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Flippermarkt.de - HowTo - PinLED 5V Nachrüstung

Nachrüstung der Stromversorgung auf LED-DMD-Panels des Herstellers PinLED.
 

von Buja85

Die LEDs und ICs für deren Ansteuerungen werden mit einer Spannung in Höhe von +5 V betrieben.
Wenn alle LEDs eingeschaltet sind, fließt ein Strom von ca. 1,2 A.
Nun gibt es Flipper, deren +5-V-Stromversorgung mit diesen zusätzlichen 1,2 A belastet werden kann, so die S.A.M.-Geräte des Herstellers Stern.
Bei WPC-Geräten ist dies nicht der Fall, und bei früheren Geräten von Stern sowie denen anderer Hersteller meist auch nicht, zumindest ist es ungewiss.
PinLED hat auf den Panels eine Stromversorgung vorgesehen, bestehend aus Gleichrichtung und nachgeschaltetem DC/DC-Wandler, so dass das Panel aus einer Stromquelle versorgt werden kann, die Wechselstrom im Bereich 6,6 -10 VAC oder Gleichstrom im Bereich 10 -15 VDC liefert.
Eine derart geeignete Stromquelle ist bei allen Flippern vorhanden.
Für die S.A.M.-Geräte liefert PinLED eine Panel-Version, bei der sämtliche Bauelemente für die Stromversorgung fehlen und der Strom über Drahtbrücken direkt an die Verbraucher geführt wird, da die +5 V dieser Flipper die zusätzliche Belastung aushalten.
Um diese Panels in WPC-Geräten und denen anderer Hersteller zu betreiben, wo die +5 V nicht zusätzlich in dieser Höhe belastet werden können, muss die Stromversorgung auf dem Panel nachgerüstet werden, wie im Folgenden beschrieben wird.
Bild 1 zeigt ein nachzurüstendes Panel mit den erwähnten Drahtbrücken (drei Stück).
Daneben das Kabel für die Stromversorgung sowie den Zwischenstecker, der bei den S.A.M.-Geräten auf dem CPU-Board in der Datenleitung zum Panel sitzt.
Dieser Zwischenstecker ist bei anderen Geräten nicht erforderlich.


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Bild 2 zeigt in einem Auszug aus den Schematics von PinLED die Bauelemente, welche wir für die Nachrüstung benötigen.

Nämlich:
1 x Sicherungshalter 6,3 x 32 mm oder 5 x 20 mm
1 x Sicherung 2 A träge (wir sind da etwas großzügiger)
4 x Diode P600D (wie sie auch auf WPC95-PDBs verwendet wird), BY500-xxx oder äquivalent
2 x Kondensator 2.200 µF, 25 V, 105 ºC, Radial (RS-Components 3654161)
1 x DC/DC-Wandler Tyco Electronics AXA003A0X-SRZ oder AXA003A0X-SR (RS-Components 152-546 )
1 x SMD-Widerstand Bauform 1206, 470 Ω
1 x SMD-Widerstand Bauform 1206, 1 kΩ
      alternativ zu den beiden SMD-Widerständen:
1 x Präzisionswiderstand (1 % oder besser) 1,5 kΩ, 1/8 W

Bei den Kondensatoren sind 105 ºC wichtig wegen der schnellen Lade- und Entlade-Zyklen.
Auf Bild 3 sehen wir alle erforderlichen Teile.

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Im unteren Bereich finden wir zusätzlich zu den Teilen der vorstehenden Liste zwei Quetschverbinder (mit denen später der Strom „gestohlen“ wird) und zwei Stück Tyraband zur Fixierung der Kondensatoren.
Die Materialkosten belaufen sich auf maximal 15 Euro einschließlich Steuer und Versand.
Das Einlöten der SMD-Widerstände ist eine äußerst mühselige Angelegenheit.
Man sollte also die Alternative in Betracht ziehen, einen normalen Widerstand zu verwenden.
Die Aufrüstung beginnt mit der Entfernung der drei Drahtbrücken. Diese werden zunächst durchgekniffen, dann werden die Drahtstummel einzeln ausgelötet und die Lötaugen und Lödpads freigesaugt.
Das Panel wurde bleifrei gelötet, deshalb muss man mit einem „Bräter“ ran oder die Temperatur an der Lötstation erhöhen.
Die eigenen Lötungen können mit bleihaltigem Lötzinn erfolgen.
Wir beginnen mit dem Einlöten des DC/DC-Wandlers.
Dazu muss eine der LED-Tafeln vorsichtig herausgehebelt werden, um Zugang zu den Lötpads zu schaffen.
Danach sieht es aus, wie auf nachstehendem Bild 4 gezeigt.


