIL-Adapter auch eine eigene Leiterplatte entwickelt, die dann keine Brücken mehr benötigt. Sie ist 2-lagig, so dass eine normale Stiftleiste (ca. 11,5 mm lange Stifte) von oben verlötet werden kann, oder die längere (15 mm) auch von unten wie bei der Streifenleiterplatte. Zusätzlich habe ich eine 3-polige Stiftleiste hinzugefügt, um ggf. eine Messung der Spannungsabfälle bei höheren Strömen zu vereinfachen, indem direkt am DIL-Sockel die Spannung gemessen wird (siehe unten).

ZIF-Sockel SOT23-3, Varianten

DY294 Adapter ZIF SOT Es gibt Sockel, die nur für SOT23-3-Gehäuse geeignet sind. Die meisten solcher Sockel sind allerdings ziemlich teuer und werden nicht oft angeboten. Hingegen sind solche für SOT23-6-Gehäuse gängiger und sollten mit SOT23-3 kompatibel sein. Außerdem erlauben die 6 Kontakte ein Verdrehen des SOT23-3-Chips, so dass damit auch unterschiedliche Anschlussbelegungen berücksichtigt werden können. Allerdings muss man genau auf die Abmessungen achten, die unterschiedlich sind. Ich verwende die Version SOT23-6 wie im Bild links. Dabei sind 2 Chip-Einbauplätze nebeneinander angeordnet.

Solche Sockel sind allerdings sehr umständlich auf einer Leiterplatte einzubauen, weil die Anschlussbeine in keinem sinnvollen Raster liegen. Lochraster- bzw. Streifenleiterplatinen als Adapter sind ziemlich ungeeignet. Daher ist es praktisch, wenn der Anbieter passende Adapterplatinen auf DIL (2 x 8 oder 2 x 9 Pins) anbietet. In dem Fall sind beide Einbauplätze normalerweise parallel verdrahtet.

Ein für den Sockel vorgesehener Chip im SOT23-6-Gehäuse wird bei den von mir verwendeten Versionen so platziert, dass Pin 1 rechts oben ist (wie auf der Leiterplatte mit einem Pfeil markiert). Bei Einsatz von 3-poligen SOT23-Gehäusen kann man den Chip unterschiedlich positionieren, entsprechend ändern sich die Zuordnungen der Pins an den Stiftleisten zu den Pins der Chips (Details weiter unten).
Ich beschreibe nachfolgend 2 Möglichkeiten, um ein übliches Gehäuse SOT23-3 in einem Sockel SOT23-6 zu betreiben, sowie eine universelle Variante mit Mini-SIL3-Adapter.

ZIF-Sockel SOT23-3, Variante 1 (02D/2022)

Adapter DCA75 und DY294In dieser Realisierungsvariante ist der von mir benutzte ZIF-Sockel SOT23-6L (eBay 275178480642 oder 234427099683) leider nicht genau passend für die SOT23-3-Chips. Oft wird der Sockel auch mit der Bezeichnung SOT23-6L-1.7 angeboten. Bei der Auswahl der geeigneten Sockel war mir nicht bekannt, dass es unterschiedlich große Chips in SOT23-6 gibt, die nicht kompatibel mit den üblichen SOT23-3-Gehäusen von Transistoren sind. Dieser Umstand wird bei den Angeboten der Sockel nicht deutlich hervorgehoben. Bei eBay habe ich keine anderen gefunden. Immerhin war dieser Typ mit 15 € bzw. 11 € € inkl. Platine der billigste ZIF-Sockel, viele andere kosten 30 bis über 40 €.

Für den Fall, dass sich vielleicht jemand auch mit diesem Sockel rumärgert, beschreibe ich nachfolgend, wie ich ihn einigermaßen passend gemacht habe.
SOT23-EinbauWill man einen üblichen SOT23-3-Chip bei diesem Sockel-Typ einsetzen, ergibt sich das Problem, dass die Chip-Abmessungen geringfügig kleiner sind und er im Sockel weder kontaktiert noch gehalten werden kann. Dies ist im Bild links verdeutlicht. Normalerweise wird so ein Chip aufrecht in den Sockel gelegt, nur hat der bei diesem Typ dann keinen Halt, wenn ich ihn aber umdrehe ("hängend" wie im Bild), hält er ganz gut. Im Deckel ist ein Rippenkamm angeordnet, der in Vertiefungen des Unterteils eintaucht, in denen die Chip-Beinchen auf den Kontaktdrähten liegen. Damit soll der Kontakt hergestellt und der Chip fixiert werden. Die Rippen haben einen Abstand (Weite) von ca. 2,4 mm, aber die Spannweite (Beinchen-Abstand) der üblichen SOT23-3-Chips hat einen Toleranzbereich von 2,1 bis 2,6 mm, so dass der Chip nicht sicher gehalten wird.

