Forum: Projekte & Code Reparaturbericht: ECD100 C-Meter LCD Anzeige Problem durch Displayalterung


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von Gerhard O. (gerhard_)


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Warnung: Ausführlicher, langer Bericht;-)

Zur Zeit schlage ich mich mit einem alten Reparatur Problem herum. Ich 
besitze ein hochgenaues portables digitales C-Messgerät aus den Mitte 
der 70er Jahre. Das Modell ist ein ECD100. Das Gerät mißt in 10 
automatisch gewählten Bereichen von 0.1pF(!) bis 200mF. Genauigkeit ist 
in den unteren Bereichen 0.1%. Im untersten Bereich lässt sich die 
Anschluß Draht Kapazität nullen. Handbuch mit Schaltung ist vorhanden. 
Das Gerät funktionierte bis vor mehr als zehn Jahren einwandfrei um dann 
graduell alle Segmente des 3-1/2 Digit Hamlin Model 6301 LCD dunkel zu 
steuern. Beim Einschalten mit dem Momentan Mess-Taster zeigt momentan 
normale Segmente an um dann nach <1s alle Segmente zu zeigen. Wie man 
sich denken kann ist eine richtige Ablesung nur noch schwer bis 
unmöglich.

Über Weihnachten wollte ich mich richtig in die Fehlersuche 
hineinzukniehen um zu sehen ob eine praktisch mögliche Reparatur noch 
machbar wäre. Früher war mir dieses Messgerät ein unentbehrlicher 
Begleiter im Labor.

Kurz und gut zur Sache. Nach eingehender Fehlersuche mit dem Oszi konnte 
ich einen Treiberfehler mit Sicherheit ausschließen. Die 
Rechteckspannung und Phasenlage zur BP war einwandfrei getaktet.

Der Digitalteil besteht aus fast 30 CD4000er die mit 14V betrieben 
werden. Ein interner Booster Converter erzeugt von den 4 AA Zellen (6V) 
die 13-14V. Das LCD muß offensichtlich ein Hochvolt LCD sein. Datenblatt 
war für mich bis jetzt noch keins auffindbar. Da die Verdunklung der 
Segmente immer um 1s dauerte und graduell anfing, vermutete ich eine 
Spannungsursache. Kurz und gut, ich versorgte die Schaltung mit einem 
LNG und drehte die Spannung langsam auf. Ab 3V fing das LCD an normal 
anzuzeigen. Sobald die Spannung 5V überstieg verdunkelten sich langsam 
alle Segmente und Symbole. Aha, dachte ich. So läuft also der Hase. Da 
ich kein Datenblatt zum LCD bis jetzt finden konnte, muß ich annehmen, 
daß das LCD ursprünglich für 15V+ ausgelegt war und über die Jahrzehnte 
durch graduell veringernde Betriebsspannung vor sich hinalterte.

Was tun? Vor zwei Jahren kaufte ich so ein zweites ECD 100 in der Bucht 
für günstiges Geld in der Hoffnung, daß es noch funktionierte. Nach 
Ankunft stellte sich heraus, daß es denselben Fehler wie meines hatte. 
Das LCD Problem scheint verbreitet zu sein.

Austausch des Displays mit einen handelsüblichen 7-Segment war also 
angesagt. Aber 15V LCDs scheint es nicht zu geben. 10V in speziellen 
Fällen. Umbau also auf 5V?

Der Gedanke nistete sich ein und ich überlegte mir wie umständlich das 
wäre. Das LCD wird durch 3 CD4056 und CD4054 angesteuert. Den BP Takt 
stellt ein CD4047 her. Die Zähler waren vom CD4518 Doppel BCD Typ. Da 
die Schaltung auf zwei LP aufgeteilt war, schien ein Umbau praktisch 
möglich zu sein.

Vor ein paar Tagen fing ich mit einem experimentalen Umbau an.

