Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Lego Control Center - Reparatur


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von Stefan K. (kletterstefan)


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Guten Tag,

Dies ist mein erster Beitrag und ich bin neu in diesem Forum. Kurz zu 
mir: ich habe keine Ausbildung oder Studium im Bereich Elektrotechnik, 
aber recht gutes handwerkliches Geschick und auch ein wenig Erfahrung im 
Umgang mit Lötkolben und -Pistole. Meine Kenntnisse beschränken sich 
allerdings auf die Reparatur von offensichtlichen Defekten. Aus diesem 
Grund habe ich mich hier angemeldet, da ich nun mit einem Defekt 
konfrontiert bin, dessen Ursache ich nicht finden kann.

Es handelt sich um eine ca. 25 Jahre alte Steuerung für das sogenannte 
Control Center von Lego. Dieses habe ich aus den Tiefen des Dachbodens 
ausgegraben und wollte es mit dem inzwischen 8jährigen Sohn 
ausprobieren. Leider ist die Steuerung gänzlich ohne Funktion. Es geht 
nicht einmal eine LED an.

Kontakte der Batterien sind in Ordnung, auf der Platine kommen 9,6 V an 
den Kabellötpunkten an. Ein defektes Bauteil kann ich optisch nicht 
erkennen.

Nun meine Frage: gibt es eine Möglichkeit, wie ich mit einem Multimeter 
den Fehler finden kann? Wie sollte ich vorgehen, oder gibt es vielleicht 
eine für die Schaltung klassische Fehlerquelle? Zum Beispiel den IC? 
Insgesamt scheint die Schaltung ja alles andere als besonders komplex zu 
sein.



Ggf. Wäre ich auch für eine Adresse im Raum Dortmund dankbar, bei der 
ich eine Diagnose/Reparatur durchführen lassen könnte.

Vielen Dank im Voraus,
Stefan Kaiser

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von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Besorge als erstes den Schaltplan (Schematics) von dem Gerät, dann 
schauen wir uns den mal an.

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von 8051er (Gast)


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Scharfe Makroaufnahmen von den Bauteilen, auf denen die 
Typenbezeichnungen zu sehen sind, wären auch hilfreich.

von hinz (Gast)


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Stefan K. schrieb:
> gibt es eine Möglichkeit, wie ich mit einem Multimeter
> den Fehler finden kann?

Damit kannst du nicht viel prüfen, aber zumindest mal die 
Versorgungsspannung des µC. Die macht der Regler neben dem blauen Elko 
aus den 9V der Batterien, sollten 5V sein. DMM auf 20VDC, Minuspol an 
Minuspol der Batterie, Pluspol der Reihe nach an die Pins des Reglers. 
Einer sollte 0V haben, einer 5V, und der dritte die 9V der Batterie.

von Klaus R. (klaus2)


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Kommen am controller die nötigen spgen an? schwing der quarz?

klaus.

von Stefan K. (kletterstefan)


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Erst einmal vielen Dank, dass ihr euch meinem Problem angenommen habt.
Zu den Beiträgen:

hinz schrieb:
> Die macht der Regler neben dem blauen Elko
> aus den 9V der Batterien, sollten 5V sein. DMM auf 20VDC, Minuspol an
> Minuspol der Batterie, Pluspol der Reihe nach an die Pins des Reglers.
> Einer sollte 0V haben, einer 5V, und der dritte die 9V der Batterie.

Das habe ich gemacht und genau diese Werte auch messen können.

8051er schrieb:
> Scharfe Makroaufnahmen von den Bauteilen, auf denen die
> Typenbezeichnungen zu sehen sind, wären auch hilfreich.

Ich habe noch einmal zwei Fotos gemacht. Zumindest im Original kann ich 
soweit reinscrollen, dass ich nahezu alle Bezeichnungen lesen kann. Die 
Bilder hänge ich an.

Klaus R. schrieb:
> Kommen am controller die nötigen spgen an? schwing der quarz?