Der hier verwendete Sockel-Typ hat die Hersteller-Nr. 051-2317-060 (wie auf dem Deckel eingeprägt). Auf der Seite eines Anbieters sieht man, dass für SOT23-3 eigentlich die Variante mit der Hersteller-Nr. 050-2314-061 oder 050-2314-060 die richtige wäre (für Beinchen-Abstand Maß b = 2,4 statt 2,7 mm nominell, und Gehäusebreite Maß b1 = 1,3 statt 1,7 mm nominell). Das Problem ist nur, dass ich bislang keinen Händler gefunden hatte, der explizit diesen Typ zu einem vernünftigen Preis anbietet. Andere Angebote von ähnlichen Ausführungen, die geeignet für SOT23-3 sein sollen, kosten selbst bei aliexpress oft das 4-fache des hier verwendeten. Nur wenige Anbieter nennen überhaupt konkrete Abmessungen. Peak Electronics hat speziell für Hook-Klemmen des DCA75 den Adapter PCA23 (z.B. ca. 38 €, 01/2023), der aber eine eigenständige Lösung und für meine Adapterbox ungeeignet ist. Bei den Links unten habe ich 2 wohl gut passende Versionen von Adaptern mit moderaten Preisen genannt (siehe auch meine Variante 2 weiter unten).

DY294 Adapter ZIF SOTMeine improvisierte Lösung für diesen Sockel sieht so aus: Der Chip wird umgedreht ("hängend") eingelegt, wie in der Skizze oben gezeigt, so verrutscht er nicht so leicht. Um die Beinchen zu kontaktieren, kann man aber nicht den Deckel verwenden, weil der Rippenkamm die Beinchen nicht erreicht und der Chip auch nicht gehalten wird. Stattdessen legt man einen dünnen Schaumstoffstreifen (etwa 1mm dick, Verpackungsmaterial) auf das Sockel-Unterteil und den Chip, fixiert den mit einem Stück Platine darüber und drückt das alles zusammen mit einer Wäscheklammer. Der Schaumstoff drückt in die Vertiefungen des Unterteils und stellt den Kontakt zwischen Chip-Beinchen und Gold-Kontakten des Sockels sicher, und durch das flache Andrücken wird auch der Chip-Körper fixiert. Billiger kommt man kaum zu einem solchen Testsockel für SOT23-3.
Eine Wäscheklammer zu verwenden, erscheint natürlich etwas kurios und wenig professionell. Es wäre schön, wenn man den Deckel stattdessen benutzen könnte. Beim Deckel stören aber die Rippen, die in die Vertiefungen des Unterteils eintauchen müssen, aber die Chip-Beinchen gar nicht andrücken können. Man könnte die Rippen am Deckel (z.B. für einen der beiden Testplätze) wegschneiden, um eine flache Andruckebene zu bekommen, wie in der zuvor beschriebenen Lösung. Eventuell müsste man zusätzlich das rechteckige Loch innen abdecken oder verschließen, damit es vollflächig wirkt. Das müsste eigentlich funktionieren, habe ich aber nicht probiert.

Eine andere Möglichkeit, die aber auch nicht sicher funktioniert, wäre, in das rechteckige Loch im Deckel über dem Chip einen schmalen Strang eines Stücks festen Schaumstoffs einzuquetschen, der innen etwas über die Rippen hinaus ragt. Es sollte ein sehr feinporiges und festes Material sein, etwa wie es für den Transportschutz von empfindlichen Sockel-Pins verwendet wird. Es muss aber weich genug sein und darf nicht zu weit herausstehen, um nicht das Chip-Gehäuse wegzudrücken. Allerdings hat sich beim Herumprobieren herausgestellt, dass die Kontaktierung beim Schließen des Deckels nicht sehr zuverlässig war und es auch eine recht nervige Fummelei ist, bis es einigermaßen geht.

Ob die Kontaktierung für einen Transistor im SOT23-3-Gehäuse funktioniert, kann man übrigens recht einfach und schnell mit einem Transistor-Tester (z.B. DCA75) testen, der sofort erkennt, ob alle Beinchen kontaktiert werden.

