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fischertechnik

Ein echtes Spielzeug-Highlight in den 70er- und 80er-Jahren waren die Baukästen von fischertechnik. Natürlich hatte ich auch einen (Hobby 1) und konnte ihn fast vollständig bis in die Gegenwart bewahren. Dazu haben sich jüngst noch zwei aktuelle Sets gesellt: das "Pneumatic Power" und "Robotics BT Smart Beginner". Wirklich schön ist, dass sich die Teile aus meinem alten Kasten der 70er immer noch mit denen der aktuellen Sets kombinieren lassen. Bei einem bekannten Online-Auktionshaus kann man die alten Baukästen immer noch ergattern, was mich dazu verleitet hat, die Sammlung mit einigen Kindheitsträumen zu erweitern... nur für meinen Sohn natürlich :-)

Das Spielvergnügen wird jedoch durch nicht mehr fest sitzende Bausteine und schwache, kaum noch drehende und quietschende Motoren der alten Kästen getrübt. Da ich im Internet keine wirklich brauchbaren Informationen bekommen konnte, was man dagegen tun kann, möchte ich hier mal kurz aufzeigen, was ich getan habe, um die Probleme abzustellen.

Diese Seite beinhaltet:

Baustein reparieren
mini-mot 1 warten
mot 1 warten und reparieren
XS Motor warten und reparieren
Relais-Box im Eigenbau
Lichtsensorschaltung für Fotowiderstand
ESP Wifi-Schalter und Zähler
TPS-Controller - Mikrocontroller-Box

Bau- bzw. Klemmsteine reparieren

Insbesondere die 30-mm-Bausteine waren in meinem alten und allen dazugekauften Kästen stark ausgeleiert und hielten nur noch schlecht zusammen. Die 15-mm-Steine sind wahrscheinlich nur deswegen nicht so stark davon betroffen, da diese wohl einfach weniger zum Einsatz kamen.

Bei einem Baustein hatte sich der schwarze Klemmkopf mitsamt seiner Verankerung gelöst und war ein kleines Stück herausgerutscht, aber das generelle Problem war ein deformierter Klemmkopf.
Das erneute Herausrutschen der Verankerung kann man mit einem kleinen Tropfen Modellbaukleber (z. B. Uhu Plast Spezial) verhindern. Im Allgemeinen lassen sich eigentlich alle alten Bauteile hervorragend kleben.

Die alten grauen Bausteine sowie deren Klemmköpfe sind meines Wissens nach aus Polystyrol gefertigt, was auch die gute Klebbarkeit erklärt. Wenn dem so ist, dann wurde aber kein Standard-Polystyrol verwendet, das eher hart und spröde ist, sondern eine spezielle schlagzähe Variante. Wie auch immer, der verwendete Kunststoff kann auf jeden Fall, auch im kalten Zustand, bedingt plastisch verformt werden, ohne dass er bricht oder einreißt. Ich konnte allen Steinen wieder einen ausreichend festen Sitz verpassen, indem ich den schwarzen Klemmkopf in einem Schraubstock mit glatten Backen vorsichtig gestaucht habe. Das Ganze hält bis jetzt, auch nach mehrmaligem Verbau, immer noch sehr gut. Ein vorsichtiges, moderates Erwärmen der Klemmköpfe könnte auch dienlich sein.

CAD-Daten

Für die Auslegung der Relaisbox hatte ich einen Standardbaustein 30 mm im CAD nachgebaut. Wer ihn, für was auch immer gebrauchen kann, möge ihn hier herunterladen.

Download (als STL, IGS und STP)

mini-mot1 Motor reparieren / warten

Erst letztens bin ich über ein Angebot eines Mini-mot1-Motors gestolpert, in dem es hieß: „Funktionsfähig mit üblichen Geräuschen im Leerlauf ohne Last“. Es scheint wohl ein verbreitetes Problem zu sein, unter dem auch meine Motoren litten: Kaum Leistung, zum Teil liefen sie ohne Starthilfe erst gar nicht an. Dann, nach einer gewissen Einlaufphase, hässliche Quietschgeräusche und unrunder Lauf mit kaum Drehmoment. Oft liest man, dass es sich dabei um ausgeschlagene Lager handelt und man da nichts mehr tun kann. Hauptgrund für das Quietschgeräusch ist jedoch zunächst einmal ein trockenes Ankerlager und weniger das Spiel. Ein Tropfen Öl wird hier in den allermeisten Fällen Wunder bewirken... aber wie kommt man an die Lagerstellen des gekapselten Motors dran?

Das zweite Problem, die schlechte Leistung und der unrunde Lauf, sind verschmutzten Kohlebürsten und einem ebenfalls verschmutzten und/oder korrodierten Kollektor zuzuschreiben. Jeder Modelleisenbahner weiß, wovon ich rede. Eine nicht unbedingt professionelle, aber wirkungsvolle Methode ist es, den Kollektor mit etwas Kontaktspray zu behandeln. Aber auch hier das gleiche Problem: Wie dran kommen?

