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Wochenend-Projekt: Schaltsteckdose
![Jörg Schnitzer Jörg Schnitzer](http://stepcraft-systems.com/wp-content/uploads/wpforo/avatars/Joerg_25862.jpg)
Hallo Stepcraftler,
eigentlich wollte ich nur eine Schaltsteckdose haben und dachte, dass der Umbau einer Funksteckdose eigentlich funktionieren müsste. Ist auch so, aber als ich das Innenleben sah, kamen drei Sachen schön zusammen:
- der Umbau lässt sich gut mit einer neuen Platine realisieren, die mit der Steppi hergestellt wird
- das Relais (24V) lässt sich weiterverwenden
- die gewählten Dosen sind ganz gut und preiswert erhältlich
Deshalb diese kleine Dokumentation des Umbaus der Funksteckdose zur Schaltsteckdose.
👿 Wer das nachbauen möchte kann das natürlich tun, aber in eigener Verantwortung und auf eigene Gefahr. Jegliche Haftung schließe ich hiermit aus. (Das muss heute glaube ich so sein, früher (TM) wäre ich nicht so paranoid gewesen...)
👿 Vorab ein Wort zur Sicherheit:
Das Gehäuse ist mit Sicherheitsschrauben verschlossen, wer diese löst, weiß was er tut. Allerdings sind weder beim Umbau noch beim Test Arbeiten an 230V Netzspannung bei offenem Gehäuse erforderlich. Erst nach Abschluss aller Tests und nach dem Verschließen des Gehäuses darf die umgebaute Steckdose in Betrieb genommen werden. Ein anderer Aspekt der Sicherheit: Diese Schaltung berücksichtigt das von der Stepcraft-Elektronik erzeugte Disable-Signal wenn der Not-Aus gedrückt wird. Damit wird die Spindel sofort abgeschaltet, auch dann, wenn die angeschlossene Steuerung versagt oder dies nicht tut.
Ausgangsbasis für den Umbau ist eine Funksteckdose von Elro, z.B. aus einem Dreierset, das es recht preiswert bei Pollin (550666)aber auch bei Reichelt (ELRO AB440S)gibt.
Sie schalten max. 1000W, sind daher gut geeignet jeden Proxxon/Dremel/... Motor, nicht aber zusätzlich für einen 1700W-Staubsauger!
Kern des Umbaus ist der Austausch der in der Funksteckdose verbauten Platine gegen eine neue, selbst gefräste. Vom Original wird das Relais und ggf. die LED weiterverwendet. Eine handvoll Bauteile (4 Widerstände, 2 Transistoren, eine Diode, eine Sicherung) und das Anschlusskabel mit dem D-SUB 15 Stecker komplettieren die Schaltung..
In der ZIP-Datei finden sich:
- der Schaltplan (PDF)
- (Q)CAD-Zeichnungen für das Layout und den Bestückungsplan (DXF)
- das Estlcam-Projekt für einen 0,8mm Fräser (E25)
- die Stückliste mit den Bestellnummern bei zwei Elektronikversendern (TXT)
Das Projekt war mein erster Versuch mit Isolationsfräsen – obwohl, das stimmt so nicht ganz weil sehr viel Kupfer weggenommen wird. Immerhin ist auch Netzspannung mit auf der Platine und da sollten die Leiterbahnabstände so groß wie möglich sein. Zusätzlich werden am Relais und an einem Sicherungsende Schlitze gefräst.
Das Layout ist so ausgelegt, dass es mit einem 1mm Fräser hergestellt werden kann. Dazu muss allerdings das Estlcam-Projekt geändert werden, die 1mm Löcher müssen dann als Bohrungen angelegt werden. Die Vorschübe und Zustellungen sind recht konservativ, da ist sicher noch Luft nach oben. Aber das kann ebenfalls in Estlcam schnell geändert werden. Es werden nur zwei Tiefen (0,25mm und 1,7mm) gefräst.
Der erste Schritt ist, die Platine herzustellen. Dazu genügt eine einseitige Pertinax-Platine. Bei mir hat das Fräsen mit dem Stepcraft-Spannsystem funktioniert. Der Trick war vielleicht, die Spannschrauben nur „ganz leicht fest“zu ziehen. Das Ergebnis:
Jetzt ist die Funksteckdose dran. Nach dem Öffnen zeigt sich das Innenleben:
Als nächstes wird die Funksteckdose entkernt. Damit die Platine entfernt werden kann, müssen die beiden Anschlusskabel links abgelötet werden. Das rechte Anschlusskabel wird so tief wie möglich am Steckdosenkontakt getrennt - ein paar mal daran wackeln und es war ab. Noch das Relais und die LED aus der Platine löten und die Vorbereitung ist abgeschlossen.
