(überarbeitet 12.06.2006)

Prototyp5 Beschreibung/Stückliste

Beschreibung  

Das Anwendungsziel aller bereits vorgestellten Prototypen ist es, aus einer niedrigen Gleichspannung eine höhere Rechteck-Wechselspannung zu generieren, die bei der festgelegten Elektrodenanordnung in destilliertem oder demineralisierten Wasser mit einer Strombegrenzung einen einstellbaren Stromfluß von wenigen mA ermöglicht. Alle Prototypen beinhalten einen Zeitschalter, der nach Ablauf der eingestellten Zeit automatisch eine Selbstabschaltung bewirkt. Die Schaltung soll damit nach dem Starten und während des Herstellungsprozesses unbeaufsichtigt bleiben können, ohne, daß sich der Strom unkalkulierbar erhöht. Ohne solch eine Strombegrenzung setzt auf Grund von Verunreinigungen immer wieder mal ein zunächst unbemerkt bleibender, dann lawinenartig ansteigender Prozeß mit bis zum hundertfachen der anfänglichen Stromstärke ein. Dabei entsteht dann alles andere als das gewünschte kolloidale Silber. Das wird durch die Strombegrenzung dieser Schaltungen vermieden. Nach der Selbstabschaltung durch den Zeitschalter soll kein Strom mehr fließen und somit keine weitere Entladung der Batterie (oder des Akkus) stattfinden.

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Prototyp 5 wurde in erster Linie für den Betrieb mit stabilisierten Steckernetzteilen von 6 - 12 Volt Gleichspannung oder anderen Stromquellen entwickelt. Er kann ebenso auch mit einer 9 Volt Blockbatterie bzw. einem 6, 9 oder 12 Volt Akku betrieben werden. (Die Schaltung funktioniert sogar noch bei 4,8 Volt zufriedenstellend, was den Betrieb mit 4 NiMh- oder NiCd-Zellen ermöglicht.) 

Dieser breite Eingangsspannungsbereich ist nur eine von mehreren gravierenden Änderungen. Allerdings ist dabei eine Spannungsüberwachung oder Unterspannungsabschaltung (wie bei Prototyp 3) nicht mehr möglich und wegen der verschiedenen Eingangsspannungen auch nicht sinnvoll. Somit wurde darauf verzichtet. 

Die neue Timerschaltung gestattet jetzt Einschaltzeiten bis zu 8 Stunden, was in Hinblick auf die Herstellung höherer Konzentrationen oder die Herstellung von kolloidalem Gold mit den damit verbundenen, wesentlich längeren Prozeßzeiten eine wichtige Erweiterung darstellt. Die Schaltung gestattet ohne sonstige Änderung auch den Einsatz eines 15-stelligen Dreh-Codierschalters, der sogar bis zu 21 Tage Einschaltzeit ermöglicht.

Ferner ist nun eine fein regulierbare Strombegrenzung gegeben, die auch bei den unterschiedlichen Versorgungsspannungen oder bei Absinken der Versorgungsspannung einen gleichbleibenden Strom garantiert. Dieser ist zwischen 1 und 8 mA einstellbar. Eine Gleichrichter-Brückenschaltung ermöglicht es jetzt, eine Gleichstrombegrenzung und zur Messung ein Gleichstrommeßgerät zu verwenden, obwohl am Ausgang eine Rechteck-Wechselspannung anliegt. Zwei LEDs über den Ausgangsbuchsen A/B zeigen wechselweise mit kurzen Blitzen den Polaritätswechsel der hohen Rechteck-Wechselspannung und dienen damit als optisch Funktionskontrolle. 

Die Frequenz der Rechteck-Wechselspannung ist einstellbar, ohne, daß der Frequenz im Detail eine besondere Bedeutung zukommt. Erkenntnisse über eine "ideale Frequenz" liegen (noch) nicht vor. Sie kann - bis es genauere Erkenntnisse gibt - nach Belieben eingestellt werden, sollte lediglich im Bereich von beobachtbaren Sekundentakten liegen.  

Die Funktion "Wasser-Test" ist auch bei dieser Schaltung wieder gegeben, wie schon beim Prototypen 3. Durch Betätigen des Tasters S6 "Wasser-Test" wird die Strombegrenzung aufgehoben und mit dem extern am Meßjumper anzuschließenden Amperemeter (übliches Vielfachmeßgerät) kann bei verunreinigtem und somit ungeeignetem Wasser ein überhöhter Teststrom festgestellt werden. Der Teststrom gibt insgesamt vor dem Herstellungsprozeß Aufschluß über die Reinheit oder die Verunreinigung des Wassers. Er liegt bei reinem destillierten oder demineralisierten Wasser meist nur zwischen 0,5 und 2 mA. Höher darf der Strom beim "Wasser-Test" nicht sein. Bei Leitungswasser beträgt er hingegen meist über 10 mA oder wesentlich mehr. Bei Mineralwasser können Ströme von über 100 mA auftreten, entsprechend "giftig" ist dann das Produkt, eine Mischung  aus Silberionen und Silbersalzen. 