Adapter DCA75 und DY294Für die Einbaulage des (kopfüber platzierten) SOT23-3 Chips in diesem ZIF-Sockel gibt es 2 Möglichkeiten, wie im Bild links dargestellt. Die von mir gewählte "Normallage" ist die Variante A, bei der der Chip Pin 3 oben liegt. Bei der Variante B ist der Chip gedreht und da ist dann Pin 3 unten. Über die Basisplatine sind die Stifte der Stiftleiste X1.7-8-9 mit denen von Stiftleiste X2.10-11-12 verbunden.

Also der Chip SOT23-6 Pin 1 ist mit 6, 2 mit 5, 3 mit 4 verbunden. Bezogen auf den Chip SOT23-3 ergeben sich dann die in der Tabelle links gezeigten Kontaktierungen der 3 Chip-Beinchen zu den Stiftleisten (Header).

Bei Einbaulage A wird also Chip SOT23-3 Pin 1 mit dem Signal B (Basis, grün), Pin 2 mit E (Emitter, blau) und Pin 3 mit C (Collector, rot) verbunden (Farben wie im Stromlauf). Dies ist die typische Belegung für den Transistor BC846 und gilt für die meisten anderen Transistoren ebenfalls. Bei Einbaulage B wird SOT23-3 Pin 1 mit Pin 2 vertauscht. Diese Variante kann evtl. für manche Anwendungen von Vorteil sein, wenn Basis und Emitter oder entsprechende Anschlüsse vertauscht sind, weil man dann keine Vertauschung der Hook-Klemmen vornehmen muss, was dann auch die Belegung am DIL-Sockel ändern würde.

ZIF-Sockel SOT23-3, Variante 2 (02E/2022)

Inzwischen habe ich nun doch in den Weiten von aliexpress die richtigen Sockel mit den passenden Maßen gefunden (Bezeichnung 050-2314-060), zu moderaten Preisen. Ohne eine DIL-Adapterplatine muss man mit etwa 13-14 € rechnen (aliexpress 1005004921873201 oder 1005001846415626), mit Platine (Stiftleisten 2x9 Kontakte) um 20 € (aliexpress 1005004921873201). Oft wird hierfür die Bezeichnung SOT23-6L-1.3 oder -1.4 verwendet. Beim Angebot 1005001846415626 werden für die optionale Platine allerdings 16-polige Stiftleisten verwendet, die daher für meinen Aufbau ungeeignet ist. Im Unterschied zu meiner Variante 1 muss nun der Chip im Sockel aufrecht (nicht hängend) eingesetzt werden, so dass sich die Numerierungen der Pins ändern.

Adapter SOT23-3Dies ist im Bild links dargestellt, hier ist die Einbaulage D die typische für einen Transistor BC846. Da die im Sockel SOT23-6 gegenüberliegenden Pins über die Basisplatine jeweils parallel geschaltet sind (wie bei Variante 1), bleibt die Zuordnung der Transistor-Beinchen zum Anschluss B, C, E auf der Basisplatine gleich. Bei Einbaulage C sind am SOT23-3 wieder Pin 1 und Pin2 vertauscht.

Wenn man sich den Aufpreis für die Adapterplatine (mit 2 x 9 Kontakten wie bei Variante 1) sparen möchte, muss man die Verdrahtung über eine Lochrasterplatine händisch machen, was aber wegen der sehr filigranen und eng liegenden Kontakte am Sockel nicht spaßig ist.
Ich habe mir daher passend zu dem Sockel selber eine Leiterplatte entwickelt, die das Einlöten sehr vereinfacht. Sie ist zu meiner Basisplatine kompatibel. Für eine universellere Verwendung des Adapters habe ich die Parallelschaltung der beiden IC-Plätze aufgehoben, es wird nur der rechte Platz genutzt, und den linken Platz an die freien Stiftleistenpins geschaltet. So sind beide Plätze für andere Einsatzzwecke auch getrennt verwendbar.

ZIF-Sockel SOT23-3, Variante 3

SOT23-3 zu DIL3Schwierig wird eine Kontaktierung, wenn man einen ausgelöteten SMD-Transistor testen will. Denn verbleibendes Lötzinn an den Beinchen oder verbogene Anschlüsse könnte ein sicheres Kontaktieren in dem Sockel verhindern. Hier hilft dann eine Adapter-Platine von SOT23-3 auf SIL3 (Bild links), auf die man den Chip lötet und mit einer 3-poligen Stiftleiste bestückt, und die in der ZIF-DIL-Fassung (02B/2022) der Adapter-Box sicher eingeklemmt werden kann. Solche Platinchen gibt es bei eBay und aliexpress in großer Zahl, auch für andere SMD-Gehäuse.