Der Zähler und Anzeigeteil wurde von der 14V Versorgung getrennt.
Ein 78L05 stellt 5V bereit
Alle Eingänge werden via 47K dem 5V Teil zugeführt.
Vier Auto Bereich Ausgänge mußten auf 14V angehoben werden. Wegen der 
high noise immunity ging es nicht mit verschiebung der Pegel.
Da erinnerte ich mich an die NXP Schaltung mit MOSFETS um I2C Spannungs 
Buswandler zu verwirklichen. Ich hatte auch ein paar der kleinen LP mit 
4 Kanälen. Wurde eingebaut und mit großer Befriedigung sag ich, daß nach 
dieser Modifizierung das LCD in alter Pracht wieder funktionierte und 
ordentlich die richtigen C-Werte anzeigte. Ich mußte mir nun einen 
74HC4518 bestellen weil im untersten Bereich die maximale 
Taktfrequenzgrenze für den CD4518 bei 5MHz und 5V ungenügend ist. Ich 
baute schon vorsorglich einen IC Sockel ein.

Uff. Das war ein schwieriger Zahn zum ziehen. Ich hätte nie geglaubt, 
mich mit solchen Problemen herumschlagen zu müssen. Aber mir war es den 
Einsatz wert. Das Messgerät funktioniert nun wieder so wie früher und 
ist eine Freude beim Gebrauch. Ein Vergleich mit einem modernen HP LCR 
Messgerät ergab noch gute Übereinstimmung. Die Abweichungen vom Sollwert 
sind unter 0.5%. Wenn man bedenkt, daß es 45 Jahre alt ist und nie 
abgeglichen wurde, ist das alleine etwas beeindruckend.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Willst du damit sygen, das ursprünglich mit 15V Rechteckwechselspannung 
gut funktionierende LCD ist im Laufe der Zeit so gealtert dass es heute 
schon bei 4V (3-5) funktioniert, darüber hinaus aber nicht mehr ?

Klingt werkwürdig. Ob nicht eher die Umladezeit der Backplane nicht mehr 
passt, weil irgendwas (Zebragummi, ITO, Kugel die den Übergang von 
Kontaktierung zur anderen Glasscheibe ermöglicht) so hochohmig (1MOhm++) 
geworden ist, dass eine deutliche RC Verzögerung ensteht ?

von Gerhard O. (gerhard_)


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MaWin schrieb:
> Willst du damit sygen, das ursprünglich mit 15V
> Rechteckwechselspannung
> gut funktionierende LCD ist im Laufe der Zeit so gealtert dass es heute
> schon bei 4V (3-5) funktioniert, darüber hinaus aber nicht mehr ?
>
> Klingt werkwürdig. Ob nicht eher die Umladezeit der Backplane nicht mehr
> passt, weil irgendwas (Zebragummi, ITO, Kugel die den Übergang von
> Kontaktierung zur anderen Glasscheibe ermöglicht) so hochohmig (1MOhm++)
> geworden ist, dass eine deutliche RC Verzögerung ensteht ?

Schwer zu sagen. Mit dem Oszi sehen die Ansteuer Rechteckspannungen 
einwandfrei aus. Bei abgeschaltetem Segment sind die Segment und BP 
Signale übereinander einwandfrei gleichartig in Phase und Spannung. Es 
besteht keine DC Unsymmetrie.

Ich kann mir nur als einzige Hypothese erklären, daß es eine 
Alterserscheinung ist. Das zweite Gerät aus der Bucht hatte dasselbe 
Fehlersymptom. Wenn ich das zweite LCD ins umgebaute hineinstecke, 
funktioniert diese Anzeige bei 5V auch einwandfrei. Umgekehrt 
funktioniert das erste LCD nicht im zweiten Gerät welches sich noch im 
Originalzustand befindet.

Das interessante ist, daß das "Ghosting" langsam über 1s auftritt. 
Angesteuerte Segmente reagieren wie man es gewöhnt ist. Beim Anlegen von 
mehr als 5V sieht man die angesteuerten Segmente sofort um dann über 
einen Zeitraum von 1s alle unbenutzen Segment, DP und Symbole sichtbar 
zu machen. Der Kontrast ist allerdings geringer. Aber trotzdem so 
schlimm, daß man die Zahlen nicht mehr ablesen kann und mehrere 
Dezimalpunkte hat.

Der LCD Halter ist ein Spezialsockel mit vergoldeten Fingern die mit den 
metallischen Verbindungsleitern Kontakt machen. Das LCD ist ein SIL Typ 
vom Aufbau her und deshalb etwas länger wie man es sonst gewöhnt ist.