Die rot markierten Lötpunkte im linken Bild sind die Stellen, die von Lötzinn befreit werden müssen. Das geht ganz gut, weil die Platine einseitig, also nicht durchkontaktiert ist. Das was nach der Operation übrig bleibt ist im rechten Bild zu sehen. Am unteren Ende des Gehäuses muss mittig noch eine eine Kerbe für das Anschlusskabel ausgefeilt werden.
Mit der Lizenz zum Löten kann es an die Bestückung der neuen Platine gehen. Die meisten Teile lassen sich einfach einlöten, Vorsicht ist nur beim beim Bestücken der Sicherungshalter geboten. Die haben an einer Seite eine Lasche, also am Besten mit eingesetzter Sicherung einlöten. Die LED wird, wie im Original, durch die Platine durchgesteckt. Zum Schluss noch das Anschlusskabel anlöten. Dazu das Kabel ca. 3cm vom Mantel und dem Drahtgeflecht befreien. Die Farben sind so zugeordnet:
- +24V: weiß
- Masse/GND: braun
- Relais: gelb
- Disable: grün
Vor dem Anlöten des Steckers habe ich nacheinander zwei Lagen Schrumpfschlauch im Bereich der Zugentlastung auf das Kabel gebracht, das dünne Kabel wird sonst von der Schelle nicht ausreichend gesichert. Sicher hätten auch ein paar Runden Isolierband gereicht.
Das Bild kann auch als Referenz für die Bestückung dienen (Farbcodes der Widerstände und Polung der Diode).
Vor dem Einbau sollte man sich noch über die Sicherung Gedanken machen. Theoretisch sind 5A möglich, allerdings kann man den Wert auch so anpassen, dass ein zusätzlicher Schutz entsteht. Für meine Proxxon Ibse habe ich 2A träge eingebaut.
Bleibt nur noch der Zusammenbau und Test. Als Zugentlastung im Gehäuse habe ich einen Knoten ins Kabel gemacht, ein Kabelbinder tut es aber wahrscheinlich auch. Die montierte Platine:
Vor dem Schließen des Gehäuses den Steckdoseneinsatz nicht vergessen, die am Schutzkontakt geschlossene Seite zeigt zur Platine.
Vor der Inbetriebnahme und vor allem VOR DEM EINSTECKEN sollte folgende Testprozedur durchgeführt werden:
1. Messen der Widerstände zwischen den Anschlüssen, alle sollten über 2kOhm liegen
2. Schaltsteckdose mit 24V versorgen (weiß/braun)
3. Disable-Signal (grün) auf 0V
4. Relais-Eingang (gelb) auf 0V
→ LED ist aus, Relais nicht angezogen
6. Relais-Eingang (gelb) auf 5V
→ LED geht an, Relais zieht an
8. Disable-Signal (grün) auf 5V
→ LED geht aus, Relais fällt ab
9. Disable-Signal (grün) auf 0V
→ LED geht an, Relais zieht an
10. Relais-Eingang (gelb) auf 0V
→ LED geht aus, Relais fällt ab
Wenn alles geklappt hat, ist es geschafft. Bei funktioniert der Prototyp seit Wochen problemlos.
Viele Grüße,
Jörg
![Andreas Andreas](http://stepcraft-systems.com/wp-content/uploads/wpforo/avatars/MagIO2_26123.jpg)
Sehr schön! Von diesen Schalt-Steckdosen hab ich immer genügen da, weil man die auch so schön mit nem Mikrocontroller Funk-Fernbedienen kann (sprich ein Mikrocontroller kann ALLE im Haus ein- & ausschalten und nicht nur 4 wie mit der FB ).
Wo bekommt man denn noch Pertinax Leiterplatten her? Ich glaub ich würde zum fräsen auch lieber auf Pertinax umsteigen.