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Die fünf Lötpads für den DC/DC-Wandler und die vier für die SMD-Widerstände werden verzinnt, nicht zu dick und in gleichmäßiger Stärke.
Der DC/DC-Wandler wird in Position gebracht und an einem der beiden unteren Anschlüsse mit der heißen Lötspitze fixiert.
Alsdann werden die vier übrigen Anschlüsse gelötet, bei Bedarf unter Zuführung von ein wenig weiterem Lötzinn, und zum Schluss der ursprünglich für die Fixierung benutzte.
Danach sind die beiden SMD-Widerstände an der Reihe.
Schließlich wird die LED-Tafel wieder eingesteckt und durch vorsichtiges Drücken so ausgerichtet, dass sie mit den anderen wieder fluchtet.
Das Ergebnis sehen wir auf Bild 5.


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Wie schon erwähnt, ist das Einlöten der beiden SMD-Widerstände sehr mühsam, auch wenn man mit Heißluft arbeitet.
Die Montage eines normalen Widerstandes wäre sehr viel einfacher, er gehört dann zwischen die beiden äußeren Lötpads.
Nun werden die übrigen Bauelemente montiert, wie im nachfolgenden Bild 6 gezeigt.

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Damit ist die Aufrüstung abgeschlossen.
Wir sehen hier übrigens, dass auch für die längeren Sicherungshalter Bohrungen vorhanden sind.

Noch ein Wort zu den Widerständen:
Die Ausgangsspannung des DC/DC-Wandlers wird durch einen externen Widerstand eingestellt. Dazu gibt es eine Formel, die hier aber nicht interessiert.  Die Werte für gängige Ausgangsspannungen sind aus der nebenstehenden Tabelle ersichtlich. Für die gewünschten +5 V sind 1.472 kΩ erforderlich. Um diesem Wert möglichst nahe zu kommen, hat PinLED zwei Widerstände in Reihe gelegt, 470 Ω und 1 kΩ, wodurch der Zielwert nur um nominell 2 Ω verfehlt wird.
Wenn zur Erleichterung der Umrüstung ein normaler Widerstand mit einem Wert von 1,5 kΩ genommen wird, ergibt sich eine Ausgangsspannung von etwa +5,1 V, was für LEDSs und ICs unschädlich ist.Woher holen wir nun den Strom für das aufgerüstete Panel?
Es kann Gleichstrom sein oder Wechselstrom. Die Polung spielt übrigens auch bei Gleichstrom keine Rolle.
Wichtig sind die Daten des DC/DC-Wandlers. Der hier verwendete ist für eine Eingangsspannung zwischen +8,3 V und +14 V spezifiziert.
Bei vielen Flippern wird eine unregulierte Gleichspannung von +12 V bereitgestellt, die grundsätzlich in Betracht kommt. Wie bei den +5 V ist aber meist ungewiss, ob zusätzlich Strom von 1,2 A gezogen werden kann.
Man wird deshalb in der Regel einen geeigneten Wechselstrom anzapfen.
Wir haben hier eine Brückengleichrichtung. Unter Berücksichtigung der Durchlassspannung der Dioden beträgt der Bereich der Wechselspannung ca. 6,6 VAC – 10 VAC, um Gleichspannungen in der für den DC/DC-Wandler zulässigen Höhe zu erhalten.
Bei WPC- und WPC95-Geräten ist die GI-Spannung mit 6,8 VAC spezifiziert.
Dort könnte man sich den Strom holen, allerdings liegt der Spannungswert hart an der untern Grenze.
Auf der sicheren Seite ist man mit einer höheren Wechselspannung.
Bei WPC- und WPC95-Geräten kommen die 9 VAC in Betracht, aus denen nach Gleichrichtung und Stabilisierung auf dem PDB die +5 V erzeugt werden.
Bei WPC-Geräten wird der Strom über zwei rote Kabel an die Pins 1 und 2 des Steckers J101 geführt.
Diese beiden Kabel werden über die Quetschverbinder mit den Stromversorgungskabeln des Panels verbunden.
Bei WPC95-Geräten führen die anzuzapfenden roten Kabel an die Pins 1 und 2 von Stecker J129.
Auch bei Geräten anderer Hersteller wird die Wechselspannung, aus der letztlich die +5 V entstehen, meist um die 9 VAC betragen. Das muss jeweils anhand der Dokumentation oder durch Messung verifiziert werden

Buja85 – Version 1.0 – 1.7.2009

 

Seite zuletzt geändert am: 03.07.2009, 12:22 von Dr. Jones
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