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Tag: DIY Tips

Erste professionell gefertigte selbst designte PCBs

Ich habe mich entschlossen, mal einen professionellen PCB-Service auszuprobieren - einfach um zu wissen, wie das geht, welchen Aufwand das mit sich bringt und ob ich dazu überhaupt fähig bin :-)
Nach einer intensiveren Suche im Internet fand ich diverse Anbieter aus allen möglichen Ländern und hier und da die Betonung, dass deutsche Fertigung die bessere Qualität gegenüber chinesischer Fertigung habe und ja auch eigentlich gar nicht mehr soooo viel teurer wäre.
Nach meinen Recherchen ist das relativ optimistisch formuliert und so habe ich keinen deutschen Anbieter gefunden, der mir auch nur ein halbwegs ähnlich gutes Angebot machen konnte, wie ich beim PCB-Service der Wahl (smart-prototyping - ein tip von einem muffwiggler-forumsmitglied) dann fand: 10 PCBs mit 10x10cm Maximalgröße für 11,90 $ oder 9,90 $ für 10 Stück 5x5cm Maximalgröße. Bei deutschen Anbietern kostet quasi jeweils 1 PCB den Preis von dort 10 Stück.
Also habe ich meinen MIDI-Trigger Converter soweit gequetscht und geschoben, dass er in die 5 cm rein passte und den MIDI-CV Converter soweit angepasst, dass nun auch die LM324er Chips direkt auf dem PCB verwendet werden können und nicht über einen kruden Adapter angeschlossen werden müssen ;-) .
Diese Designs habe ich dann aus Eagle heraus in Gerber-Files umgewandelt (gar nicht so trivial, aber smart-prototyping bietet hier alle nötigen setting-files für CAD-Programme (cam-jobs und dru-file mit den Designrules) an), mit gerbv geprüft und anschließend dort hochgeladen und bestellt.
Die Fertigung hat wenige Tage gedauert und der Versand lief mit DHL auch eigentlich sehr schnell. Was ich allerdings nicht bedacht hatte war, dass die Zollgebühren nicht wie sonst bei ausländischen Bestellungen oft schon vom Versender übernommen werden, sondern die DHL wollte das bei mir an der Wohnungstür abwickeln. Soweit so gut - die 19% des Warenwertes (irgendwas um 6 € herum) sollten kein Problem darstellen. Im Moment waren wir bei etwa 20 € PCBs, 20 € Versand und erwarteten 6 € Zoll. Insgesamt also unter 50 € für 20 PCBs. Leider wollte der DHL-Bote dann an der Tür erstens das Geld in bar haben und zweitens plötzlich statt den erwarteten 6 € einfach mal nochmal etwa 20 €. Wie ich dann später an der Hotline herausfand liegt das daran, dass die DHL eine sog. Bereitstellungsgebühr für die Zahlungsdienstleistung erhebt von 2 % des Warenwertes, mindestens aber irgendwas um die 14 €. Tolle Wolle - Danke DHL! So viel hatte ich in dem Moment nicht zur Hand und so musste ich mit dem Boten ausmachen, dass er es mir am nächsten Tag nochmal zustellt. Tolles Gefühl, wenn man so sehnsüchtig auf die ersten eigenen PCBs wartet und sie dann schon quasi zum greifen nah sind und man aber noch einen Tag warten muss. Großartig war auch noch die Ausrede, warum man nicht elektronisch zahlen konnte: Die Lesegeräte seien einfach zu oft ausgefallen, kaputt oder hätten keinen Empfang, da hat man sie einfach abgeschafft und Barzahlung zur Pflicht erhoben. Prima!
Naja - nun sind die PCBs ja da und sahen alle wunderbar aus! Klar sind es Erstlingswerke und daher hier und da noch nicht ganz so schick, wie es ginge. Beispielsweise ist der Bestückungsdruck von den Positionen her von mir etwas schlampig gearbeitet worden und ein paar Kondensatoren auf dem MIDI-Trigger Converter haben einen viel zu großen Footprint, aber rein funktional sollte alles so wie es ist funktionieren.
Einen MIDI-Trigger Converter (habe ihn MIDI Proc genannt, da er je nach Firmware natürlich auch völlig andere Dinge machen könnte - bspw. ein Clock-Divider für MIDI-Clock zur Verfügung stellen) habe ich dann auch gleich zusammen gelötet und bin mit dem Ergebnis sehr zufrieden! Die PCBs lassen sich toll löten und einen Smoketest hat das ganze Modul auch schon überstanden.