Der DC-Step-Up-Regler zur Erzeugung der höheren Spannung ist bei dieser Schaltung nicht als kapazitive Kaskaden- oder Pumpschaltung aufgebaut, sondern arbeitet induktiv. Die Ausgangsspannung wird durch eine Zenerdiode auf 43 Volt begrenzt, weil der IC3 nur eine maximale Spannung von 44 Volt zuläßt. Diese nötige Schutzschaltung mit einer Zenerdiode und der breite Eingangsspannungsbereich bewirken allerdings bei höheren Eingangsspannungen einen schlechteren Wirkungsgrad. Der beste Wirkungsgrad wird bei der niedrigsten möglichen Eingangsspannung erzielt, z.B. bei 4,8 bis 6 Volt. Dies ist aber lediglich bei Batteriebetrieb von Bedeutung.

An einem 9 Volt NiMh-Akku mit einer Kapazität von 250 mAh läuft die Schaltung mindestens 4 Stunden. An 4 Mignon NiMh-Akkus mit je 2500 mAh läuft die Schaltung etwa 40 Stunden. An 4 Mono-NiMh mit je 8000 mAh sind es rund 130 Stunden Betriebszeit, bis ein Wiederaufladen nötig ist. An Netzteilen ist Dauerbetrieb möglich. 

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Ein paar Details

Dip-Schalter und/oder Dreh-Codierschalter?  Verwendet man einen 4-poligen Dip-Schalter, kann man alle Kombinationen des Codes einstellen, so wie auch mit einem 16-stelligen Dreh-Codierschalter. Der Dip-Schalter hat den Vorteil, daß man ihn in verschiedensten Ausführungen überall bekommt, während der schwieriger zu beschaffende Dreh-Codierschalter eine komfortable, unkomplizierte Einstellung ermöglicht. 

P1 und LED1:   Die am Dip- oder Dreh-Codierschalter einstellbare Timerzeit beginnt nach Drücken von SET exakt mit dem Loslassen des Tasters (also nicht mit Schließen, sondern erst mit Öffnen des Kontaktes). Das ist wichtig für die sekundengenaue, einmalige Einstellung der "Basiszeit" am Spindeltrimmer P1 (mit Hilfe einer Stoppuhr). Dazu dient auch LED1. Nach dem Einstellen kann sie durch Entfernen von Jumper1 abgeschaltet werden kann. Das spart ca. 2 mA Batteriestrom. Bei Netzbetrieb spielt das keine Rolle. 

Die "Basiszeit":   Dies ist eine sehr kurze Zeit. Sie beträgt nur 1/256 der kürzesten, für diese Schaltung im "Normalmodus" einstellbaren Zeit. Zum Einstellen wird nach der Tabelle Stellung 0 oder eine Schalterstellung im Minutenbereich ausgewählt und diese Zeit (nach Tabelle) mit einer Stoppuhr an P1 exakt eingestellt. Jede höhere Schaltstufe ergibt die doppelte Timer-Laufzeit. 

Beispiel 0,2197265 Sekunden "Basiszeit":  Die Basiszeit von 0,2197265 Sekunden ergibt in Stellung 0 auf der Skala (also der 1. Schalterstellung eines Dreh-Codierschalters) eine Timer-Laufzeit von 0,2197265 x 256 = 56,25 Sekunden. Das wäre dann die kürzeste, einstellbare Timer-Laufzeit. Damit kann man bei Herstellung von kolloidalem Silber noch nicht viel anfangen, aber da sich die Timer-Laufzeit mit jeder weiteren Schalterstellung verdoppelt, hat man in der Stellung 2 auf der Skala eines Dreh-Codierschalters (was der 3. einstellbaren Schalterstellung entspricht) bereits 3 Minuten : 45 Sekunden. Diesen Wert kann man sehr gut und genau mit Hilfe einer Stoppuhr an P1 einstellen. Damit ist automatisch auch die oben genannte Basiszeit eingestellt. 

Die folgenden Schalterstellungen eines 10-stelligen Dreh-Codierschalters (Stellung 0 - 9) ergeben dann: 7 Minuten : 30 Sekunden, 15 Minuten, 30 Minuten, 1 Stunde, 2 Stunden, 4 Stunden, 8 Stunden. 