Mit diesen Fragen kann ich leider nichts anfangen, ich weiß nicht welche 
Spannungen ich wo messen soll und auch nicht wo, bzw. wie ich den Quarz 
prüfe. Kannst du das vielleicht noch einmal konkretisieren?

Stefanus F. schrieb:
> Besorge als erstes den Schaltplan (Schematics) von dem Gerät, dann
> schauen wir uns den mal an.

Meine Google Recherche hat dazu auf Anhieb erst einmal keinen Erfolg 
gehabt. Gibt es Tipps, wo man den bekommen könnte? Bei Lego direkt?


Danke, Stefan!

von Stefan K. (kletterstefan)


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Anscheinend werden die Bilder beim Hochladen doch so verkleinert, dass 
trotz Speichern und Reinscrollen nicht mehr alles lesbar ist. Daher hier 
noch einmal vorab vergrösserte Bilder.

von hinz (Gast)


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XC9424BFN?

Kundenspezifischer Chip von Motorola, vermutlich ein 
maskenprogrammierter Mikrocontroller.


Und Quarz hats keinen, nur einen 4MHz Keramikresonator. Da kannst du 
ohne Oszi nichts prüfen.

von hinz (Gast)


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Also XC94248FN.

Immer noch kundenspezifisch.

von hinz (Gast)


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Ach ja, das restliche Hühnerfutter sind drei diskrete H-Brücken, daran 
liegts wohl nicht, dass die Kiste nicht läuft.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Stefan K. schrieb:
>> Besorge als erstes den Schaltplan (Schematics) von dem Gerät, dann
>> schauen wir uns den mal an.
> Gibt es Tipps, wo man den bekommen könnte? Bei Lego direkt?

Ja, versuche es auf der Lego Webseite oder ruf dort an. Die haben eine 
ganze Menge Schaltpläne veröffentlicht (zumindest von der Mindstorms 
Serie).

von Stefan K. (kletterstefan)


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Wenn ich nun richtig schlussfolgere, dann bedeutet es, dass es 
eigentlich nur der Motorola Chip der Grund ist. Und da kundenspezifisch 
programmiert wohl auch nicht zu ersetzen?

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Nicht so voreilig. Der scheint seine Taktfrequenz aus einem Keramik 
Resonator zu beziehen. Diese Dinger sind dafür bekannt, bei Stürzen 
manchmal kaputt zu gehen. Das wäre leicht repariert. Aber du brauchst 
wahrscheinlich ein Oszilloskop, um das zu überprüfen.

Eventuell ist auch eine Leiterbahn von der Stromversorgung gerissen - 
wäre auch leicht zu reparieren. Mit Hilfe des Schaltplanes kann man die 
relevanten Leitungen und Messpunkte identifizieren.

von hinz (Gast)


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Stefan K. schrieb:
> Wenn ich nun richtig schlussfolgere, dann bedeutet es, dass es
> eigentlich nur der Motorola Chip der Grund ist.

Deine Messtechnik gibt halt nicht mehr her. Man könnte den 
Keramikresonator auf Verdacht ersetzen.


> Und da kundenspezifisch
> programmiert wohl auch nicht zu ersetzen?

So ist es.

von hinz (Gast)


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Dürfte ein maskenprogrammierter MC680x sein, Pinout wie im Bild.

von der schreckliche Sven (Gast)


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Machen die Schaltflächen noch Kontakt?

von Stefan K. (kletterstefan)


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der schreckliche Sven schrieb:
> Machen die Schaltflächen noch Kontakt?

Meiner Meinung nach sind diese in Ordnung. Gegen Minus kann ich an der 
Fläche für "On/Off" 5V und 1,5 V messen. Ergo müssten auch die 
abzweigenden Leiterbahnen in Ordnung sein. Sicherheitshalber habe ich 
auch noch einmal die Flächen gebrückt. Einschalten lies sich das Ding 
trotzdem nicht.

hinz schrieb:
> Deine Messtechnik gibt halt nicht mehr her. Man könnte den
> Keramikresonator auf Verdacht ersetzen.