Basisplatine (02A/2022)

Adapter DCA75 und DY294Die Basisplatine ist ebenfalls eine Lochraster-Streifenplatine, in der Größe 37 x 20 Löcher (Raster 2,54 mm). In dieser Größe passt sie in das Gehäuse Strapubox 2001. Sie wird mit Abstandsröllchen von 12 mm Höhe und selbstschneidenden Schrauben 3x19 mm etwa in Höhe der Gehäuseoberkante montiert.

Die Platine ist von der Bestückungsseite her dargestellt, aber transparent für die Leiterbahnen auf der Unterseite. Diese sind farbig markiert für gleiche Potentiale (C-rot, B-grün, E-blau), entsprechend wie im Stromlauf.

Für den SOT-Sockel (links) werden die 9-poligen Buchsenleisten X3/X4 eingelötet. Er kontaktiert nur mit den Kontakten 7-8-9 und 10-11-12 (die übrigen Kontakte sind unbeschaltet). Da die Leiterbahnen zwischen diesen Kontakten nicht unterbrochen sind, sind die Signale im SOT-23-6-Sockel 1 mit 6, 2 mit 5, 3 mit 4 verbunden (siehe oben).

Für den DIL-Sockel (rechts) werden 8-polige Buchsenleisten X5, X6 eingelötet. Er kontaktiert nur mit den Kontakten 4-5-6 (und 11-12-13 durchverbunden). Die übrigen Kontakte der Buchsenleisten sind zwar über die DIL-Trägerplatine angeschlossen, werden auf der Basisplatine aber nicht benutzt. Diese Leiterbahnen sind mit Fußnote *1) markiert.
Die Stiftleisten X1 (externer Kabelanschluss) und X2 (interner Kabelanschluss zur Verdrahtung) sind parallel beschaltet und können im Leiterbereich beliebig verschoben werden.

Test-PinDie Bügel (X7/8/9) am oberen Platinenrand dienen der Kontaktierung für die Hook-Klemmen der Messgeräte (insbesondere DCA75). Sie sind waagerecht angeordnet und ragen über den Gehäuserand hinaus, damit die (insbesondere Micro-)Haken horizontal und vertikal Spielraum haben und nicht so stark mechanisch belastet werden. Bei senkrecht angeordneten Stiften als Anschlussstellen wäre das ungünstig. Die Bügel habe ich aus Batterie-Kontaktfedern gemacht, die mechanisch entsprechend bearbeitet wurden (die sind wegen dem Federstahl ziemlich störrisch). Einfacher sind die bunten vergoldeten Test-Ösen zum Einlöten (Bild links), die es preiswert bei aliexpress gibt (Suchworte: pcb test pin rot weiss), Beispiel siehe Links, die allerdings mit 3 mm Durchmesser recht mickrig sind. Notfalls tun es aber auch verzinnte Schaltdrähte. Leiterbahnunterbrechungen sind nur im Bereich dieser Bügel nötig (hellblau gezeichnet).
Insgesamt sind nur 6 Brückendrähte erforderlich. Will man den Adapter auch für Isolationsmessungen bzw. mit der Hochspannung von 1.500 V verwenden, muss man darauf achten, dass es nirgendwo Spannungsüberschläge geben kann (z.B. durch Zinnspritzer oder zu unförmige Lötstellen). Kriechwege sollten groß sein, soweit möglich (das ist bei den vorgegebenen Leiterbahnanordnungen natürlich kaum einzuhalten). Zwar habe ich bei mir getestet, dass das so auch funktioniert, aber am besten wäre es, wenn man die Lötseite mit Leiterbahnen und Lötstellen mit Schutzlack (Plastikspray) isolieren würde. Dies ist insbesondere zwischen dem Signal C (rot) und der Umgebung sinnvoll. Das ist nicht nur bei der Basisplatine, sondern auch bei den Trägerplatinen der Sockel-Adapter zu berücksichtigen. Beim Lackieren ist darauf zu achten, dass kein Lack auf Kontaktstellen (Buchsen-, Stiftleisten) z.B. durch die Löcher fließen kann.

Danger Bei der Verwendung der Prüfspannung 1.500 V (Stellung 1000V auf den DY294) ist große Vorsicht angebracht, damit man keine spannungsführenden Teile berühren kann (z.B. die Kontaktbügel).

