[Effekt] - Workshop paraQ parametrischer EQ stompbox

von elkulk, 18.06.07.

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  1. elkulk

    elkulk Bass-Mod & HCA Bass/Elektronik Moderator HCA

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    Erstellt: 18.06.07   #1
    Teil 1: Allgemeines, Schaltung

    Vorab ...
    Der paraQ ist ein 4-bandigen Equalizer, bei dem neben Reglern für die Bass- und Höhenfrequenzen semiparametrische Einstellmöglichkeiten für zwei weitere Frequenzbänder vorhanden sind. Semiparametrisch bedeutet, dass sich neben der Anhebung bzw. Absenkung (boost bzw. cut) eines Tonfrequenzbereichs auch die Centerfrequenz in einem gewissen Bereich einstellen lässt.
    Der Sinn eines semiparametrischen Equalizers für den E-Bass ergibt sich aus den relativ effektiven Klangregelmöglichkeiten, die ein solches Gerät zur Verfügung stellt. Mit wenigen Handgriffen lässt sich der Grundsound des Instrumentes stark verändern.
    Während semiparametrische Equalizer in Bassverstärkern noch relativ häufig anzutreffen sind, gibt es kaum Bodeneffekte mit solchen Schaltungen.
    Einige Bassisten suchen aber gerade ein solches Bodeneffektgerät, um mit einem einzigen Tritt schnell eines zweiten Klang abrufen zu können.

    Dieser Workshop soll eine Bauanleitung für solch ein Bodeneffektgerät sein.
    Allerdings möchte ich diejenigen warnen, die darüber zwar begeistert sind, jedoch bisher keine Erfahrung mit dem Löten oder dem Selbstbau (diy - do-it-yourself) von elektronischen Geräten haben: Der paraQ basiert auf einer relativ umfangreichen Schaltung und ist meiner Meinung nach nicht für Anfänger geeignet. Sowohl das Löten (vgl. Workshop von AK: https://www.musiker-board.de/vb/faq-workshop/faq-w...en-loeten.html) sollte locker und sauber von der Hand gehen, als auch sollten einige Grundkenntnisse der Elektrik und Elektronik (s. weitere Workshops von AK zu Bauteilen) und deren praktische Umsetzung beherrscht werden.
    Wer diese Grundkenntnisse nicht besitzt oder bisher nie ein Effektgerät gebaut hat, sollte besser zunächst an einem oder zwei Bausätzen Erfahrungen sammeln und üben.

    Die Schaltung
    Beim Entwurf des paraQ war es nicht mein Anspruch, solch eine Schaltung von Grund auf neu zu erfinden.
    Der eigentliche 4-bandige Equalizer basiert auf der Schaltung, die in den Mikrophonkanalzügen der Soundcraft 2400-Mischpulte verwendet wurde. Ergänzt habe ich diese Schaltung um je einen Eingangs- und einen Ausgangsschaltkreis. Außerdem hatte ich den Anspruch, dass es möglich sein sollte, dieses Gerät mit den üblichen 9V-Gleichstromnetzteilen zu betreiben. Dafür war ein interner Stromwandler erforderlich, der die unsymmetrische +9V-Spannung in eines symmetrische ca. +/-15V-Spannung verändert, welche für den störungsfreien Betrieb des Equalizers erforderlich ist. Weiterhin habe ich den für Bodeneffekte üblichen Fußschalter zum Umschalten von True-Bypass auf Effekt, die Status-LED samt Schalteinheit, einen Batterieanschluss, die Buchse für das 9V-Netzteil und einen Verpolungsschutz integriert
    Wer die Entwicklungsgeschichte etwas nachvollziehen will, kann gerne im Musikdingforum nachlesen: http://forum.musikding.de/yabbse/index.php?topic=6650.0. An dieser Stelle mein Dank all denen, die mir dort oder per PM geholfen haben.

    Wie geht das nu´ ? - Schaltung kurz erklärt
    Das Eingangssignal gelangt zuerst in einen Operationsverstärker, Opamp (IC1A), der als reiner Impedanzwandler beschaltet ist. Er dient dazu, den Eingang von der eigentlichen Klangregelung abzukoppeln und einen unerwünschten Einfluss auf das vom Bass kommende Signal zu vermeiden.


    [​IMG]

    Danach folgt um IC2A die Hochtonregelung, die eine Kuhschwanzcharakteristik (shelving) aufweist und ihre Maximalwirkung bei den Frequenzen oberhalb 10kHz zeigt. P1 bezeichnet den zugehörigen Regler (Potentiometer, Poti).
    Mit P2 werden cut und boost im oberen semiparametrischen Frequenzband geregelt; mit dem Doppel-Poti P3 lässt sich die zugehörige Centerfrequenz im Bereich zwischen 700Hz und 10kHz einstellen. P4 ist für cut und boost im unteren semiparametrischen Band und Doppel-Poti P5 für die Veränderung der Centerfrequenz zwischen 140Hz und 2,2kHz zuständig.
    Die Bassfrequenzen werden durch P6 bzw. dem Bereich um IC3B wie im Höhenband mit Shelving-Charakteristik angehoben bzw. abgesenkt; Maximalwirkung bei den Frequenzen unterhalb 50Hz.
    Mit P7 folgt der Regler für den Gesamtpegel, der über den als Verstärker beschalteten Opamp IC1B bereitgestellt wird.

    Alle diese Komponenten werden mit Ausnahme der Potis, die über dünne Kabel (Litzen) angeschlossen werden, beim Bau des Effektgerätes auf einer Platine verlötet. Dazu kommen noch einige Bauteile für den Verpolungsschutz, die Schaltung der LED und vor allem den Spannungswandler.