Das wäre kein Problem. Welches Bauteil ist denn dieser Keramikresonator, 
und welches Ersatzteil müsste ich genau beschaffen?

hinz schrieb:
> Dürfte ein maskenprogrammierter MC680x sein, Pinout wie im Bild.

Ein Osziloskop habe ich leider nicht und auch im Bekanntenkreis 
niemanden. Hilft die Pinout-Skizze dennoch?

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Stefan K. schrieb:

>> Deine Messtechnik gibt halt nicht mehr her. Man könnte den
>> Keramikresonator auf Verdacht ersetzen.
> Das wäre kein Problem. Welches Bauteil ist denn dieser
> Keramikresonator, und welches Ersatzteil müsste ich genau
> beschaffen?

Das ist das graue Bauteil unterhalb des Mikrocontrollers mit der 
Aufschrift "4.00(M". Aber selbst wenn ich das korrekt erkannt habe, ist 
das nur die halbe Lösung. Denn es gibt viele unterschiedliche Keramik 
Resonatoren. Die meisten haben drei Anschlüsse und integrierte 
Kondensatoren. Deiner hat aber nur zwei, ist also schon etwas 
außergewöhnlich.

Welches Teil es genau ist, kann man äußerlich nicht erkennen. Dazu wäre 
der Schaltplan hilfreich.

von Hologram73 (Gast)


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hi,
schau mal hier:
https://www.ebay-kleinanzeigen.de/s-anzeige/lego-technic-control-center/964980779-23-1364

musst halt fragen, ob das Dingens noch läuft.
VG

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Stefanus F. schrieb:
> Aber selbst wenn ich das korrekt erkannt habe, ist
> das nur die halbe Lösung. Denn es gibt viele unterschiedliche Keramik
> Resonatoren. Die meisten haben drei Anschlüsse und integrierte
> Kondensatoren. Deiner hat aber nur zwei, ist also schon etwas
> außergewöhnlich.

Der eingeloetete hat auch 3. Sieht so aus, als waere der dritte unter 
dem Gehaeuse.
Angesichts der Lage (Ding ist eh schon tot, kann also nicht mehr 
schlimmer werden) und der "irrsinnig hohen" Kosten fuer so einen 
Resonator und der Situation: Wenns der nicht ist, geht eh nix mehr 
anderes zu reparieren - wuerd' ich nicht lange rummachen und z.B. beim 
Reichelt mal die angucken und wenn ich glaub', dass ich die da 
reingeloetet bekomm, auch ein paar bestellen:
CSTCC 4,00  (der koennte eklig von Hand zu loeten sein)
CST 4,00 (geht danach das Lego Gehauese wieder zu?)

Praktischerweise ist ja unter dem eingeloeteten, vielleicht defekten 
Resonator noch ein freier Footprint fuer den Ersatzresonator auf der 
Platine.

Gruss
WK

von Stefan K. (kletterstefan)


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So, heute Abend habe ich mich dann mal an das Löten gemacht.
Der Erfolg bleibt zweifelhaft..

Dergute W. schrieb:
> Der eingeloetete hat auch 3. Sieht so aus, als waere der dritte unter
> dem Gehaeuse

Das ist leider nicht der Fall. Tatsächlich hatte der verbaute Resonator 
lediglich zwei Lötstellen. Und auch auf der Platine waren keine weiteren 
Lötpunkte vorgesehen. Folglich muss ich mich dann wohl doch nach einem 
speziellen Bauteil umsehen.

Stefanus F. schrieb:
> Aber selbst wenn ich das korrekt erkannt habe, ist
> das nur die halbe Lösung. Denn es gibt viele unterschiedliche Keramik
> Resonatoren. Die meisten haben drei Anschlüsse und integrierte
> Kondensatoren. Deiner hat aber nur zwei, ist also schon etwas
> außergewöhnlich.
>
> Welches Teil es genau ist, kann man äußerlich nicht erkennen. Dazu wäre
> der Schaltplan hilfreich.