Beim 16-stelligen Dreh-Codierschalter (Stellung 0 - 15) geht es weiter mit 16 Stunden bis maximal 21 Tage : 8 Stunden. Die gleichen Einstellungen ermöglicht auch ein 5-poliger Dip-Schalter. 

10- oder 16-stelliger Dreh-Codierschalter?   Hat man das Beschaffungsproblem des Dreh-Codierschalters Typ 1 + 4 Pins gelöst (Conrad), ist dies ohne Frage die beste Lösung. Ob man 10-stellig oder 16-stellig nimmt, ist rein theoretischer Natur. Der 10-stellige reicht auf jeden Fall. Verwendet man hingegen den überall in zahlreichen Ausführungen zu bekommenden und preiswerten 5-poligen Dip-Schalter, geht das Einstellen nur mit der Code-Tabelle. 

Zur Funktion der Schaltung:   Solange der Timer (IC1) läuft, hält er den MOSFET T1 durchgeschaltet und der nachfolgende Step-Up-Wandler erhält Strom und liefert die nötigen 43 Volt. Nach Ablauf der Timer-Laufzeit wird T1 gesperrt und der Ruhestrom beträgt nur noch wenige µA, kann also vernachlässigt werden. Die 43 Volt vom Step-Up-Wandler werden vom Rechteckschalter (IC3) in Rechteck-Wechselspannung umgewandelt. Die Frequenz ist an P2 einstellbar. Die antiparallelgeschalteten LED2 und LED3 zeigen die Funktion des Rechtschalters durch Aufblitzen beim Polaritätswechsel an. LED2 und LED3 sollen Low-Current LEDs sein. Der 1µF Kondensator C8 darf kein Elko sein. 

In der folgenden Transistorschaltung T2 und T3 wird mit P3 der Strom fein eingestellt. (Bereich ca. 1 - 8 mA) LED4 und LED5 haben nur Funktionen als Spannungsreferenz und keine Anzeigefunktion. Es müssen 20 mA Typen sein. Die Gleichrichterschaltung Br.1 erlaubt eine Stromregulierung in nur einer Stromrichtung, sonst wäre für Wechselspannung der doppelte Aufwand nötig gewesen. Am Ausgang A/B steht aber wieder die, nun an der Strombegrenzung einstellbare, Rechteck-Wechselspannung zur Verfügung. 

S6 überbrückt die Strombegrenzung für den "Wasser-Test". R17 begrenzt dabei den Test-Strom

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Stückliste

Nachfolgende Stückliste kann zum Ausdrucken als Word-Datei heruntergeladen werden

Stückliste: Prototyp 5                                                                   überarbeitet            16.06.2006

(Kessler Electronic, Katalog 2002/03)

 Der alte Katalog 2002/03 ist derzeit (Januar 2006) noch gültig. Kessler ist allerdings umgezogen und Anschrift, sowie Telefon-Nr. sind nicht mehr aktuell.