: Bearbeitet durch User
von Gerhard O. (gerhard_)


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Update:

habe heute den bestellten HC4518 bekommen. Nun funktionieren auch die 
drei 5MHz getakteten Bereiche wieder. Der Meßtakt wird von der 
Bereichsautomatik in 10 Stufen von 500Hz bis 5Mhz umgeschaltet.

Es ist schön wieder ein ordentlich funktionierendes C-Meter zu haben. 
Jetzt ist nur noch die endgültige Calibrierung fällig. Da ich Zugang zu 
einem HP 4263A habe, kann ich mir auch die nötigen drei Vergleichs Cs 
beschaffen. So wie es ist, wird ein bekannter 0.101nF mit 4nF 
Unterschied angezeigt. Calibrierung ist also angesagt. Ein beliebiger 
27pF Kerko mit 27.4pF.

Hier ist übrigens ein möglicherweise interessantes Meßgerät:

Ebay-Artikel Nr. 181367471371

Ohne Kauf weiß man natürlich nicht ob es einer näheren Prüfung 
standhält. Aber immerhin...

: Bearbeitet durch User
von Andrew T. (marsufant)


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Gerhard O. schrieb:
> Hier ist übrigens ein möglicherweise interessantes Meßgerät:
>
> Ebay-Artikel Nr. 181367471371
>
> Ohne Kauf weiß man natürlich nicht ob es einer näheren Prüfung
> standhält. Aber immerhin...

Danke Gerhard,

Und hier das (vermutlich baugleiche) mit Standort innerhalb Deutschland:

Ebay-Artikel Nr.  283335210397

von Gerhard O. (gerhard_)


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Andrew T. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Hier ist übrigens ein möglicherweise interessantes Meßgerät:
>>
>> Ebay-Artikel Nr. 181367471371
>>
>> Ohne Kauf weiß man natürlich nicht ob es einer näheren Prüfung
>> standhält. Aber immerhin...
>
> Danke Gerhard,
>
> Und hier das (vermutlich baugleiche) mit Standort innerhalb Deutschland:
>
> Ebay-Artikel Nr.  283335210397

Wäre interessant zu wissen ob das LCR MG etwas taugt. Wenn hier jemand 
im Forum so ein Gerät besitzt bitte ich um einen Erfahrungsbericht.

von W.S. (Gast)


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Gerhard O. schrieb:
> Warnung: Ausführlicher, langer Bericht;-)

Ja, danke, war ne Freude zu lesen. Es ist doch immer wieder schön, wenn 
man nützliche Geräte selbst nach Jahrzehnten wieder in Gang kriegt.

Ich hätte da zum Thema RLC-Meßgeräte auch ne interessante Stelle, nur 
zum gefälligen Lesen - sofern man sich dafür interessiert und russisch 
kann:

https://www.priborelektro.ru/product/catalog/izmeriteli-immitansa-rlc-12/514.html

Das Gerät "Е7-8 Измеритель RLC" ist ne vektorielle Autorange 
RLC-Meßbrücke, 4 stellig, .... und elendiglich schwer, da intern mit 
geschalteten Transformatoren arbeitend. Aber robust und genau. Ich 
schätze mal, daß diese Geräte so aus den späten 70er Jahren stammen, 
also jetzt 40 Jahre oder mehr alt sind.

W.S.

von Kutte R. (kutte)


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Gerhard O. schrieb:
> Andrew T. schrieb:
>> Gerhard O. schrieb:
>>> Hier ist übrigens ein möglicherweise interessantes Meßgerät:
>>>
>>> Ebay-Artikel Nr. 181367471371
>>>
>>> Ohne Kauf weiß man natürlich nicht ob es einer näheren Prüfung
>>> standhält. Aber immerhin...
>>
>> Danke Gerhard,
>>
>> Und hier das (vermutlich baugleiche) mit Standort innerhalb Deutschland:
>>
>> Ebay-Artikel Nr.  283335210397
>
> Wäre interessant zu wissen ob das LCR MG etwas taugt. Wenn hier jemand
> im Forum so ein Gerät besitzt bitte ich um einen Erfahrungsbericht.

review auf youtube:
Youtube-Video "How to use the XJW01 LCR Meter"
Kutte

von Gerhard O. (gerhard_)