Hinweise

Durch die Verlängerung der Anschlüsse über den Adapter 03/2022 am DY294 mit Messleitungen und Hook-Klemmen bzw. Bananensteckern, sowie durch den hier beschriebenen Universal-Adapter selbst muss man beachten, dass bei höheren Strömen mit dem DY294 (Messbereiche UCE(sat) und hFE) deutliche Spannungsabfälle das Messergebnis verfälschen können. Verantwortlich dafür sind Übergangswiderstände an Steckern und Klemmen, Widerstand (Querschnitt) der Messleitungen, aber auch die Verdrahtung auf der Basisplatine. Die üblichen Leiterbahnen auf der Lochrasterplatine sind ca. 1,5 mm breit und werden durch jedes Loch noch weiter eingeengt. Daraus ergibt sich ein gemessener Leitungswiderstand von 1,3 mOhm pro Lochabstand (2,54 mm) bzw. durchschnittlich 0,51 mOhm pro mm Bahnlänge. Eine Leiterplatte mit 160 mm Länge hat dann also etwa 82 mOhm Leiterbahnwiderstand. Bei der Basisplatine werden die Kontaktbügel X7-8-9 über ca. 100 mm Bahnlänge (hin und zurück) an den DIL-Sockel verdrahtet, die Bananenbuchsen mit X2 über ca. 300 mm. Entsprechend betragen dann allein diese Leitungswiderstände rechnerisch bereits 51 bzw. 153 mOhm. Hinzu kommen weitere Übergangswiderstände an Steckkontakten und die Leitungswiderstände der Messleitung mit Adapter 03/2022 vom Messgerät (DY294).

Um diese Einflüsse gering zu halten, sollten die Messleitungen zum DY294 möglichst kurz und dick sein und auf der Basisplatine die Leiterbahnen 10, 11, 15 und 17 mit zusätzlich aufgelötetem Schaltdraht (0,8-1,0 mm) verstärkt werden. Der Schaltdraht sollte mindestens an jeder vorhandenen Lötstelle zusätzlich mit der Bahn verlötet werden.

Wie groß die realen Spannungsabfälle in der Summe tatsächlich sind, kann man nachmessen, wenn man z.B. im DIL-Sockel einen Kurzschlussbügel zwischen C und E einklemmt und einen Prüfstrom von z.B. 1 A einspeist und den Spannungsabfall der gesamten Anordnung misst. Man steckt dazu den Adapter 03/2022 vom DY294 ab und verbindet seine Messleitungen mit ihren Hook-Klemmen an die Bügel X7/9 bzw. ihren Bananensteckern an die Buchsen vom Universal-Adapter. Den Strom speist man nun an den Stiften C-E das Adapters 03/2022 ein und misst die Spannung mit Messklemmen dicht an diesem Einspeisepunkt, ohne die Einspeiseklemmen zu berühren (Kelvin-Verfahren). Der gesuchte Schaltungswiderstand ist dann der Quotient aus Messspannung und Einspeisestrom. In meinem Aufbau mit verstärkten Leiterbahnen erreiche ich bei Verwendung der DY294-Adapter 03/2022 mit 0,5 m Zuleitung (0,5 mm²) und Speisung über Bananenbuchsen oder die Bügel mit Hook-Klemmen in Summe etwa 130 mOhm bis zum DIL-Sockel.

Vom Eingang Bananenbuchsen aus messe ich etwa 80 mOhm, von den Polklemmen 70 mOhm und von den Bügeln 40 mOhm bis zum Kurzschluss im DIL-Sockel.

Um solche Messfehler bei zusätzlichen Adaptern grundsätzlich zu vermeiden, sollte man bei höheren Strömen die Sättigungsspannung UCE(sat) am Transistor bzw. die Flussspannung bei Leistungsdioden direkt am Objekt im DIL-Sockel mit einem DMM messen und sich nicht auf das Display des DY294 verlassen.

Übrigens habe ich mit den zunächst verwendeten billigen 2 mm-Bananenbuchsen und zugehörigen (gefederten) Steckern von aliexpress sehr schlechte Erfahrungen gemacht, weil es zu Kontaktproblemen kam (Übergangswiderstände bei 5 mOhm, jedoch ziemlich wackelig). Empfehlenswert sind hingegen die gefederten Buchsen (und ungefederten Stecker) von Hirschmann (Serie MBI 1/MST 3), etwa bei reichelt.de, deren gemessene Übergangswiderstände bei unter 3 mOhm lagen (verzinnt oder vergoldet).

Links

(erstellt 16.12.2022, zuletzt geändert 04.02.2023)

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