http://www.kessler-electronic.de/

1 Stück Best.-Nr. B500C1000 DIL, Seite 6, 0,26€ (Br.1) 

1 Stück Best.-Nr. MKS2 0,47U 63V 5%, Seite 32, 0,24€ (C1)

1 Stück Best.-Nr. MKS2 0,1U 63V 5%, Seite 32, 0,12€ (C2) 

1 Stück Best.-Nr. EST 100/25, Seite 33, 0,04€ (C3)

1 Stück Best.-Nr. EST 470/25, Seite 33, 0,11€ (C4)

1 Stück Best.-Nr. FKC2 220p 100V 10%, Seite 31, 0,15€ (C5) 

1 Stück Best.-Nr. EST 22/100, Seite 33, 0,06€ (C6) 

1 Stück Best.-Nr. EST 47/63, Seite 33, 0,06€ (C7) 

1 Stück Best.-Nr. MKS2 1,0U 63V, Seite 32, 0,36€ (C8) 

2 Stück Best.-Nr. 1N5822, Seite 6, a 0,49€ (D1/D2) 

1 Stück Best.-Nr. ZPY 43V, Seite 6, 0,06€ (D3) 

1 Stück Best.-Nr. C4536, Seite 8, 0,44€ (IC1) 

1 Stück Best.-Nr. TL497ACN, Seite 11, 1,54€ (IC2) 

1 Stück Best.-Nr. MC33074P, Seite 10, 1,34€ ( IC3) 

1 Stück Best.-Nr. DLI  220UH, Seite 33, 0,18€ (L1) 

2 Stück Best.-Nr. TLLG5400, Seite 23, a 0,08€ (LED1, LED2) 

1 Stück Best.-Nr. TLLR5400, Seite 23, 0,08€ (LED3) 

2 Stück Best.-Nr. LED5MMGRÜN, Seite 23, a 0,05€ (LED4, LED5) 

1 Stück Best.-Nr. 64W 500K, Seite 29, 0,63€, (P1) 

1 Stück Best.-Nr. PT10LI 250K, Seite 29, 0,19€, (P2) 

1 Stück Best.-Nr. PT15LI 1K, Seite 29, 0,23€ (P3) 

2 Stück Best.-Nr. PT15W4, a 08€ (Steckwelle 19 mm, schwarz) 

4 Stück Best.-Nr. K1W 10K, Seite 27, a 0,14€ (R1, R2, R3, R5) 

1 Stück Best.-Nr. K1W 1K, Seite 27, 0,14€ (R4) 

1 Stück Best.-Nr. SIL5A 1M, Seite 28, 0,09€ (Widerstands-Arrey R6-R9) 

1 Stück Best.-Nr. K1W 10R, Seite 27, 0,14€ (R10) 

3 Stück Best.-Nr. K1W 100K, Seite 27, a 0,14€ (R11, R12, R13) 

1 Stück Best.-Nr. K1W 6,8K, Seite 27, 0,14€ (R14) 

1 Stück Best.-Nr. K1W 1M, Seite 27, 0,14€ (R15) 

1 Stück Best.-Nr. K1W 180R, Seite 27, 0,14€ (R16) 

1 Stück Best.-Nr. K1W 560R, Seite 27, 0,14€ (R17) 

1 Stück Best.-Nr. K1W 2,2K, Seite 27, 0,14€ (RV1) 

3 Stück Best.-Nr. TS695, Seite xxx, a 0,40€ (RES, SET, S6) 

1 Stück Best.-Nr. DIPS5IC, Seite 57, 0,79€ (S1 - S5) 

1 Stück Best.-Nr. IRFD9024, Seite 5, 0,49€ (T1) 

1 Stück Best.-Nr. BD140, Seite 4, 0,18€ (T2) 

1 Stück Best.-Nr. BD139, Seite 4, 0,18€ (T3)

Sonstiges: 

2 Stück Best.-Nr. BU10, Seite 56, a 0,59 (Buchse A/B) 

2 Stück Best.-Nr. PRF6, Seite 26, 0,07€ (IC-Fassung für Br.1 u. T1) 

1 Stück Best.-Nr. PRF16, Seite 26, 018€ (IC-Fassung für IC1) 

2 Stück Best.-Nr. PRF14, Seite 26, 0,17€ (IC-Fassung (für IC2, IC3) 

2 Stück Best.-Nr. JUMPER2,54G-SW, Seite 38, a 0,05€ (Jump.1 u. Meßjumper) 

1 Stück Best.-Nr. STL1X36G, Seite 37, 0,16 (Stiftleiste) 

4 Stück Best.-Nr. DIM3X20MM, Seite 70, a 0,09€ (Distanzbolzen oben) 

4 Stück Best.-Nr. DAM3X5MM, Seite 70, a 0,08€ (Distanzbolzen unten) 

1 Stück Best.-Nr. POCKETBOX1, Seite 74, 1,89€ (Gehäuse) 

1 Stück Best.-Nr. 9V-I-CLIP, Seite 68, 0,09€ (9V Batterieanschluß) 

1 Stück Dreh-Codierschalter 4+1 Pin  (Conrad 70 54 00-93)

1 Stück Segmentschaltrad (Conrad 70 55 02-93)

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Anmerkung zu IC1 (MC33074P)

Dazu gibt es kompatibel den MC34074P bei Conrad.

Conrad-Best.-Nr. 15 20 31-LN

Anmerkung zum Dreh-Codierschalter 5 + 1 Pin (alternativ Dip-Schalter)

Gibt es bei Conrad mit 10 oder 16 Stellungen.

Conrad-Best.-Nr. 70 54 00-07 (BCD = 10 Stellungen)

Conrad-Best.-Nr. 70 54 25-07 (Hexadezimal = 16 Stellungen)

Anmerkung zu den Piher-Trimmern mit Steckwelle:

Man bekommt die Piher-Steckwellen nicht überall. Im Kessler-Katalog stehen sie nicht, dafür aber im Online-Katalog. Am besten sucht man sich dort das Passende aus. Es gibt auch längere, sogar mit Knopf oder als Rändelscheibe. Oder man nimmt, wie in der Stückliste enthalten, 2 Stück und steckt sie ineinander.

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Impressum:

© April/2005 by HANS-DIETER TEUTEBERG •  hans-dieter.teuteberg@t-online.de

Illustrationen
 © H.D.T.