Somit werde ich nun versuchen, bei Lego Informationen (bzw. den 
Schaltplan zu bekommen).

Hologram73 schrieb:
> hi,
> schau mal hier:
> 
https://www.ebay-kleinanzeigen.de/s-anzeige/lego-technic-control-center/964980779-23-1364
>
> musst halt fragen, ob das Dingens noch läuft.
> VG

Die Idee hatte ich auch schon. Mein Naturell ist nur so angelegt, dass 
ich Dinge ungern einfach so wegwerfe, wenn vielleicht lediglich ein 1€ 
Bauteil defekt ist. Außerdem mag ich es wenn kaputtes irgendwann wieder 
funktioniert.

Insofern bin ich allen Helfern hier sehr dankbar für die Unterstützung 
beim Reparieren.

von hinz (Gast)


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Stefan K. schrieb:
> Die Idee hatte ich auch schon. Mein Naturell ist nur so angelegt, dass
> ich Dinge ungern einfach so wegwerfe, wenn vielleicht lediglich ein 1€
> Bauteil defekt ist. Außerdem mag ich es wenn kaputtes irgendwann wieder
> funktioniert.

https://www.reichelt.de/smd-resonator-4-00-mhz-cstcc-4-00-p42487.html?

Aus China gibts die Dinger für 1€ incl Porto. Dauert halt.


Wenn man statt des zweipoligen Originals diesen dreipoligen verwendet, 
dann müssen halt noch die beiden Keramikkondensatoren abgelötet werden. 
Der passende Footprint für den dreipoligen ist ja schon da.

von Thomas (Gast)


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Grob gesagt braucht ein Microchip zwei Dinge un fröhlich seine Arbeit zu 
tun:
1. Einen Takt, den kann man nur mit dem Oszi sehen, und
2. Eine Versorgungsspannung.

Kannst du 2. mal prüfen ob die nötigen Volt direkt am Microchip 
anliegen?

von hinz (Gast)


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Thomas schrieb:
> 2. Eine Versorgungsspannung.
>
> Kannst du 2. mal prüfen ob die nötigen Volt direkt am Microchip
> anliegen?

Und den Pegel am Reset-Pin messen.

von Stefan K. (kletterstefan)


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Es ist mir fast schon unangenehm ständig laienhafte Rückfragen stellen 
zu müssen, aber ich bin eben in dem Bereich nicht so sehr versiert.

Thomas schrieb:
> Kannst du 2. mal prüfen ob die nötigen Volt direkt am Microchip
> anliegen?

An welchen Pins müsste ich prüfen, wenn man die Skizze vom MC680x 
hernimmt, die "Hinz" gepostet hat?

hinz schrieb:
> Wenn man statt des zweipoligen Originals diesen dreipoligen verwendet,
> dann müssen halt noch die beiden Keramikkondensatoren abgelötet werden.
> Der passende Footprint für den dreipoligen ist ja schon da.

Wie löte ich die beiden Kondensatoren "Ab"?

Danke nochmal!

von hinz (Gast)


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Stefan K. schrieb:
> Wie löte ich die beiden Kondensatoren "Ab"?

Lötpinzette, Heißluftstation,...

Man kann auch mit einem Stück 1,5qmm Kupferdraht improvisieren. Das legt 
man flach drüber und erhitzt so beide Lötstellen gleichzeitig. Ggf noch 
etwas Lötzinn zugeben.

von Stefan K. (kletterstefan)


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Da war meine Frage wohl nicht präzise genug. Also, ich verstehe das so:
Bei dem Fertigteil sind, neben dem Resonator der die Frequenz vorgibt, 
noch zwei Kondensatoren verbaut. Diese müssen "ab", damit ich den 
Resonator "nackt", benutzen kann. Dazu muss vermutliche zunächst eine 
Ummantelung entfernt werden?