    [​IMG]

    Der Spannungswandler wird mit IC4 realisiert, der mit hoher Frequenz Elektrolytkondensatoren sich auf- und entladen lässt. Durch die spezielle Anordnung von Dioden kommt es dabei gleichzeitig zu einer näherungsweisen Verdoppelung der Eingangsspannung (auf ca. +17,2V) und Invertierung der verdoppelten Spannung (-17,2V).
    Dem Spannungswandler vorgeschaltet ist der Verpolungsschutz mittels des P-channel MOS-FET BS250, der die Spannung nur dann durchschaltet, wenn sie die korrekte Polung aufweist (http://www.geofex.com/Article_Folders/mosswitch/mosswitch.htm).
    Der N-channel-MOS-FET BS170 wiederum dient als Schalter für die LED. Diese Schaltung, von der verschiedene Versionen existieren, wird üblicherweise "Millenium Bypass" genannt.

    Damit sind nun alle Bauteile berücksichtigt, die auf der Platine ihr Zuhause finden sollen.

    Bauteileliste:

    Metallschichtwiderstände 1% Toleranz:
    R1: 2M2
    R2,R28: 1M
    R3,R25: 10k
    R4,R6,R11,R12,R17,R18,R20,R22: 6k8
    R5,R7: 220k
    R8,R13,R14,R19,R26: 22k
    R9,R15,R21: 4M7
    R10,R16: 4k7
    R23: 12k
    R24: 27k
    R27: 100k
    R29: 1-10k

    Kondensatoren:
    C1,C12: 100n MKT
    C2,C16,C19: 1µ/16V Elko
    C3: 1n2 MKT
    C4,C5,C8,C14,C18: 100p Keramik
    C6: 3n3 MKT
    C7: 1n5 MKS
    C9: 15n MKT
    C10: 6n8 MKT
    C11,C13: 47n MKT
    C15: 22µ/16V Elko
    C17: 47µ/25V Elko
    C20,C24,C25: 100µ/25V Elko
    C21,C22,C23: 10µ/25V Elko

    Dioden:
    D1: 1N4148
    D2 - D6: 1N5817 / BAT41

    Dual-Operationsverstärker/Opamps:
    IC1,IC2,IC3: TL72P

    Switched-Capacitor Voltage Converter, Regulator:
    IC4: LT1054

    Transistoren:
    Q1,Q2: BC549C
    Q3: BS250
    Q4: BS170

    Potentiometer (nicht auf der Platine):
    P1,P2,P4,P6: 50k lin
    P3,P5: dual 100k neg log
    P7: 50k log
     
  2. elkulk

    elkulk Threadersteller Bass-Mod & HCA Bass/Elektronik Moderator HCA

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    Erstellt: 19.06.07   #2
    Teil 2: Beschaffung der Bauteile
    Wer das Ding nun haben will und deshalb ans Bauen gehen muss/darf, braucht erst mal die Teile.
    (bitte Links vor dem Bestellen überprüfen!!)

    Lochrasterplatine:
    100x50mm http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=80_91&products_id=358

    Metallschichtwiderstände 1% Toleranz:
    R1: 2M2 http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=69_75&products_id=318
    R2,R28: 1M http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=69_75&products_id=316
    R3,R25: 10k http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=69_73&products_id=292
    R4,R6,R11,R12,R17,R18,R20,R22: 6k8 http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=69_72&products_id=290
    R5,R7: 220k http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=69_74&products_id=308
    R8,R13,R14,R19,R26: 22k http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=69_73&products_id=296
    R9,R15,R21: 4M7 http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=69_75&products_id=321
    R10,R16: 4k7 http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=69_72&products_id=288
    R23: 12k http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=69_73&products_id=293
    R24: 27k http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=69_73&products_id=297
    R27: 100k http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=69_74&products_id=304
    R29: 1k http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=69_72&products_id=282 Vorwiderstand für die LED (für blaue LED evtl. wesentlich größer - bis 5k - für rote oder gelbe LED evtl. kleiner - 470Ohm; zur Berechnung des minimalen Vorwiderstandes: http://www.bader-frankfurt.de/widerstandberechn.htm )

    Kondensatoren (RM=Rastermass, bei Elko RM=2 oder 2,5mm, bei MKT RM=5mm):
    C1,C12: 100n MKT http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=56_59_89&products_id=521
    C2,C16,C19: 1µ/16V Elko http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=56_57_128&products_id=213
    C3: 1n2 MKT RM=7,5mm http://www.banzaieffects.de/MKH-1-2nF-400V-pr-18030.html
    C4,C5,C8,C14,C18: 100p Keramik http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=56_58&products_id=422
    C6: 3n3 MKT http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=56_59_89&products_id=640
    C7: 1n5 MKS RM=2,5mm http://www.banzaieffects.de/WIMA-MKS02-1-5nF-63V-pr-18012.html
    C9: 15n MKT http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=56_59_89&products_id=519
    C10: 6n8 MKT http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=56_59_89&products_id=511
    C11,C13: 47n MKT http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=56_59_89&products_id=520
    C15: 22µ/16V Elko http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=56_57_128&products_id=217
    C17: 47µ/25V Elko http://www.banzaieffects.de/47uF-35V-Radial-pr-17916.html
    C20,C24,C25: 100µ/25V Elko http://www.banzaieffects.de/100uF-25V-Radial-pr-17923.html
    C21,C22,C23: 10µ/25V Elko http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=56_57_128&products_id=216

    Dioden:
    D1: 1N4148 http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=46_49&products_id=145
    D2 - D6: 1N5817 http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=46_94&products_id=567

    ICs:
    IC1,IC2,IC3: TL72P http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=63_66&products_id=258
    IC4: LT1054 http://www.reichelt.de/?SID=25@TQX0...13;ARTICLE=10876;START=0;SORT=artnr;OFFSET=16
    IC-Sockel (4x) http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=63_65&products_id=590

    Transistoren:
    Q1,Q2: BC549C http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=60_76&products_id=338
    Q3: BS250 http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=60_61&products_id=344
    Q4: BS170 http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=60_61&products_id=343