Einen Hinweis zum Öffnen der Motorkapselung habe ich hier für den mini-Mot1 und für den mot1 gefunden. Es liest sich einfach, aber bei mir war da nichts mit schnell reißendem Kleber – das Zeug hielt bombenfest. Es war zum einen ein nicht ganz ungefährliches Unterfangen, mit dem Messer unter Druck den Deckel zu entfernen. Zum anderen blieb dieser auch nicht wirklich ganz unbeschadet, und überhaupt hat man den Motor optisch schnell ruiniert. Wie auch immer, einen Motor habe ich auf diese Weise mal zerlegt und mit etwas Kontaktspray und ein wenig Ballistol behandelt. Er läuft wieder tipptopp, quasi wie neu!

Um dieses Prozedere jedoch nicht an jedem Motor machen zu müssen, habe ich mir am Gehäuse genau ausgemessen, wo die Punkte sind, an denen Öl und Kontaktspray hinmüssen. Dort habe ich bei den anderen Motoren ein 0,5 mm kleines Löchlein ins Gehäuse gebohrt, wo man jetzt mit einer kleinen Spritze und feiner Kanüle den lebensrettenden Saft gezielt platzieren kann. Da man an das vordere Lager auch von außen (Schnecke) relativ gut herankommt, benötigt man hier kein Loch. Diese Methode ist ganz klar weniger invasiv als das gewaltsame Öffnen des eingeklebten Deckels. Die Bohrung für das hintere Ankerlager kann man sogar nahezu unsichtbar im Grund der Feder platzieren.

Was sollte man zur Hand haben:

zwei kleine Spritzen 1 - max. 3 ml
mehrere Kanülen 0,5 mm
0,5 mm Handbohrer aus dem Modell- bzw. Juwelierbereich
Ballistol (oder vergleichbar)
KONTAKT 60 (oder vergleichbar)
Messschieber und einen feinen Bleistift zum Anreißen der Löcher

Die 0,5-mm-Mini-Löcher bohrt man am besten mit einem speziellen Handbohrer aus dem Modellbau oder Juwelierbedarf. Zur Not geht auch eine 0,5er-Kanüle, mit der man sich dann mehr oder weniger gewaltsam durchs Gehäuse arbeiten kann – mit Geduld und Anwärmen ist es machbar. Die Kanüle erwärmt man z. B. mit einem Lötkolben (siehe Bild rechts). Ich habe beides gemacht und bevorzuge definitiv das Bohren mit einem Handbohrer. Die Kanüle driftet beim Werkeln schnell ab und dann passt die Bohrung nicht :-/

Bohrung 1 - Öl		Bohrung 2 - Kontaktspray		Kanüle heizen und drücken

Lagerstellen Ölen

Als Öl empfehle ich wärmstens, Ballistol zu verwenden. Auch wenn jedes andere harzfreie Feinmechaniköl es ebenfalls tun sollte, so habe ich mit Ballistol sehr gute Erfahrungen gemacht. Keinesfalls sollte man WD-40 nehmen – das Zeug ist in erster Linie ein Rostlöser und kein Schmiermittel, auch wenn es oft als Wunderwaffe angepriesen wird. Zudem ist es gesundheitsschädlich, also Finger weg!

Zum Ölen der vorderen Lagerstelle hält man den Motor senkrecht mit der Schnecke nach oben und gibt eine kleine Menge Öl an die Lagerstelle. Durch Drehen der Schnecke hilft man dem Öl, in die Lagerstelle einzudringen.

Zum Ölen der hinteren Lagerstelle führt man die Kanüle möglichst genau 7 mm in „Bohrung 1“ ein. Das Ende der Kanüle findet dann seine Position zwischen Motor und Funkenstörkondensator, genau über der Lagerstelle. Während man nun den Motor senkrecht mit der Schnecke nach unten hält, drückt man sehr sachte ca. 0,05 ml Öl hinein. Den Motor auch hier am besten in der Position etwas halten und die Schnecke hin- und herdrehen.

Kollektor "Reinigen"

Als Kontaktspray habe ich KONTAKT 60 genommen, welches ich auch bei meiner Carrera- und Modelleisenbahn als Schienenreiniger verwende (sensationell gut!).
Eine wirkliche Reinigung ist es, wie oben schon erwähnt, nicht wirklich, aber es wird dem Motor definitiv helfen, wieder ein höheres Drehmoment bereitzustellen und für einen runden Lauf zu sorgen. Dazu den Motor, wie oben gezeigt, auf die Seite legen und die Kanüle bis zu einem spürbaren Anschlag (ohne Gewalt und am besten mit abgeschliffener Spitze) in „Bohrung 2“ einführen. Passt alles, dann sollte die Kanüle nun ca. 5 mm ins Gehäuse eingedrungen sein. Jetzt kann man in zwei bis drei Etappen 0,05 ml Kontaktspray einspritzen und dazwischen die Schnecke etwas hin- und herdrehen.