1. weil der Schleifstaub sicher etwas unschädlicher ist
2. weil bei den Epoxyd PCBs die Fräser schneller stumpf werden
(hab ich jedenfalls so gehört)
SC 420 mit DIY parallel + Proxxon mit Mod + HF500 + SprintLayout + LibreCAD/QCAD + FreeCAD +WinPC starter/USB->EstlCAM + EstlCAM LPTAdapter + EstlCAM Handrad + DIY Vakuumtisch
Gruß, Andreas
![Meissner Stefan Meissner Stefan](http://stepcraft-systems.com/wp-content/uploads/wpforo/avatars/sumstefan_26311.jpg)
Hallo Jörg,
tolle Anleitung - daran werde ich mich auch einmal versuchen.
@Andreas,
Bist du so freundlich zu erklären, wie man mit einem Mikrocontroller diese Funksteckdosen bedienen kann?
Wieder als Anleitung für Leute die nicht vom Fach sind
SC 420 + Dremel 4000,Proxxon IBS/E mit JR-Kopf, Vakuumtisch: VT3040 CNC-Plus, Kärcher VC6200, Brushless-JR-Spindel im Aubau 😉
Flugmodellbau und alles was mir in den Sinn kommt 🙂
![Jörg Schnitzer Jörg Schnitzer](http://stepcraft-systems.com/wp-content/uploads/wpforo/avatars/Joerg_25862.jpg)
Hallo allerseits,
doch noch einen kleinen Fehler gefunden, im Schaltplan stimmten die Anschlussbezeichnungen nicht. Neue Version anbei.
@Andreas:
Ja, Pertinax/Hartpapier verarbeitet sich wirklich ganz problemlos. Conrad hat eine gute Auswahl auch größerer Platinen.
Viele Grüße,
Jörg
![Detlef Detlef](http://stepcraft-systems.com/wp-content/uploads/wpforo/avatars/Detlef2014_26319.jpg)
hallo,
das relais welches könnte man da von reichelt.de nehmen ?
alles andere ist schon klar nur das relais das kann ich nicht so passend finden.
Stepcraft 420
HF350-Spindel
Portalerhöhung
--------------
WinPC-NC USB + Werkzeuglängensensor + Corel Draw X7 + Estlcam + BoCNC
--------------
Moin,
ich bin gerade dabei, Jörgs Komzept auf drei Steckdosen umzumünzen. Die Steppi hat ja drei Relais-Ausgänge, die sich separat ansteuern lassen. Per Disable werden dann alle drei wahlweise (über DIP-Schalter wählbar) stillgelegt. Eventuell soll ja eine Kühlung auch bei Notaus weiterlaufen oder ähnliches.
Ich hab mir folgendes Relais bei V... oder C... rausgesucht: Fujitsu FTR-K1AK024T
Kann bis 16 A bzw. 4000 VA schalten und sollte daher auch für nen Staubsauger langen... Spulenspannung 24 V mit den üblichen 1440 Ohm. Ich werde aber parallel über den Schaltkontakt noch nen 0.1 µF X1 oder X2 legen, zur Unterdrückung des Schaltfunkens.
Wenn meine Fräse endlich läuft (Hauptplatine ohne L1 geliefert) und ich das getestet habe, werde ich das Layout hier zur Verfügung stellen.
Schöne Grüße
Ben
![Jörg Schnitzer Jörg Schnitzer](http://stepcraft-systems.com/wp-content/uploads/wpforo/avatars/Joerg_25862.jpg)
'n Abend allerseits,
mit dem Relais ist ganz einfach: Das ist in der Funksteckdose schon drin und wird recyclet! Also auslöten und in die neue Platine einlöten. 😉
Alle drei Relais-Ausgänge kann man nutzen, wenn man drei Steckdosen umbaut (ist doch ein Dreierset :whistle: ) und ein Y-Kabel lötet. Alle +24V zusammen, alle GND zusammen, alle Disables zusammen und die drei Relais-Anschlüsse an die entsprechenden Pins.
Wenn man T2 und R2 wegläßt (nicht einlöten), dann ist die Disable-Funktion nicht mehr wirksam. So kann man die Dose auch für andere Schaltfunktionen außer Spindel nutzen.
Viele Grüße,
Jörg
![Andreas Andreas](http://stepcraft-systems.com/wp-content/uploads/wpforo/avatars/MagIO2_26123.jpg)
Sorry für's "off topic", aber Stefan fragte danach und so wirklich in's Forum passt es generell nicht.
Das mit dem Mikrocontroller ist zumindest bei den alten Versionen ziemlich einfach, weil da das Sende-Teil noch auf einer kleinen Huckepack-Platine sitzt. Die hat nur 3 Anschlüsse, Stromversorgung und enable.