    Potentiometer:
    P1,P2,P4,P6: 50k lin http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=50_54&products_id=203
    P3,P5: dual 100k neg log http://www.banzaieffects.de/Marshall-Pot-100k-Stereo-REV-log-16mm-pr-15770.html
    P7: 50k log http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=50_54&products_id=204


    Für Montage, Verkabelung und das Gehäuse kommen noch dazu:
    4 St. Platinenhalterungen/Miniaturabstandhalter Ø3,2mm http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=80_93&products_id=598
    Litzen hier aussuchen http://www.musikding.de/index.php?cPath=79
    LED 3mm bzw. 5mm evtl. mit Halterung, hier aussuchen http://www.musikding.de/index.php?cPath=46_55
    Klinkenbuchse Mono http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=38_117_135&products_id=1140
    Klinkenbuchse Stereo http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=38_117_135&products_id=666
    Fußschalter 2pdt (2xum) http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=33_43&products_id=527
    DC-Buchse isoliert, für Innenmontage http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=38_118&products_id=663
    Batterieclip http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=38_118&products_id=172
    Batteriehalterung vertikal http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=38_118&products_id=542
    7x Poti-Knöpfe, Außen-Ø max. 13/14mm hier aussuchen http://www.musikding.de/index.php?cPath=36_97
    Alu-Gehäuse Typ BB http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=34&products_id=127
     
  3. elkulk

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    Erstellt: 23.06.07   #3
    Teil 3: Löten und Bauen

    Übersicht
    In diesem und den nächsten Teilen des Workshops geht es darum, den paraQ nun wirklich zu bauen.
    Folgende Abschnitte sind zu erledigen:
    a) Zuschnitt und Bohren der Lochrasterplatine
    b) Bestückung der Platine
    c) Löten der Leiterbahnen und Verlöten der Litzen
    d) Verkabelung und Test der Schaltung

    Erforderliches Werkzeug/Material
    (vgl. Grundlagenartikel „Löten“ von AK, https://www.musiker-board.de/vb/faq-workshop/70918-grundlagen-loeten.html, dort v. a. die Bilder 3 und 4)

    • Laubsäge oder kleine Bohrmaschine mit Trennscheibe (Bohrmaschine am besten mit Bohrständer)
    • 3,2- oder 3mm-Holz- oder Metallbohrer
    • Lötkolben mit feiner Lötspitze
    • Lötzinn, ca. 1mm Stärke
    • Entlötsauglitze oder Entlötsaugpumpe (für alle Fälle bei Fehlern)
    • Seitenschneider
    • Biegelehre für Bauteile (http://www.musikding.de/product_info.php?cPath=51_131&products_id=490)
    • Spitzzange zum Greifen, Halten und Biegen von Bauteilen
    • Messer zum Abisolieren der Litzen
    • versilberter Kupferdraht, ca. 0,6mm oder Drahtreste (für die Drahtbrücken)
    • Multimeter (für die Tests)
    Zur Veranschaulichung der einzelnen Vorgehensschritte habe ich neben Fotos auch Grafiken verwendet, die mit Hilfe des Layoutprogramms „DIY Layout Creator“ erstellt wurden.

    a) Zuschnitt und Bohren der Lochrasterplatine
    Als erstes sollte die Lochrasterplatine auf die passende Größe gebracht werden.
    Für die Schaltung ist eine Fläche von 29 mal 19 Lötaugen erforderlich. Zum Heraustrennen aus einem größeren Platinenstück eignen sich nach meiner Erfahrung eine Laubsäge oder auch eine kleine Bohrmaschine („Dremel“ oder ähnliches) mit einer Trennscheibe. Mit letzterem geht es so schnell, dass schon etwas Vorsicht angesagt ist, um nicht versehentlich schräg oder zu viel abzuschneiden. Die Kanten der zurechtgestutzten Platine können ein wenig mit Schleifpapier oder einer Feile entgratet werden.
    Zunächst die noch leere, aber auf die richtige Größe gebrachte Platine:

    [​IMG]

    Anschließend werden die Löcher für die Miniaturabstandhalter, die zur Befestigung im Gehäuse dienen, gebohrt. Dafür ist ein 3,2mm-Bohrer optimal. Zur Not tut es auch ein 3mm-Bohrer, das Loch muss dann aber noch leicht ausgeweitet werden (z. B. per Hand mit dem Bohrer).
    In folgende Löcher der Platine wird möglichst genau mittig gebohrt, damit die angrenzenden Lötaugen nicht beschädigt werden – Angaben der Koordinaten von der Oberseite, der Bestückungsseite betrachtet (die Unterseite ist die mit den Lötaugen):

    e8 q3 c27 q25

    [​IMG]

    b) Bestückung der Platine
    Bei der Beschreibung der Bestückung gehe ich nach Bauteilgruppen vor, damit es möglichst übersichtlich bleibt. Um das Arbeiten zu erleichtern, ist es günstig, mit den flachsten Bauteilen, den Drahtbrücken, zu beginnen. Hinsichtlich des Vorgehens beim Löten verweise ich hier noch mal auf den Grundlagenartikel von AK (https://www.musiker-board.de/vb/faq-workshop/70918-grundlagen-loeten.html), dort v. a. Abschnitt „Platinen“ und Bild 6 – Löten von Bauteilen.