Was die Versorgungsspannung angeht, so wird der Controller ja direkt mit 
den 5 Volt aus dem Regler (neben dem großen blauen Elko) bedient. Diese 
kann ich sowohl am Regler, als auch am Pin 2 (Vcc in der Skizze) messen. 
Damit sollte diese Frage doch positiv beantwortet sein - richtig?

von hinz (Gast)


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Stefan K. schrieb:
> Da war meine Frage wohl nicht präzise genug. Also, ich verstehe
> das so:
> Bei dem Fertigteil sind, neben dem Resonator der die Frequenz vorgibt,
> noch zwei Kondensatoren verbaut. Diese müssen "ab", damit ich den
> Resonator "nackt", benutzen kann. Dazu muss vermutliche zunächst eine
> Ummantelung entfernt werden?

Nein, du sollt auf deiner Platine die beiden Kondensatoren ablöten, und 
den zweipoligen Resonator natürlich auch. Dann kannst du auf dem bereits 
vorhandenen 3-poligen Footprint den dreipoligen Resonator auflöten.


> Was die Versorgungsspannung angeht, so wird der Controller ja direkt mit
> den 5 Volt aus dem Regler (neben dem großen blauen Elko) bedient. Diese
> kann ich sowohl am Regler, als auch am Pin 2 (Vcc in der Skizze) messen.
> Damit sollte diese Frage doch positiv beantwortet sein - richtig?

Und wenn GND (Vss) unterbrochen wäre?

Und wieviel Volt hats an RESET, gegen GND gemessen?

von Stefan K. (kletterstefan)


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Leider habe ich von Lego noch keine Antwort, und so bleibt es erst 
einmal beim "Probieren statt studieren". Würde also mal mit dem 
Austausch des Resonators beginnen.

hinz schrieb:
> Nein, du sollt auf deiner Platine die beiden Kondensatoren ablöten, und
> den zweipoligen Resonator natürlich auch. Dann kannst du auf dem bereits
> vorhandenen 3-poligen Footprint den dreipoligen Resonator auflöten.

Okay, also genau umgekehrt. Haben denn die Kondensatoren immer eine Art 
Standard-Kapazität? Oder sind die auf den Resonator abgestimmt? Ich gehe 
mal davon aus, dass es sich bei den zu entfernenden um die beiden 
Bauteile direkt unter dem 3-poligen Footprint handelt?

Was die Messergebnisse angeht. So wie ich es verstanden habe, habe ich 
gemessen:
Vcc - Vss: 5 V
Vss - GND: 0 V
Reset - GND 5 V

Passt das so?

Herzliche Grüße, Stefan.

von hinz (Gast)


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Stefan K. schrieb:
> Oder sind die auf den Resonator abgestimmt? Ich gehe
> mal davon aus, dass es sich bei den zu entfernenden um die beiden
> Bauteile direkt unter dem 3-poligen Footprint handelt?
>
> Was die Messergebnisse angeht. So wie ich es verstanden habe, habe ich
> gemessen:
> Vcc - Vss: 5 V
> Vss - GND: 0 V
> Reset - GND 5 V
>
> Passt das so?

3 * Ja

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Die Kondensatoren sind (vereinfach gesagt) auf den Resonator abgestimmt. 
Deswegen müssen die raus, wenn du einen Resonator mit integrierten 
Kondensatoren verwendest.

von Stefan K. (kletterstefan)


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Okay, heute kam die Mail vom Lego-Service, dass sie keinen Schaltplan 
zur Verfügung stellen (können).

Also bleibt die Variante ausprobieren.


Der Resonator ist bestellt. Sobald er eingelötet ist werde ich vom 
Ergebnis berichten.

Dazu zur Sicherheit noch 2 letzte Fragen:

Raus müssen die beiden blass violetten Bauteile direkt unter dem 
Resonator?
Gibt es beim Einbau des neuen eine „richtige“ Richtung oder ist der 
„symmetrisch“?

Noch einmal herzlichen Dank,
Stefan

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Stefan K. schrieb:
> Raus müssen die beiden blass violetten Bauteile direkt unter dem
> Resonator?