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Kutte R. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Andrew T. schrieb:
>>> Gerhard O. schrieb:
>>>> Hier ist übrigens ein möglicherweise interessantes Meßgerät:
>>>>
>>>> Ebay-Artikel Nr. 181367471371
>>>>
>>>> Ohne Kauf weiß man natürlich nicht ob es einer näheren Prüfung
>>>> standhält. Aber immerhin...
>>>
>>> Danke Gerhard,
>>>
>>> Und hier das (vermutlich baugleiche) mit Standort innerhalb Deutschland:
>>>
>>> Ebay-Artikel Nr.  283335210397
>>
>> Wäre interessant zu wissen ob das LCR MG etwas taugt. Wenn hier jemand
>> im Forum so ein Gerät besitzt bitte ich um einen Erfahrungsbericht.
>
> review auf youtube:
> Youtube-Video "How to use the XJW01 LCR Meter"
> Kutte

Danke für den Link. Schade, daß er sich hauptsächlich auf  die Bedienung 
des Geräts konzentrierte. Ich wäre eigentlich mehr an einer Erkundung 
der Meßmöglichkeiten und Stärken und Schwächen von Komponentenmessungen 
interessiert. Speziell Induktivitäten können da recht herausfordernd 
sein. Verlockend ist das LCR Meter schon. Wenn es tatsächlich brauchbar 
funktionieren sollte, wäre das handliche Gerät ein nützliches Meßgerät 
im Heimlabor. Anstatt der Meßstrippen könnte man noch einen 
Aufsetzadapter konstruieren der dann kurze Verbindungen zum Meßgerät 
ermöglicht. Beim HP4236A wird das mitgeliefert.

Wenn als jemand schon kritische Messungen damit gemacht hat, dann bitte 
ich über einen Bericht.

: Bearbeitet durch User
von Uhu U. (uhu)


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W.S. schrieb:
> sofern man sich dafür interessiert und russisch
> kann:
>
> 
https://www.priborelektro.ru/product/catalog/izmeriteli-immitansa-rlc-12/514.html

Ich habe mir mal spaßeshalber den Text per 
https://www.deepl.com/translator übersetzen lassen – da kommt 
einwandfreies Deutsch dabei heraus…

: Bearbeitet durch User
von W.S. (Gast)


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Gerhard O. schrieb:
> Ich wäre eigentlich mehr an einer Erkundung
> der Meßmöglichkeiten und Stärken und Schwächen von Komponentenmessungen
> interessiert.

Ich hab da mal was bei eevblog ausgegraben, vielleicht hilft's dir.

Im Prinzip sieht das so aus, daß die zu messende Impedanz mit einer aus 
einem DDS stammenden Wechselspannung über einen Vorwiderstand 
angesteuert wird. Hab die Schaltung jetzt nicht weiter überflogen, der 
Rest dürfte dann Rechnerei sein.

Das ist im Grunde zwar recht nett gedacht, impliziert aber einen 
Riesensack an Justagen und kalibrierungen in allen Richtungen 
(Amplituden, Phasen und mehr). Ich kenne sowas (allerdings in 
vollautomatisierter Form) von den RLC-Meßgeräten von Hioki.

Was mir bei sowas fehlt, ist eine DC Beaufschlagung. Bei der oben 
genannten E7-8 ging das: man konnte bei Kapazitäten den Prüfling mit 
zusätzlicher Gleichspannung bis so etwa 30 Volt und Induktivitäten bis 
einige Dutzend mA beaufschlagen. Damit lassen sich dann Kapazitätsdioden 
ausmessen und etwaige Sättigungseffekte bei Spulen in gewissem Umfang 
herausfinden. So etwas ist bei dem chinesischen Gerät vermutlich nicht 
drin.

W.S.

von MaWin (Gast)


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Gerhard O. schrieb:
> Ich kann mir nur als einzige Hypothese erklären, daß es eine
> Alterserscheinung ist.
> Beim Anlegen von
> mehr als 5V sieht man die angesteuerten Segmente sofort um dann über
> einen Zeitraum von 1s alle unbenutzen Segment, DP und Symbole sichtbar
> zu machen. Der Kontrast ist allerdings geringer.