    Zuerst die Drahtbrücken:

    [​IMG]


    Dann folgen die Dioden D1 1N4148 und D2-D6 jeweils 1N5817 (bitte auf die richtige Polung achten, die Doppellinie in der Grafik steht für den Markierungsring, die Kathode, an den Dioden):

    [​IMG]


    Jetzt wird es langsam etwas voller: die Widerstände. Wie zu erkennen ist, wurden sämtliche Widerstände auf ein Rastermaß RM von 7,5mm geplant. Somit lassen sie sich ohne Biegelehre zum Löten vorbereiten, indem die Drähte direkt auf beiden Seiten des Widerstandkörpers abgebogen werden:

    [​IMG]


    IC-Sockel. Diese werden ohne eingesetzten IC verlötet:

    [​IMG]


    Folienkondensatoren (MKT, MKS) und Keramikkondensatoren; hier am besten zuerst die MKTs und MKS (C1, C3, C6, C7, C9, C10, C11, C12, C13) verlöten, dann die Keramikkondensatoren (C4, C5, C8, C14, C18), die wegen der Erhitzung beim Löten mit ca. 0,5 bis 1cm Drahtlänge aus der Platine herausragen sollten (s. Bild 1, links):

    [​IMG]
    Bild 1: Keramikkondensator und Transistor

    [​IMG]


    So, das Zwischenziel „alle Bauteile an Board“ ist bald erreicht: die Elektrolytkondensatoren (Elkos), wobei hier die Polung zu beachten ist:
    Die Kondensatoren haben auf der Seite des Minuspols eine Markierung mit Minus-Zeichen (s. Bild 2 oben), die Plus-Seite ist unmarkiert; in der Grafik ist der Minuspol entsprechend leicht grau markiert:

    [​IMG]
    Bild 2: Elektrolytkondensator mit Markierung des Minuspols

    Elkos in stehender Ausführung werden üblicherweise ganz plan auf der Platine stehend verlötet, damit sie gegen Erschütterungen möglichst unempfindlich sind.
    Wenn es jetzt mit anderen Bauteilen eng wird, muss vorsichtig mit sanftem Druck etwas geschoben und gebogen werden; wenn es gar nicht anders geht, müssen die Elkos entgegen der eben formulierten Regel doch etwas herausstehen gelassen werden. Aber max. 1-2mm, sonst wird es bei der Montage der Platine im Gehäuse evtl. eng:

    [​IMG]


    Und jetzt noch die Transistoren. Nicht nur weil sie wie die Keramikkondensatoren ebenfalls leicht aus der Platine herausragend verlötet werden sollten (ca. 0,5cm Draht, s. Bild 1 rechts), sondern weil beim Löten schnell und routiniert zu arbeiten ist, kommen sie als Letzte dran. Jetzt sollte das Löten flüssig von der Hand gehen.
    Transistoren dürfen nicht allzu stark erhitzt werden, also muss jeder Lötpunkt schnell und gut sitzen. Am besten die drei Beine der Transistoren mit etwas zeitlichem Abstand (10-20 sec.) nacheinander verlöten. Wenn es nicht gleich klappt, lieber den Transistor deutlich abkühlen lassen und dann nachlöten!
    Die Beine der Transistoren müssen oftmals zuvor etwas zurechtgebogen werden, da es verschiedene Anordnungen gibt (Bild 3: im Dreieck - links; auf einer Linie, aber mit geringem 1mm-Abstand - Mitte; oder eben auch passend in einer Linie mit 2,5mm-Abstand, Rastermaß - rechts):

    [​IMG]
    Bild 3: Transistoren mit unterschiedlicher Anordnung der Beine/Pins; auf der Platine verwendete Pinbelegung

    Einbaurichtung: Die leichte Rundung der Transistoren in der Grafik gibt die Rundung der Transistoren oder, falls deren Bauform keine Rundung aufweist, deren Rückseite an.
    Da es immer mal Unterschiede zwischen verschiedenen Fabrikaten geben kann, ist es üblich, die im Platinenlayout verwendete Pinbelegung anzugeben. Hier wurde für die drei Transistorentypen die Pinbelegung wie unter obigem Foto angegeben verwendet:

    [​IMG]




    Im nächsten Beitrag geht es weiter mit dem Löten der Leiterbahnen und ersten Tests der Platine.
     
  4. elkulk

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    Erstellt: 30.06.07   #4
    Teil 3: Löten und Bauen - Fortsetzung

    c) Löten der Leiterbahnen und Verlöten der Litzen
    Keine Entspannung, jetzt geht es erst richtig los. Die Litzen müssen nun verlötet und die Lötpunkte der einzelnen Bauteile zu Leiterbahnen verbunden werden. Und zwar so, dass keine kalten Lötstellen entstehen, die zu einer Kontaktunterbrechung führen können; und dass natürlich auch keine unerwünschten Verbindungen, Kurzschlüsse, hergestellt werden, die im schlimmsten Fall eine Zerstörung einzelner Bauteile bewirken können, wenn die Platine an das Netzgerät angeschlossen wird. Im weniger schlimmen, aber sehr unangenehmen, weil oft zeitraubenden Fall funktioniert die Schaltung bei einem oder mehreren Kurzschlüssen "nur" nicht richtig. Unangenehm ist das deshalb, weil dann die Fehlersuche losgeht ...

    Um eine Fehlersuche oder schlimmeres weitgehend zu verhüten, beschreibe ich ein schrittweises Vorgehen, bei dem nach jedem Schritt ein kleiner Funktionstest erfolgt. Sollten bei dem Test Fehler auftreten, müssen die Leiterbahnen und Verlötungen der Bauteile genau überprüft werden; auch die Einbaurichtung (bei Elektrolytkondensatoren, Dioden, Transistoren und ICs) ist zu kontrollieren.
    (Wer meint, genug Erfahrung und Routine in so etwas zu besitzen, der kann natürlich auch in einem Schritt alle Leiterbahnen löten. Am Ende dieses Teils ist eine Graphik mit Komplettansicht der Unterseite der Platine mit den Lötbahnen zu finden.)


    Die folgenden Graphiken wurden wieder mit Hilfe des DIY Layout Creator erstellt. Zu sehen sind nun aber Ansichten von der Unterseite der Platine. Diese ist logischerweise genau spiegelbildlich zur Oberseite. Die Bauteile auf der Oberseite sind zur Orientierung noch schemenhaft, durchscheinend zu erkennen. (Wenn man die bestückte Platine gegen das Licht hält, kann man von der Unterseite aus ebenfalls die Bauteile auf der Oberseite durchscheinen sehen.)