Ja

> Gibt es beim Einbau des neuen eine „richtige“ Richtung oder ist der
> „symmetrisch“?

Ist egal, wie herum du ihn drehst.

von Tilo (Gast)


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Bei mir liegt genau die selbe Steueurng rum und ich will mir die seit 
Jahren anschauen.

Bei mir ist allerdings ein IC mit der Beschriftung
[symbol ST]P 9039
LGE673
70646

von ST verbaut. Das Layout sieht ansonsten gleich (grausig aus). 
Wahnsinn, wie viele Schleifen auf dem Board sind, im einen 2-Lager zu 
vermeiden.
Bei mir ist auf der unterseite noch ein Elko hinzugefügt worden, der 
parallel zum Tantel? 10uF, 6V, unter dem Resonantor liegt.
Beides für mich Indizien, dass meine Version älter als deine ist.
Ich hab beide gegen einen 100uF Keramik getauscht, half aber nicht.

Bei mir ist das Fehlerbild allerdins anders. Bei mir glimmem die Mem I 
und Mem II LEDs. Am \Reset liegen auch nur 2,5V an, Vcc ist mit 5V OK.

Wenn ich mit der Pinzette am Reset und Resonator rumspiele bekomme ich 
die LEDs in allen mögichen Kombinationen zum leuchten, aber keine, bei 
der etwas korrekt reagiert.

Daher vermute ich, bei mir ist tatsächlich der Chip und nicht der 
Resonator kaputt.

Ich habe leider nur ein 10MHz Digitaloszi, das was ich sehe, könnten 
aber 4MHz sein.

Wenn bei dir auch der Chip kaputt ist, wie viel Energie willst du da 
noch rein stecken?
Ich hab mir überlegt da eine eigene Platine reinzumachen.
Bisher war mir dafür aber der Aufwand zu groß, weg schmeißen will ich es 
aber auch nicht.

Weißt du, ob bei dir sonst noch alle OK ist? Ich kann mich noch 
erinnern, dass die AB H-Brücke kaputt sein muss, der Motor dreht immer 
fest in eine Richtung. '91 war ich aber noch zu Jung, um das selbst zu 
reparieren.

von Timo N. (tnn85)


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Natürlich kann auch das blaue Bauteil, vermutlich ein Kondensator oben 
links im Bild "1.jpg" defekt sein. Wenn das wirklich ein Elko ist, dann 
kann es sein, wie es bei allen elektronischen Geräten heute der Fall 
ist, dass dieser als erster schlapp macht. Das würde zu einer 
unregelmäßigen Versorgung des Mikrocontrollers führen.

Die Beschriftung "10E" sagt mir aber gar nichts. Vermutlich hat er 10µF. 
Ersetzen kann man ihn ja prophylaktisch.

von Tilo (Gast)


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Ich hab den blauen nicht ausgemessen, der liegt allerdings an den 9V 
Eingangsspannung vor dem LDO, der die 5V erzeugt.

Da ist der Elko in 3.jpg kritischer, das ist der Pufferkondensator der 
5V vor dem Controller.

von hinz (Gast)


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Timo N. schrieb:
> Die Beschriftung "10E" sagt mir aber gar nichts.

10µF/16V, 08/15 Al-Elko aus der Serie 085 CS von Philips/BCC/Vishay.

von Stefan K. (kletterstefan)


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Guten Abend,

Nach einiger Zeit des Wartens ist heute ein CST 4.00 hier angekommen. 
Von den Abmessungen und Lötpunkten passte er eigentlich hervorragend auf 
die Platine. Leider kam der Frust nach dem Einlöten, denn noch immer ist 
die Steuerung ohne jegliche Funktion.

Insofern muss ich wohl an dieser Stelle kapitulieren und kann nichts 
mehr weiter tun.

Ich danke allen für die Hilfe und Denkanstöße.

Herzliche Grüße
Stefan.

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