Kontaktspray enthält viel Lösungsmittel, wirkt entfettend und könnte das zuvor platzierte Öl wieder beseitigen, aber auch den Kunststoff des Gehäuses angreifen. Also auf jeden Fall sehr sparsam damit umgehen. KONTAKT 60 hat bei der von mir eingebrachten Menge (0,05 ml) keine Probleme bereitet. Man könnte auch zuerst reinigen und dann ölen, aber falls etwas Öl an die Bürsten gelangt ist, wird es vom Kontaktspray größtenteils wieder weggespült – und Öl möchte man nicht an den Bürsten haben.

Das oben erwähnte Abschleifen der Kanülenspitze gelingt am besten mit einem Dremel und einer feinen Trennscheibe (in der Regel einer braunen). Durch das Schleifen hatte sich bei mir die Kanüle mit Schleifgrat zugesetzt, den ich mit der Spitze einer zweiten Kanüle wieder frei bekommen habe.

Hier mal zwei Bilder vom Resultat, mit Handgebohrten 0,5'er Löcher... ist nicht wirklich störend:

mot1 Motor reparieren / warten

Bitte auch die Beschreibung zum mini-mot1 anschauen, dort stecken Informationen drin, die auch beim "mot1" zutreffen und hier nicht noch einmal aufgeführt werden.

Nachdem meine mini-mot1 Motoren allesamt wieder hervorragend laufen, habe ich mich den mot1 Motoren gewidmet. Hier direkt eine Info vorweg: Ich konnte bislang zwei Varianten ausmachen, die sich zwar äußerlich so gut wie nicht unterscheiden, aber im Inneren unterschiedliche Motoren verbaut haben. Bei der einen Variante wurde ein runder und bei der anderen Variante ein ovaler Motor verbaut. Wie viele Varianten es noch gibt, kann ich leider nicht sagen. Ein Beitrag bei ftcommunity lässt erahnen, dass es zumindest von den runden Motoren mehrere Untervarianten gibt.

Es gibt eine Stelle, an der man von außen einen Hinweis bekommt, welcher motor-typ im Inneren werkeln könnte. Dazu muss man unter die Schnecke linsen, wo der Motor (vordere Lagerstelle) ein wenig zu sehen ist. Sieht man hier Metall, so liegt wohl der runde Motor vor, sieht man schwarzen Kunststoff, so könnte dies ein Indiz für die ovale Variante sein.

Das Öffnen der Motoren gestaltet sich – im Gegensatz zum mini-mot1 – erstaunlich einfach und verhält sich eher so, wie in dem oben verlinkten Beitrag (siehe hier) beschrieben. Hier sollte man ein dünnes Messer in die Klebefuge drücken und sich langsam vorarbeiten, bis man umlaufend ca. 3 mm tief eingedrungen ist. Dann sollte sich der Deckel losbrechen lassen, ohne dabei selbst zu brechen.

Eine Hürde ist jedoch die Schnecke; diese ist ohne spezielles Werkzeug nur schwer abzubekommen. Sie muss aber runter, möchte man den Motor aus dem Gehäuse ziehen. Ich habe hierzu einen Lösehebel für Türverkleidungsclips aus dem Kfz-Bedarf verwendet (Hazet Art.-Nr. 799-3). Aber auch wie beim mini-mot1 ist ein Öffnen nicht zwingend notwendig, wenn man mit zwei 0,5-mm-Löchlein im Gehäuse leben kann. Die beiden Löcher für Öl und Kontaktspray kommen beim mot1 in den Deckel. Bei allen Motoren der Variante mit ovalem Motor (Kunststoff) hätte nur Ölen wohl völlig ausgereicht.

Metall-Variante		Kunststoff-Variante

Da ich die Motoren aber schon mal offen hatte, habe ich den Kollektor gleich richtig mit Kontaktspray gereinigt. Bei dem runden Motor musste ich allerdings dafür noch den Motordeckel entfernen. Dazu müssen die beiden Laschen, welche den Deckel halten, umgebogen werden. Achtung! Beim Abziehen und Draufsetzen des Deckels (= Bürstenhalter) müssen die Bürstenfedern vom Kollektor auseinandergebogen werden. Dazu wünscht man sich, es wäre einem eine dritte Hand gewachsen :-) Wer das Fummelige nicht liebt, kann hier schnell verzweifeln – und einmal zu fest gedrückt oder gezogen, und das Motörchen ist hin. Viele und insbesondere günstige Kleinmotoren sind so aufgebaut, was vermuten lässt, dass dieser Motor-Typ eine Kosteneinsparung bei fischertechnik war, denn der ovale Motor ist aufwendiger und hochwertiger gebaut und dadurch teurer. Unter dieser Brille wäre der ovale Motor also älteren Baujahres – ist aber nur eine Vermutung.