    Wir beginnen mit dem in Teil 1 des Workshops beschriebenen Verpolungsschutz ( Bauteile Q3 und R28) und den Masseverbindungen:

    Zuerst müssen für den Funktionstest die Anschlusslitzen für den Strom (+9V und Gnd/Masse) verlötet werden. Für den +9V-Anschluss wird eine (in der Graphik rote) Litze von ca. 21cm, für den Gnd-Anschluss eine schwarze Litze von ca. 12cm verwendet (Abisolieren und Verzinnen von Litzen s. Workshop Löten von AK https://www.musiker-board.de/vb/faq-workshop/70918-grundlagen-loeten.html , Abschnitt "Kabel, Stecker, Buchsen und Co" und Bild 5C der Innenleiter).
    Alle Litzen werden von oben auf der Platine verlötet, die rote Litze an o1, die schwarze an s7. Eine weitere schwarze Litze von 12cm Länge, die erst später benötigt wird, wird an n7 verlötet:

    [​IMG]


    Dann geht es an die ersten Leiterbahnen (die schwarzen Linien), wie sie in der Graphik zu sehen sind:

    [​IMG]


    Anschließend werden noch die rote Litze und die schwarze Litze, welche an s7 angeschlossen wurde, mit der Netzteilbuchse (DC-Buchse) verlötet, genau so, wie es in Bild 4 zu sehen ist.

    [​IMG]
    Bild 4: Netzteilbuchse verlötet, mit Angabe der Polung

    Nach Anschluss eines Netzteils mit 9V-Spannung (Polung s. Bild 4) kann jetzt ein erster Test erfolgen:
    Mit dem Multimeter wird z. B. zwischen i1 (+9V) und g4 (beide auf dem IC-Sockel von IC4 bequem zu erreichen) gemessen. Das Multimeter sollte bis auf wenige 10-tel Volt die gleiche Spannung wie bei Messung direkt am Netzteil anzeigen. Neben g4 sind weitere Messpunkte für Gnd z. B. a4 (R1), m17 (auf dem IC-Sockel von IC3), e16 (IC-Sockel von IC2) und f14 (R3).


    Im nächsten Schritt wird der Spannungswandler (IC4, D2 bis D6, C20 bis C25) angeschlossen und getestet (die Leiterbahnen sind zur Unterscheidung von den bereits gelöteten jetzt in grün dargestellt):

    [​IMG]


    Zum Testen wird nun IC4 ( LT1054) eingesetzt, und zwar so, dass die Markierung in der Graphik mit der Markierung des LT1054 übereinstimmt (vgl. Bild 5):

    [​IMG]
    Bild 5: LT1054 (IC4) richtig eingesetzt (Markierung zeigt im Bild nach unten!)

    Die Testmessung des Spannungswandlers erfolgt z. B. zwischen e16 (Gnd) und k11 für ca. +17,2V bzw. e16 und h8 für –17,2V (Spannungen ohne Last, d. h. ohne dass stromverbrauchende Bauteile wie ICs oder Transistoren angeschlossen sind).


    Jetzt werden Eingang und der Ausgang der Schaltung angeschlossen.
    Dazu werden zuerst die Anschlusslitzen für das Tonsignal angelötet:
    An a9 die Eingangslitze (ca. 8cm Länge) und an s11 die Ausgangslitze (ca. 6cm lang).
    Die Signalmasse muss auch Anschlüsse erhalten, dazu wird ein weiteres schwarzes Kabel (10cm lang) von der Bestückungsseite der Platine an s8 verlötet.
    Des weiteren müssen Litzen für das Level-Poti verlötet werden; dazu nimmt man am besten zwei verschiedenfarbige Litzen (je 13cm lang; in der Graphik gelb und grün) und verlötet eine davon an n8, die andere an n11:

    [​IMG]


    Dann kann es an die Leiterbahnen gehen (in der folgenden Graphik zur besseren Unterscheidung braun):

    [​IMG]


    Für den Test wird das 50k log Level-Poti P7 an die drei Litzen an n7, n8 und n11 verlötet, und zwar entsprechend folgender Graphik:

    [​IMG]


    Außerdem müssen die Klinkenbuchsen entsprechend folgendem Bild 6 angeschlossen werden: Die Monoklinkenbuchse für den Output an die Litze an s11 (Tonsignal, im Bild weiße Litze) sowie die Litze an s8 (Signalmasse, schwarze Litze).
    Als Eingang wird eine Stereoklinkenbuchse verwendet, nicht weil diese den Anschluss von Stereosignalen ermöglichen soll, sondern weil sie auch als Schalter für die Stromversorgung dient (beim Einstecken eines Monoklinkensteckers wird die Masse - Abschirmung/Sleeve der Buchse - mit dem Ring, der mit Gnd der Stromversorgung verbunden wird, kurzgeschlossen, wodurch der Stromkreis geschlossen wird; der +9V-Anschluss bleibt fest mit dem Anschluss auf der Platine verbunden). Im Bild ist die weiße Litze von a9 für das Tonsignal, die schwarze Litze wird von der DC-Buchse abgelötet und wie im Bild an der Stereoklinkenbuchse verlötet. Die im Bild gelbe Litze (ca. 5cm Länge) wird als Verbindung des Gnd-Pin der DC-Buchse mit dem Ring der Stereoklinkenbuchse eingelötet:

    [​IMG]
    Bild 6: links Verkabelung der Stereoklinkenbuchse (Input) und der DC-Buchse, rechts Verkabelung der Monoklinkenbuchse (Output)

    Zum Test jetzt noch IC1 einsetzen (Bild 7), das Netzteil mit der DC-Buchse verbinden, die Stereoklinkenbuchse mit einem Monoklinkenkabel an eine Signalquelle (Bass, MP3-Player etc.) anschließen, die Ausgangsbuchse z. B. an den Verstärker und dann ... kann man natürlich nichts hören, da auf der Platine der Ein- und Ausgang überhaupt noch nicht verbunden sind.

