Manchmal ist es doch recht nützlich, signalisiert zu bekommen, daß sich ein Gerät mittlerweile selbst abgeschaltet hat. Wer mag es schon, daß z.B. die Kaffee- oder Waschmaschine stunden- oder tagelang eingeschaltet bleibt, nur weil man es (mal wieder ?) verpennt hat, diesen Zustand zu kontrollieren ? Das kann man doch auch einem "Brocken Elektronik" überlassen !

Der akustische Signalgeber ist recht schnell aufgebaut: Zwei Operationsverstärker als astabile Multivibratoren geschaltet (einer fü den Ton, der andere für die Modulation), ein paar Transistoren und Elkos erzeugten schonmal einen halbwegs erträglichen, "glockenähnlichen" Signalton (das Gerät soll ja schliesslich dezent signalisieren und nicht ein nervtötendes Getöse erzeugen).

Nun gehts aber ans "Eingemachte": Wie stelle ich am einfachsten fest, daß in einer Leitung Strom fliesst ? Da war doch was mit einem Magnetfeld um einen stromdurchflossenen Leiter ? Und da es sich in diesem Fall um Wechselstrom handelt, müsste sich da doch etwas mit einer transformatorähnlichen Konstruktion machen lassen. Viele Windungen auf der Primärseite kann ich mir jedoch nicht leisten, da sich sonst schon allein durch den Draht der Wicklung eine ohmsche Komponente ergibt, an der dann Verlustleistung in Form von Wärme entstehen würde (und das ganze Gerät möglicherweise "abfackelt"). Bei 0,1 Ohm und einem Strom von z.B. 10A (was bei einigen Geräten durchaus ein normaler Wert ist) wären das schon 10W Wärme ! Also muss der "Nutzkreis" so niederohmig wie möglich werden. Daher bleibt mir nichts anderes übrig, als meine "Primärwicklung" auf eine (recht dicke) Leitung zu begrenzen, die durch einen Ringkern (T50-2) führt. Nur wieviel Windungen sind dann sekundär notwendig ? Die bekannten Transformator-Formeln helfen mir da nicht viel weiter, da einerseits die Primärspannung unbekannt ist (Spannungsabfall über dem Stück Leitung ?) und ich andererseits nur schlecht die Anzahl der Primärwindungen bestimmen kann (Ist eine Durchführung nun eine halbe oder eine ganze Windung ?). Also habe ich erstmal den "Stromwandler" mit 10 Windungen Schaltlitze bewickelt, eine Leitung zu meinem Teststromkreis (60W-Glühbirne) durchgeschleift, und die Ausgangsspannung mit dem Oszilloskop gemessen: Ach herjee, selbst bei der empfindlichsten Einstellung (5mV/cm) ist eine Ausgangsspannung grad mal zu erahnen ! Also brauche ich wesentlich mehr Windungen ! Ok, ich kann zwar recht dünnen Draht dafür verwenden (0.1mm CuL), aber wie bekomme ich den auf den Ringkern ? Nach einem Abend Wickelaktion nach der "Durchzieh"-Methode (und etlichen Flüchen über verdrehten/verknoteten Kupferlackdraht) befanden sich etwa 200 Windungen auf dem Kern. Das hat zu reichen ! Den Rest muss dann also ein Operationsverstärker mit entsprechender Verstärkung übernehmen ! Eine entsprechende Testschaltung funktioniert zwar, zeigt aber sehr starke Schwankungen in der Empfindlichkeit. Wie ist das denn möglich ? Eine Messung des Signals am Ausgang des Verstärkers zeigt Impulse im Abstand von ca. 2µS. Der Übeltäter war schnell ausgemacht: Ein an der gleichen Verteilerleiste angeschlossenes Schaltnetzteil "verseucht" die Netzspannung mit hochfrequenten Spitzen, die meine Stromflusserkennung gehörig stören. Also schalte ich den vierten Operationsverstärker des verwendeten TL084 als aktives Filter für 50Hz und bekomme damit gleichzeitig noch etwas mehr Verstärkung. Danach funktioniert die Testschaltung (in Form eines "Bauteilknäuels") etwa so, wie ich mir das gedacht habe. Also ist es an der Zeit, dafür ein Leiterplatten-Layout zu erstellen. Fü diesen Schritt verwende ich wieder die Freeware-Version des Programms "EAGLE V3.55r3" für Linux. Diesmal ist zwar (aufgrund des zu verwendenden Stecker-Gehäuses) die benötigte Fläche innerhalb der Grenzen dieser Programmversion, jedoch ist die Packungsdichte fü eine Lochrasterplatte recht hoch, sodaß das Plazieren der Bauteile für eine möglichst optimale Leiterbahnführung doch mehrerer Anläufe bedarf. Dennoch lässt es sich nicht vermeiden, daß einige wenige "Leiterbahnen" (meist Betriebsspannung) in Form von Schaltlitze verlegt werden müssen. Diese Leitungen sind im Layout als Leiterbahnen auf der Bestükungsseite markiert.