Das klingt für mich, als ob bei dem defekten Display die Verbindung 
zwischen Displayanschluss (Pin auf Glasplatte) und Backplane (Übergang 
zur anderen Glasplatte, durch kleine Zinnkugel im Expoxykleberand) 
defekt ist.

Eventuell mit etwas Druck von aussen auf den Berich in dem diese 
Zinnkugel liegt wiederherstellbar, aber wohl nur so lange bis man den 
Druck wieder weg nimmt. Wäscheklammer :-)

Gerhard O. schrieb:
> Hier ist übrigens ein möglicherweise interessantes Meßgerät:

Wichtiger 100kHz Beeich fehlt, 10000uF reichen gerade für die Elkos 
nicht, deren Neukauf teuer wäre.
200uOhm Messbereich ? Interessant. Damit meinen die wohl die Auflösung.

von W.S. (Gast)


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MaWin schrieb:
> Wichtiger 100kHz Beeich fehlt,

Naja... hab mir grad mal die chinenglische Überstzung der Beschreibung 
angeschaut. Es ist eine Kalibrier-Orgie, die da abgehen muß, bevor das 
Teil überhaupt verwendbar ist.

Abgesehen davon:
Ich hatte vor geraumer Zeit schon mal einen Versuch gewagt, ein 
RLC-Meter auf Basis des AD5933 zu bauen. Ist sinnlos, da das Signal aus 
dem DDS für Kapazitätsmessungen schlichtweg ungeeignet ist. Man müßte es 
dramatisch tiefpaßfiltern und dann aus dem daraus gewonnenen reineren 
Sinus die Phaenlage für den Real- und Imaginär- Anteil gewinnen. Aber 
das macht mehr Umstände als einen popligen Wienbrückengenerator zu 
bauen.

Aus dieser Erfahrung heraus verstehe ich durchaus die umfänglichen 
Justage-Notwendigkeiten bei obigem China-Gerät.

Mir wäre da zu eihaft, um es zu kaufen.

W.S.

von Gerhard O. (gerhard_)


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MaWin schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Ich kann mir nur als einzige Hypothese erklären, daß es eine
>> Alterserscheinung ist.
>> Beim Anlegen von
>> mehr als 5V sieht man die angesteuerten Segmente sofort um dann über
>> einen Zeitraum von 1s alle unbenutzen Segment, DP und Symbole sichtbar
>> zu machen. Der Kontrast ist allerdings geringer.
>
> Das klingt für mich, als ob bei dem defekten Display die Verbindung
> zwischen Displayanschluss (Pin auf Glasplatte) und Backplane (Übergang
> zur anderen Glasplatte, durch kleine Zinnkugel im Expoxykleberand)
> defekt ist.
Daran dachte ich auch schon. Aber es ist nichts offensichtliches 
bemerkbar. Die Verklebung scheint konsistent zu sein.

Sogar bei 5V bemerkt an ganz leichtes "Geistern". Bei gewissen 
Segmentkombinationen, speziell bei "8", sieht man auf benachbarten 
Segmenten im übrigen Displaygebiet noch ganz leichtes sympathetisches 
verdunkeln. Ich werde also langfristig das LCD mit einem modernen Typ zu 
ersetzen versuchen weil ich vermute, dieser Zustand wird sich mit der 
Zeit höchstwahrscheinlich noch graduell verschlechtern.
>
> Eventuell mit etwas Druck von aussen auf den Berich in dem diese
> Zinnkugel liegt wiederherstellbar, aber wohl nur so lange bis man den
> Druck wieder weg nimmt. Wäscheklammer :-)
Druckempfindlichkeit kann man eigentlich nicht fesstellen. Beim leichten 
Draufdrücken sieht man nur die übliche ungeordnete Schwärzung. Aber alle 
LCDs machen das.
>
> Gerhard O. schrieb:
>> Hier ist übrigens ein möglicherweise interessantes Meßgerät:
>
> Wichtiger 100kHz Beeich fehlt, 10000uF reichen gerade für die Elkos
> nicht, deren Neukauf teuer wäre.
> 200uOhm Messbereich ? Interessant. Damit meinen die wohl die Auflösung.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Im Anhang zwei Bilder von "In Action"

Im zweiten Bild steckte ich noch einen Grayhill Adapter an. Dieser 
Adapter ist bei größeren bedrahteten Meßobjekten sehr nützlich.

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