    [​IMG]
    Bild 7: IC1, rechts, richtig eingesetzt (helle Markierung)

    Als Verbindung wird ein Stück Draht oder Litze, wie in dieser Graphik zu sehen ist, an die entsprechenden Punkte gehalten, dann muss, wenn alles richtig verlötet ist, etwas zu hören sein:

    [​IMG]


    Bevor in einem Zug die Leiterbahnen für den eigentlichen EQ gelötet werden, sollten alle Litzen für die Potis (Treble, High Mid, High Mid Freq, Low Mid, Low Mid Freq, Bass) eingelötet werden, wie dies in der folgenden Graphik zu sehen ist. Die drei Litzen für das Treble-Poti (an a12, a13 und a15) sollten ca. 11cm lang sein, die für High Mid (an a20, a22 und b24) und für High Mid Freq (an d23, f23 und h24) jeweils ca. 8cm, für Low Mid (an s21, r23 und r27) und Low Mid Freq (an n21, p23 und o26) jeweils ca. 6cm und für Bass (an s14, s16 und s18) ca. 10cm:

    [​IMG]


    Die Leiterbahnen für den eigentlichen EQ (rot) werden wie folgt verlötet:

    [​IMG]


    Abschließend folgen die Litzen für die LED-Schaltung (an p1 die Litze zum Schalter, ca. 4cm lang, an s1 die Litze zur LED, ca. 11cm) ...

    [​IMG]

    ... und die zugehörigen Leiterbahnen (grau in der Graphik):

    [​IMG]


    Die Platine ist damit fertig
    Der abschließende Test der Platine folgt nach dem Anschluss der restlichen Potentiometer und des Fußschalters am Ende von Abschnitt d).
     
  5. elkulk

    elkulk Threadersteller Bass-Mod & HCA Bass/Elektronik Moderator HCA

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    Erstellt: 13.07.07   #5
    Teil 3: Löten und Bauen - 2. Fortsetzung

    d) Verkabelung und Test der Schaltung
    In diesem Teil geht es darum, die Platine mit allen Potis, dem Fußschalter, den Klinkenbuchsen und der DC-Buchse so zu verkabeln, dass ein abschließender Test und später der Einbau in das Gehäuse erfolgen können.

    Zunächst werden die noch fehlenden Potis mit den bereits auf der Platine befestigten Litzen verlötetet.
    Bevor dies mit den Dual-Potis geschieht, müssen bei beiden einige Pins untereinander mit einem Stück Draht (versilberter Kupferdraht oder Drahtreste z. B. von Widerständen, Elkos etc.) verbunden werden (s. Bild 8, vgl. Schaltung/schematic in Teil 1 des Workshops https://www.musiker-board.de/vb/faq...q-parametrischer-eq-stompbox.html#post2317964).

    [​IMG]
    Bild 8: verlötete Drahtverbindung von Pins der Dual-Potis

    Die folgende Graphik zeigt, mit welchen Litzen welches Poti zu verlöten ist. Dabei ist zu beachten, dass
    1. die Potis von hinten abgebildet sind
    2. jeweils die entsprechend farbige Litze am richtigen Lötpin der Potis verlötet wird (sonst funktioniert die Schaltung nicht korrekt oder das jeweilige Poti arbeitet verkehrt herum).
    Potis:
    Treble, HiMid, LoMid, Bass alle 50k lin
    HiMidFreq, LoMidFreq jeweils dual 100k neg log

    [​IMG]


    Sind alle Potis verlötet, müssen noch IC2 und IC3 eingesetzt werden (Ausrichtung der ICs entsprechend Bild 9), damit der EQ mit allen Reglerwirkungen getestet werden kann.

    [​IMG]
    Bild 9: IC2, oben, und IC3, unten, richtig eingesetzt (helle Markierungen); bitte nicht irritiert sein, wenn dieser Ausschnitt der Platine nicht in allen Details mit der eigenen übereinstimmt - es handelt sich um meinen Prototypen, der noch etwas abweichend layouted ist; die Graphik auf der rechten Seite stimmt aber.

    Zum Test sind die 3 Buchsen (Input- und Outputklinkenbuchse sowie DC-Buchse) noch wie in Teil 3 - Fortsetzung beschrieben mit externen Geräten und dem Netzteil zu verbinden.


    Nächster Schritt: Fußschalter (2pdt) anschließen:
    Zuerst wird in den Fußschalter eine Litze entsprechend folgender Graphik eingelötet, wobei Kontakt nur zu den beiden Pins oben rechts und unten links bestehen darf (Ansicht von unten, den Pins her):

    [​IMG]


    Dann müssen die beiden Litzen für das Tonsignal von der Input- und der Output-Klinkenbuchse nochmals abgelötet werden (vgl. in Bild 6, Workshop Teil 3 - Fortsetzung, die beiden weißen Litzen).
    Sie werden dann mit dem Fußschalter verbunden, an den auch die Schaltleitung für die LED (Platinenanschluss an p1) und Signallitzen zur Verbindung mit Input- und Output-Klinkenbuchse (ca. 9cm bzw. ca. 11cm) entsprechend folgender Graphik angelötet werden:

    [​IMG]


    Diese Signallitzen werden dann wiederum an den entsprechenden Klinkenbuchsen verlötet (vgl. Bild 6 im Workshop Teil 3 - Fortsetzung; Achtung: nicht versehentlich Input und Output vertauschen, sonst kommt bei eingeschaltetem Effekt kein Tonsignal durch).
    Zum Test der Verkabelung von Klinkenbuchsen und 2pdt mit einem Multimeter (Widerstandsmessung/Durchgangsmessung) wird am besten jeweils ein Monoklinkenkabel in beide Buchsen eingesteckt. Dann kann zum Test des Bypass zwischen den freien Tips der Klinkenkabel gemessen werden. Zum Test der Verkabelung bei aktiviertem EQ wird zwischen Tip des Inputkabels und a9 auf der Platine (verlötete Inputlitze) bzw. zwischen Tip des Outputkabels und s11 auf der Platine (verlötete Outputlitze) auf Durchgang gemessen.