Hier die entsprechenden Files zum Download:

Schaltplan (40kB)
Layout (24kB)

Zum Aufbau der Platine habe ich (in meiner üblichen Manier) eine Lochraster-Platte mit Lötpunkten verwendet und die kurzen (oder sehr verwinkelten) Leiterbahnen durch Lötzinnbrücken realisiert. Die längeren Stücke enthalten ein Stück versilberten Schaltdraht zur Verringerung des Leitungswiderstandes. Die beiden netzspannungsfürenden Leitungen sind als Schaltlitze ausgeführt und auf der Lötseite mit Heisskleber isoliert (verkleistert).

Bei den ersten Tests zeigt sich ein recht eigentümliches Verhalten des Gerätes: In den meiste Fällen funktioniert die Schaltung recht gut, nur in einigen Steckerleisten signalisiert es selbst ohne eingesteckten Verbraucher überhaupt nicht. Nach ein paar Versuchen stand fest, daß dieser Effekt nur auftrat, wenn das Gehäse aufgrund der Anordnung der Anschlußdosen längst der Steckerleiste eingesteckt war. Hier bestand also wahrscheinlich eine kapazitive Kopplung zwischen den in der Steckerleiste verlegten Leitungen und den Leiterbahnen des Eingangsfilters. An diese Möglickeit hatte ich beim Erstellen des Layout nun überhaupt nicht gedacht. Also habe ich die Platine wieder ausgebaut und etwas Schaltlitze auf ein Stück Alufolie gelötet. Die Folie nahm - entgegen einiger Behauptungen, Aluminium wäere nur sehr schlecht lötbar - das Lötzinn recht gut an, nachdem ich etwas Kupferpulver (Schleifstaub) auf die zu verzinnende Stelle gestreut hatte (Zufall ??). Diese Folie habe ich dann in das Gehäuse (unterhalb der Leiterplatte) geklebt und mit Hilfe eines exakt zugeschnittenem Stücks dünner Pappe gegen mögliche Kurzschlüsse gesichert. Nach erneutem Einbau der Platine und Verbinden der "Abschirmleitung" mit der Masseleitung zeigte sich kein störender Einfluss mehr. Nur die Empfindlichkeit der Konstruktion liess etwas zu wünschen übrig (die Ansprechschwelle lag bei ca. 40W). Nach den Erfahrungen mit der kapazitiven Kopplung schien mir eine Erhöhung der Verstärkung nicht grad ratsam. Also muss das Ausgangsignal meines Stromwandlers grösser werden ! Also nochmal 200 Windungen auf den Ringkern wickeln ? Aber bitte mit einem anderen Verfahren als die ersten 200 Windungen (die ich immernoch in schlechter Erinnerung habe) ! Recherchen über die Funktionsweise von Automaten, mit denen industriell Ringkerne bewickelt werden, brachten mich nicht sonderlich weiter (das Verfahren mit der auftrennbaren "Zwischenspule", von der aus dann der eigentliche Ringkern bewickelt wird, ist im "Heimbereich" nur schwer realisierbar). Aber vielleicht der Vorschlag eines freundlichen OMs in der abendliche 2m-Runde, der mir riet, es mal mit mit einer "Anleihe" bei den Webern zu versuchen ? Dieser Hinweis schien mir zuerst etwas seltsam, brachte mich aber doch zu einer halbwegs praktikablen Methode: Wenn ich in ein Stückchen Rundholz (ca. 3mm Durchmesser, 40mm lang) an den Stirnseiten ca. 5mm tiefe und gut 1mm breite Kerben feile, kann ich darauf die ca. 4m Draht aufwickeln, die ich für 200 weitere Ringkernwindungen benötige. Und das so bewickelte "Weberschiffchen" lässt sich immernoch bequem durch den Ringkern schieben und verhindert so das elende Verdrehen und Verknoten des restlichen Drahtvorrats. Mit dieser Methode waren recht flott die zusätzlichen Windungen aufgebracht und erhöhten die Ansprechempfindlichkeit auf ca. 25W. Nun noch einen Schalter und eine Sicherung in die Zuleitung der Platine eingebaut (für einen Sicherunghalter war leider kein Platz mehr vorhanden, daher musste die Sicherung in einem Stück Schrumpfschlauch "verschwinden"), den Übergangswiderstand der dicken Verbindungen zwischen Netzstecker und Steckdose noch einmal überprüft, das Gehäuse verschraubt, und fertig war der "Abschalt-Erinnerer":

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Für die Funktionalität und die elektrische Sicherheit von Nachbauten dieses Gerätes kann ich keinerlei Verantwortung übernehmen. Eine kommerzielle Verwertung der Konstruktion ist nur mit meiner ausdrücklichen Genehmigung zulässig.

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