Power Pole Verteilung – Update II

/ by Tny

Alles fing damit an, dass ich letztes Jahr auf dem Fieldday vom F17 die Power Poles das erste mal bewusst wahr nahm und das System dahinter sehr interessant fand.

Also wollte ich für Unterwegs und Veranstaltungen eine Stromverteilung ausgehend von einem Satz LiFePo o.ä. auf Power Poles. Die zu diesem Zeitpunkt vorhandenen Stromverteilungen waren jedoch in meinen Augen alle nur Augenwischerei. Was bringt es mir, wenn ich an 10 Ausgängen zwar die PP45 Stecker habe aber der einzige Eingang auch nur ein PP45 ist? Nach ein bisschen recherchieren habe ich mich dann entschlossen, mich nach Jahren der Abstinenz mal wieder in Platinendesign zu versuchen (das ging schon in der Schule grandios schief!).

Also erstmal die passende Software gesucht, da Eagle und ich auch 20 Jahre nach der Schule einfach nicht zu Freunden wurden. Danach stellte ich dann fest, dass das ja alles doch nicht so einfach ist, wie ich es mir vorgestellt habe. Also musste erstmal ein grober Plan her was ich denn im Detail wollte:

  • 10 Ausgänge mit PowerPoles
  • einzeln Schaltbar (per Rechner wäre Cool)
  • einzeln Messbar (erwähnte ich schon den Rechner?)
  • Display mit Ausgabe der aktuellen Werte
  • elektronischer Überlastschutz

Ausserdem wollte ich, dass auch mehrere Ausgänge 20 oder 30 Ampere Last ziehen können, ohne das die Eingangs-PowerPoles in einen flüssigen Zustand übergeben (schaut euch mal die Datenblätter an, wie warm die PP45 bei 40 Ampere werden!).

Da ich die Steuerung möglichst für mich trivial halten wollte, war von Anfang an klar, dass ich hier ein fertiges Arduino Board nehme und mir da nicht größeren Stress machen wollte als notwendig war (was auch direkt zum größten – und bisher einzigen – Bug auf der Platine führte).

Also fing ich an munter zu planen und stellte fest, dass mein Schulwissen viel tiefer vergraben war, als ich es mir gewünscht hätte. Zum Glück konnte ich Andre (DL3AGB) ziemlich viel mit meiner eigenen Dummheit nerven und er hat mir viele Dinge erklären können. Tnx! So kam es dann, dass irgendwann ein Schaltplan existierte aus dem ich eine Platine fertigen lassen wollte.

Otto würde jetzt sagen “Und da waren sie wieder meine 3 Probleme”… Unwissenheit, mangelnde Erfahrung und Blauäugigkeit  denn offenbar ist das mit den mehrlagigen Platinen nicht so einfach. Was es da für Optionen gibt und dann war da ja noch das Problem, dass ich da richtig Strom fliessen lassen wollte und natürlich auch die Platine nicht wegfliessen oder in Flammen aufgehen sollte.

Also wieder den armen Andre genervt und am Ende habe ich dann mit verschiedenen Rechnern im Netz errechnen können, wie dick die Kupferschichten auf den einzelnen Layern sein müssen und konnte meine Platine bei einem fertiger in Finnland (auch da gibt es Hersteller zu fairen Preisen. Muss nicht immer China sein) herstellen lassen.

Kurz vor dem D23 Fieldday letztes Jahr kamen dann die Platinen. Und ja was soll ich sagen, es wurde Zeit den 9 Euro Conrad Lötkolben gegen etwas zu tauschen, mit dem man kontrollierter insbesondere auch SMD löten konnte. Denn das hatte ich von Anfang an eingeplant, alles was “Kleinkrusch” auf der Platine war, sollte SMD sein (auch das Erste mal für mich).

Also neue Lötstation angeschafft und erstmal mit dem Gaslötkolben die Platine richtig auf Temperatur gebracht, damit ich die großen BTS555 und ACS758 irgendwie an die Platine bekomme. Danach war das SMD Löten mit der neuen Lötstation ein echter Klacks und lief wie am Schnürchen….

Und dann passierte lange Zeit nichts…

Freitag entstaubte ich die halbfertige Platine dann endlich mal wieder und fing an, den Arduino mit der Platine verbinden zu wollen. Dummerweise hatte ich vergessen den Footprint des Arduino passend zu spiegeln… jetzt hängt er unter der Platine

Trotzdem funktionierte das alles nicht wie ich es mir vorstellte. Die LED leuchteten nicht, die BTS555 schalteten nicht und irgendwie war der Wurm so richtig drinnen. Nach ein paar Stunden genervtem wühlen und ausprobieren, fand ich dann die korrekten PIN Bezeichnungen um die LED aus dem Arduino heraus schalten zu können. Kurz darauf habe ich dann auch schon die Schaltpins der BTS555 korrekt angesprochen und es passierte nichts…

Meine ersten Messungen ergaben, dass offenbar nicht genug Spannung an den BTS555 ankam, so das dieser einfach nicht arbeiten wollten sondern es sich im “Undervoltage Shutdown” bequem machte. Freitag war eine meiner ersten Ideen, dass ich irgendwo einen gewaltigen Bug in die Schaltung eingebaut hatte. Entweder die Stromversorgung für die BTS555 falsch geplant oder mich an den Widerständen für den Transistorschalter verrechnet. Das war dann irgendwann der Moment, wo ich total genervt und gefrustet aufgegeben und die Platine weg gelegt hatte.

Am Sonntag Nachmittag, als es für alles andere eh zu warm war, schaute ich mir das Problem nochmal genauer an und siehe da, wenn man die BTS555 nicht nur verlötet sondern auch die Tabs mit den entsprechenden Flächen auf der Platine verschraubt, dann kommen da auch plötzlich die gewünschten 12V an. Und siehe da, plötzlich schaltet er wie er soll und am Output liegen 12V an

Im nächsten Schritt kommt jetzt noch die Messung von Strom und Spannung, danach die serielle Kommunikation des Arduino nach extern, danach das Display und ganz zum Schluss dann vielleicht auch ein Gehäuse (oder erst eine Revision 2) nach Maß.

So bleibt also noch genug Arbeit um sich von allem was einen nervt weg zu stehlen, weil man da ja noch was fertig machen muss 🙂