    Nun fehlt nur noch der Batterieanschluss, falls eine Batterie oder ein Akku zur Stromversorgung des Effekts gewünscht ist.
    Damit die Batterie nur belastet wird, wenn das Netzteil nicht an die DC-Buchse angeschlossen ist und wenn ein Mono-Klinkenkabel in die Stereo-Klinkenbuchse (Input) eingesteckt ist, wird der Pluspol des Batterieclip mit dem noch freien dritten Pin der DC-Buchse und der Minuspol des Batterieclip mit dem mittleren Pin der DC-Buchse verbunden, s. Bild 10 (auch für den korrekten Anschluss des Batterieclip empfiehlt sich natürlich ein Test z. B. mit dem Multimeter):

    [​IMG]
    Bild 10: Anschluss des Batterieclips an die DC-Buchse


    Im nächsten Teil des Workshops wird das Effektgerät fertiggestellt: Das Gehäuse muss gefertigt werden, wobei ich mich hierbei auf das Bohren und den Einbau aller Teile beschränke. Das "Wie" von Beschriftung und Lackieren bleibt jedem selbst überlassen (ok, ok, ein Layout für die Beschriftung und ein Logo gibt es doch von mir).

    Schon mal ein kleiner Blick darauf gefällig (LED fehlte auf dem Bild noch):
    http://hpbimg.someinfos.de/workshops/paraQ/para-q-case_web.JPG
     
  6. elkulk

    elkulk Threadersteller Bass-Mod & HCA Bass/Elektronik Moderator HCA

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    Erstellt: 30.07.07   #6
    Teil 4: Gehäusebearbeitung und Einbau

    Übersicht
    In diesem letzten Teil des Workshops wird beschrieben, wie die zuvor zusammengebaute Schaltung des paraQ in ein Gehäuse eingebaut werden kann. Zur individuellen Gestaltung des Gehäuses möchte ich nur allgemeine Hinweise geben (für Anregungen zu unterschiedlichen Gehäusedesigns vgl. http://forum.musikding.de/yabbse/index.php?topic=6989.0. Im Musikding-Forum finden sich auch etliche Themen zur "Beschriftung", zum "Lackieren", zur Verwendung von "Klebefolien" bzw. "waterslide decals" usw. (bitte die Suchfunktion dort benutzen) bzw. ein kleiner "Lackier-Workshop" http://diy.musikding.de/content/view/70/13/ und ein Workshop zur "Beschriftung mit Transferfolie" http://diy.musikding.de/content/view/19/13/.


    Erforderliches Werkzeug/Material
    (Angabe in Klammern, wozu jeweils benötigt)

    • Bleistift, Lineal/Geodreieck/Computer-Drucker/-Papier/Klebestreifen (Aufbringen der Gehäusemarkierungen für die Bohrlöcher)
    • Körner (Markieren der Bohrlöcher)
    • Bohrmaschine am besten mit Bohrständer (Löcher in das Alugehäuse bohren)
    • 3mm- (3,2mm-) Metallbohrer (Alugehäuse)
    • 7mm-Metallbohrer (Alugehäuse)
    • 9mm-Metallbohrer (Alugehäuse)
    • 12mm-Metallbohrer (Alugehäuse)
    • oder ein geeigneter Stufen-/Schälbohrer
    • Seitenschneider
    • Maulschlüssel oder Ratsche mit Nüssen (Verschrauben der Bauteile – Buchsen, Potis)
    • hochwertiger Klebstoff, für Alu-Kunststoffverbindung geeignet, z. B. Pattex (Einkleben der LED)
    • Isolier- oder Schrumpfschlauch/Isolierband (Isolieren der LED-Anschlüsse)
    • Grundierung/Farben/Klarlack/bedruckbare Klebefolien/waterslide decals/Permanent-Textmarker etc. (zur Gestaltung des Gehäuses je nach persönlichen Vorstellungen)


    a) Gehäusebearbeitung
    Zunächst müssen die Markierungen für die Löcher im Alugehäuse vorgenommen werden:
    Als Vorlage können hier zwei Dateien, die mittels des Frontplattendesigners der Schaeffer AG (kostenloser Download unter http://www.schaeffer-ag.de/dmdocuments/FPD342.EXE erstellt wurden, verwendet werden: http://hpbimg.someinfos.de/workshops/paraQ/para-q_v4_workshop.fpd, http://hpbimg.someinfos.de/workshops/paraQ/para-q-side_workshop.fpd
    Sie werden mit dem Frontplattendesigner geöffnet und ausgedruckt (Einstellung im Menü "Ansicht" des Frontplattendesigners mit Haken bei "Bezugspunkte darstellen"); dann zurechtgeschnitten und mittels Klebestreifen auf dem Gehäuse befestigt. Dabei kommen die Löcher für die DC- und Audiobuchsen an die Stirnseite des Gehäuses, unterhalb der Beschriftungen "Input" und "Output" (eigentlich logisch, oder?).
    Wichtig ist, dass die Ausdrucke genau zentriert auf die Oberfläche bzw. Stirnseite aufgeklebt werden.
    Mit dem Körner werden dann die Bohrlöcher auf dem Gehäuse markiert und danach werden die Ausdrucke wieder vom Gehäuse entfernt.
    Alternativ zu dieser Vorgehensweise können die Markierungen natürlich auch mit Bleistift und Geodreieck/Lineal auf dem Gehäuse angebracht werden. Hier Bilder 11 und 12, aus denen die Maße und Koordinaten der Löcher zu erkennen sind. Die Koordinaten beziehen sich auf den exakten Mittelpunkt der Gehäuseoberseite bzw. der Stirnseite (vgl. die kleinen blauen Symbole in der Mitte der Abbildungen), der jeweils zuerst markiert werden muss:

    [​IMG]
    Bild 11: Maße für die Gehäuseoberseite

    [​IMG]
    Bild 12: Maße für die Stirnseite des Gehäuses

    In jedem Fall muss aber sehr genau gearbeitet werden (auch beim anschließenden Bohren), da bereits kleine Abweichungen der Markierungen/Löcher von meiner Vorgabe dazu führen können, dass sich die Schaltung/die Bauteile nicht mehr einbauen lassen.