Das Teil lötet man aus und hängt den uC über einen Level-Shifter an den enable. (Die Teile funktionieren mit ner 12V Batterie). Irgendwo hab ich mal gelesen, dass auch solche seriellen 433MHz Funkmodule wie es sie bei Pollin gibt funktionieren sollen.
Jetzt muss man sich nurnoch das Datasheet vom HX2272 runterladen und kann das Protokoll auf dem uC implementieren.
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Gruß, Andreas
Hallo habe die Schaltsteckdose laut Anleitung nachgebaut, nur komm ich mit dem ausmessen nicht zurecht. :blush: Bin auf dem Gebiet leider noch nicht so versiert. Kann mir jemand erklären wie genau ich das Handhaben muss? Danke im Voraus.
![Andreas Andreas](http://stepcraft-systems.com/wp-content/uploads/wpforo/avatars/MagIO2_26123.jpg)
Ähm ... das war jetzt nicht so geschickt, dich selbst als nicht so versiert einzustufen. Jeder, der jetzt so einigermaßen vom Fach ist, kann dir eigentlich nur noch guten Gewissens raten mit deiner Schaltsteckdose zu einem Fachmann zu gehen und sie von ihm durchprüfen zu lassen.
Es geht immerhin um Netzspannung und da sollte das Hobby gefrickel schon in eigenem Interesse aufhören. Da sollte man sehr genau wissen, was man tut.
Aber vielleicht findet sich ja auch ein versierter Forenuser aus deiner Nähe der sich mal die Zeit nimmt ein Auge drauf zu werfen.
PS: Gibt ja genügend Leute, die auch aus Unbekannt kommen 😆
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Gruß, Andreas
![R.Hoffmann R.Hoffmann](http://stepcraft-systems.com/wp-content/uploads/wpforo/avatars/Neugieriger_31336.jpg)
Ich benutze Solid-State Relais.Alle 3 Ausgänge der Stepcraft belegt.
Nun gab es aber ein Problem mit der elektronischen Drehzahlregelung der Kressspindel.
Problem: Die Drehzahl ging immer rauf und runter. Das lag an den SolidStae Relais.
Abhilfe: Ein elektromechanisches 230V Relais angeschlossen und daran die Kress. Nun wollte aber das Solid-State durch die geringe Leistung des 230V Relais nicht durchschalten. Noch ein kleines Relais parallel dazu gehängt und nun funktioniert es tadellos. Man könnte auch ein Relais mit einer höheren Stromaufnahme verbauen, aber ich nahm halt das was da war....
Heute würde ich die fertigen Optokopplerrelais verwenden. Da habe ich halt dann wieder die mechanische Abnutzung der Kontakte - aber das ist ja nun nach dem Umbau wieder so....
mit freundlichem Gruß
Roland
Der erste Beitrag sollte vieleicht in "User stellen sich vor" erstellt werden...
![R.Hoffmann R.Hoffmann](http://stepcraft-systems.com/wp-content/uploads/wpforo/avatars/Neugieriger_31336.jpg)
Habe es von meinem Arbeitskollegen durchmessen lassen, ohne überprüfung hätte ich es sowieso nicht getestet. Wie du schon sagtest Netzspannung hängt dran. SAFETY FIRST!! B)
![R.Hoffmann R.Hoffmann](http://stepcraft-systems.com/wp-content/uploads/wpforo/avatars/Neugieriger_31336.jpg)
Leider habe ich beim Testen mit den Optokopplerrelais, nach langem Suchen weshalb das so nicht funktioniert, feststellen müssen, daß diese ja den Minus auf dem Eingang erwarten.
Nun musste ich die Schaltung ein wenig verändern um die dennoch zu gebrauchen.
Ich konnte keine Relais finden die mit 5V an den Eingängen funktionieren. Hier im Forum wurden doch schon einige verbaut?
Welche wurden da genommen?
Funktion:
Die Relais ziehen bei Einschalten der Stepcraft sofort an. Beim Anlegen des 5V Signals an In1 und In2 fallen die Relais ab. Man muss halt am Relais nun den Öffner anstatt dem Schließerkontakt nehmen.
oberes Bild alte Ausführung, unteres Bild die neue...
mit freundlichem Gruß
Roland
Der erste Beitrag sollte vieleicht in "User stellen sich vor" erstellt werden...
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