20 PCBs MIDI-Trigger, MIDI-CV MIDI-Trigger Converter professionelles PCB MIDI-Trigger Converter professionelles PCB MIDI-Trigger Converter professionelles PCB MIDI-CV Converter professionelles PCB MIDI-CV Converter professionelles PCB
Erste selbst designte PCBs professionell hergestellt

Transistor Matching

Transistormatching ist immer wieder ein Diskusionsthema in den diversen Synth DIY-Foren. Dabei gibt es von Ian Fritz eigentlich schon eine wunderbare Erklärung und Anleitung. Wichtig ist nach dieser also vor allem, dass man nicht nach dem hfe-Wert matcht, den man mit entsprechenden Aufsätzen auf ein Digitales Multimeter oder aber mit einigen sogar direkt messen kann, sondern dass die Verstärkungsdifferenz in Millivolt gemessen wird.
Dies kann mit dem von Ian Fritz entworfenem Schaltkreis wunderbar gemacht werden und wie auf den Fotos zu sehen ist, kann man diesen inklusive zweier Schalter auch ganz einfach und schnell auf einer Streifenrasterplatine aufbringen. Die beiden Schalter sind zum Umschalten zwischen einmal den Widerstandsanordnungen (diese sollten per Hand gematcht werden - 0,1% reichen hier nicht aus - das geht mit vernünftigen Multimetern genauer) und dann einmal für PNP- und einmal für NPN-Transistoren.
Für das eigentliche Matching habe ich folgendes Vorgehen: ein Transistor bleibt als Master-Transistor während des gesamten Messvorganges einer Charge von Transistoren immer im Socket eingespannt. Die weiteren Transistoren werden nun gegen immer denselben Transistor gematcht. Dabei ist darauf zu achten, dass Transistoren sehr temperaturempfindlich sind, wenn man die Differenz im Millivolt-Bereich misst. Insofern müssen neu eingesteckte Transistoren immer eine gute Weile (3-5 Minuten, oder länger - je nachdem, wie lange sich der Wert auf dem Multimeter noch ändert) drin bleiben, bevor man die Differenz auf einem Stück Papier notiert, an das man dann den Transistor an der Stelle ansteckt.
Hat man die ganze Charge duch, kann man nun sämtliche Transistoren mit paarweise gleichen oder möglichst minimalen Abständen zueinander als Paare nutzen.
Was sich bei dieser Messung auch zeigt ist, dass das allgmeine Urteil "heutzutage sind Transistoren, die nebeneinander auf der Rolle sind schon perfekt gematcht" auch nicht ganz hinkommt. Irgendwo geistert da die Zahl von 2 mV herum - dann wären laut Herrn Dr. Moog Transistoren gut genug gematcht. Schon bei meinen nur ~40 Transistoren gehen diese zwischen -2,4 und +1,3mV auseinander, was fast schon 4mV sind.
Wenn ich mir nun schon die Mühe schon mache, alle per Hand zu matchen, nehme ich dann natürlich auch diejenigen, die auch beim zehntel Millivolt noch denselben Wert liefern. Und wie es aussieht - die kamen wirklich alle von einer Rolle - werde ich auch zukünftig weiter per Hand matchen, wenn es um meine DIY Basteleien geht. So viel Luxus will dann doch schon sein.

Transistor Matching Transistor Matching Transistor Matching
Transistor Matching nach Ian Fritz

Potentiometer mit Rasterung

Eine nicht allzu gute Idee ist es, bei einem Alpha Potentiometer zu versuchen, die Rasterung entfernen zu wollen.
Ich habe mir zwei anti-logarithmische Potentiometer zu 100k bestellt und da es nicht anders ging (das waren die günstigsten) gleich dual-Gang Potentiometer ausgesucht. Das wäre alles nicht so schlimm, aber als sie ankamen, musste ich leider feststellen, dass sie beide gerastert waren - mit 40 Steps konnte man hier den Wert einstellen - sämtliche Zwischenwerte rasteten über kurz oder lang auf einen der beiden Rasterpunkte ein. Das ist natürlich nicht so schön, vor allem dann nicht wenn man bedenkt, dass sich schon leute Aufregen, bei MIDI die Rasterung mit immerhin 127 Schritten deutlich zu hören - wie das mit 40 Schritten klingt, wollte ich mir nichtmal erst überhaupt noch anhören.
Also beschloss ich, mal ein solches Potentiometer zu öffnen und zu gucken, ob ich durch einfaches Herausbrechen oder umbiegen eines Teils den gewünschten Erfolg haben würde.
Leider sind jedoch die Alpha Potentiometer überhaupt nicht darauf ausgelegt, geöffnet zu werden und gerade die Rasterung befindet sich an der absolut unzugänglichsten Stelle überhaupt: direkt unter dem Schaft ist in der Halterung selbigens eine Zahnradstruktur eingelassen und darüber schleift bei der Bewegung des Schaftes ein Metallteil. Dieses kann man nun zwar wegbiegen, hat das restliche Potentiometer aber zu diesem Zeitpunkt bereits derart zerstört, dass man es nicht mehr zusammen gebaut bekommt. Aus in ein anderes Potentiometer bekomme ich nun den eigentlich noch intakten Schleifwiderstand nicht eingebaut, da dieser in den normalen (nicht Dual-Gang) Potentiometern per Plastikknauf fest mit dem Schaft verbunden und so an diesen fixiert ist. Blöde Bauweise.
Immerhin weiß ich nun, wie man ggf. mal ein solches Potentiometer gründlich reinigen kann - wieder zusammenbauen kann man es nämlich, wenn man nur die Verschlussklappe entfernt und nichts weiter macht.

Das geöffnete und auseinander gebaute Potentiometer neben seinen intakten Kollegen
Das geöffnete und auseinander gebaute Potentiometer neben seinen intakten Kollegen