    Beim Bohren der Löcher empfiehlt es sich, einen Bohrständer zu benutzen und das Gehäuse fest einzuspannen, um die Löcher möglichst an der vorgesehenen Position anzubringen und sauber und gefahrenfrei arbeiten zu können.
    Jedes Loch wird idealerweise mit einem 3mm-Bohrer vorgebohrt und dann stufenweise auf die richtige Größe gebracht.
    Bitte unbedingt beachten, dass insbesondere bei den Buchsen, aber auch bei den Potis und dem Fußschalter zuvor nachgemessen bzw. nachgelesen wird, welchen Einbaudurchmesser die vorhandenen Bauteile tatsächlich benötigen. Die angegebenen Durchmesser beziehen sich auf die häufig anzutreffenden Maße.

    Im Anschluss an das Bohren sollte die Gestaltung, das Lackieren und Beschriften, des Gehäuses erfolgen.


    b) Einbau
    Ist das Gehäuse fertig gestaltet, geht es an den Einbau der Schaltung und Bauteile.
    Im folgenden Bild 13 ist zu erkennen, an welcher Position die Buchsen, Potis und der Fußschalter verschraubt werden.
    Zuerst sollten die DC- und Audiobuchsen eingebaut werden.

    [​IMG]
    Bild 13: Bestücktes Gehäuse von Innen – Positionen der Buchsen, Potis und des Fußschalters (auf diesem Bild von meinem Prototypen sind DC-Buchse und Level-Poti spiegelverkehrt im Vergleich zur Anordnung in den geposteten Plänen)

    Danach müssen die Potis vorbereitet werden: An jedem Poti befindet sich neben der Achse eine kleine "Nase" am Potigehäuse, die zuerst mit einem Seitenschneider abgekniffen werden muss (vgl. Bild 14).

    [​IMG]
    Bild 14: Abkneifen der "Nase" an den Potis

    An den beiden Doppelpotis werden dann noch jeweils zwei Lötpins gekürzt, damit die Potis gut nebeneinander passen, ohne dass es zu Kurzschlüssen kommt (vgl. Bild 15).

    [​IMG]
    Bild 15: Kürzen der Lötpins an den Doppelpotis

    Beim Verschrauben der Bauteile ist gut darauf zu achten, dass keine Kurzschlüsse z. B. zwischen den Lötpins von Buchsen oder Potis und anderen Bauteilen oder den Gehäusewänden (diese haben Massepotential) entstehen.

    Na, da fehlt doch noch etwas: Richtig, die LED zur Anzeige, ob die Schaltung aktiv ist, muss noch ins Gehäuse. – Nun, diese wird einfach in das dafür vorgesehen Loch eingeklebt (ich habe dafür Pattex verwendet). Da bei manchen LEDs die Anschlüsse etwas seitlich abstehen, muss darauf geachtet werden, dass insbesondere die Anode (das ist der längere Anschluss), die an das von der Platine kommende Kabel verlötet werden muss, nicht einen Kurzschluss zum Gehäuse bildet (zwischen Anode und Gehäuse beim/nach dem Einkleben mit Multimeter auf Durchgang messen!).
    Ist der Kleber durchgehärtet, wird die LED verlötet: die Anode, der längere Lötanschluß an das von der Platine kommende Kabel (s. Teil 3 - Fortsetzung dieses Workshops: http://hpbimg.someinfos.de/workshops/paraQ/para-q-stompbox_litzen-4_2.jpg), die Kathode, der kürzere Anschluss an der abgeflachten Seite der LED, mit einer Litze an den Masse-/Gnd-Anschlusspin der Inputbuchse (vgl. Bild 6, links, in Teil 3 – Fortsetzung dieses Workshops: http://hpbimg.someinfos.de/workshops/paraQ/trs-ts-dc-jacks-connections.JPG, der Pin mit dem schwarzen Kabel).
    Für alle Fälle sollten zumindest die Anode, besser aber auch die Kathode der LED isoliert werden, am besten mit einem Isolier- oder Schrumpfschlauch bzw. Isolierband. Dann werden die beiden Anschlüsse etwas umgebogen, so dass sie beim Schließen des Gehäuses nicht stören.

    Jetzt ist es gleich vollbracht:
    drei: noch "schnell" die vier Platinenabstandhalter in die Befestigungslöcher der Platine gesteckt und mit diesen die Platine, wie in Bild 16 zu sehen, auf dem Gehäuseboden festgeklebt (wer eine Batterie benutzen will, klebt noch die Batteriehalterung an die entsprechende Stelle, vgl. Bild 13 links unten, und klemmt eine Batterie an den Batterieclip)
    zwei: vorsichtig das Gehäuse geschlossen – wenn die Bauteile nicht zu "herausragend" auf der Platine verlötet wurden, sollte alles passen - , dabei die Kabel nicht eingeklemmt oder zu stark geknickt, und die Gehäuseschrauben eingeschraubt
    eins: Potiknöpfe auf die Achsen geschraubt (wer es gerne perfekt hat, kann noch die etwas weiter als die anderen Achsen hervorstehenden Achsen der Dual-Potis mit Säge oder Mini-Flex/Dremel/etc. kürzen)
    Fertig

    [​IMG]
    Bild 16: Position der Platine auf der Innenseite des Gehäusebodens

    Test! Und? Wie? :eek: :) oder was?


    Bei Gelegenheit mache ich noch ein paar Soundsamples; das wird aber dauern …
     
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