Bohrung zum Ölen anbringen

Bei meinen beiden und sicherlich auch bei allen anderen Varianten kommt die Bohrung zum Ölen mittig in den Gehäusedeckel. Die Mitte ist schnell ausgemacht, da hier im Spritzgusswerkzeug des Deckels die Einspritzung des Kunststoffes erfolgte. Man muss also nichts messen oder anreißen, sondern nur in der Mitte des Anspritzpunktes die Bohrung setzen. Zu beachten ist allerdings, dass die Ankerwelle je nach verbautem Motortyp mal mehr und mal weniger tief unterm Deckel sitzen kann. Das ist übrigens der Grund, warum ich den zweiten Motor geöffnet hatte. Denn als Erstes hatte ich den mit dem runden Motor geöffnet und dachte, alle Motoren seien gleich. Jedoch kam bei einem Motor die Ankerwelle schon nach 4 mm anstatt der zuvor gemessenen 12 mm, und schwups war der Bohrer abgebrochen und ich musste den Motor dann doch öffnen :-/

Beim Ölen selbst muss der Motor senkrecht gehalten und die Kanüle bis zum Anschlag (Ankerwelle) eingeschoben werden.

Bohrung für Kontaktspray anbringen (nicht blind nachmachen!)

Die Bohrung zum Behandeln des Kollektors ist aufgrund der offensichtlichen Vielfalt an Motoren mit großer Vorsicht zu genießen! Bei meiner Metall-Variante sitzt die Bohrung 7 mm nach unten (Richtung rote Drehplatte) versetzt, vertikal mittig. Theoretisch könnte man auch die gegenüberliegende Öffnung nutzen, aber dort liegen die Kabel, welche das Einführen der Kanüle behindern könnten. Auf den Bildern der ftcommunity-Seite (Link siehe hier) ist aber zu erkennen, dass dies nicht für alle runden (also vorne Metall?) Motoren zutrifft. Ich habe bislang die Kontaktspray-Bohrung nur bei den beiden Motoren gesetzt, welche ich auch geöffnet hatte.

Bei meiner Kunststoff-Variante sitzt die Bohrung 7 mm versetzt, horizontal mittig (Höhe Ölbohrung), wahlweise rechts oder links von der Mitte. Dieser Punkt trifft genau die Einschubfeder. Da der zu treffende Bereich recht groß ist, könnte man knapp nach der Feder leicht schräg zur Mitte hin bohren, um sich nicht durch die dicke Feder arbeiten zu müssen.

Zum Anbringen des Kontaktsprays wird die Kanüle bei meiner Metall-Variante 19 mm in den Deckel eingeführt, dann befindet sich das Kanülenende genau über den Kohlebürsten. Bei meiner Kunststoff-Variante muss die Kanüle 10 mm eingeführt werden. Das Kontaktspray muss sehr langsam aus der Spritze gedrückt werden, sodass es nicht hineinspritzt, sondern am Kanülenende abtropft. Dabei den Motor so ausrichten, dass das an der Kanüle abtropfende Kontaktspray in Richtung des Kollektors abtropft. Also bei der Metall-Variante so wie im Bild dargestellt. Bei der Kunststoff-Variante muss der Motor auf der Seite liegen, sodass sich die Bohrung über dem Kollektor befindet.

Extrem großes Lagerspiel

Meinen ersten Motor (Metall-Variante – rund) hatte ich deswegen zum Zerlegen ausgewählt, weil er ein extrem großes Lagerspiel hatte und ich dachte: „Wenn er die Operation nicht überlebt, ist das okay." Aber es stellte sich heraus, dass es sich gar nicht um einen Lagerschaden handelte, sondern der komplette Motor im Gehäuse herumwackelte. Also habe ich diesen beim Zusammenbau einfach mit etwas Heißkleber fixiert und am Ende ist das nun einer meiner besten Motoren: so gut wie kein Lagerspiel und sehr ruhiger Lauf mit ordentlich Drehmoment.

XS Motor reparieren / warten

Bitte auch die Beschreibung zum mini-mot1 anschauen, dort stecken Informationen drin, die auch beim "mot1" zutreffen und hier nicht noch einmal aufgeführt werden.

Getreu nach dem Motto „Das Beste zum Schluss“ kommt final der XS Motor dran. Wobei das Einzelstück in meiner Sammlung auch zugleich am übelsten dran war: Er lief noch nicht mal ohne Starthilfe an und blieb selbst dann nach einer Weile wieder stehen – das Ganze gepaart mit den üblichen Geräuschen.
Auch hier ließ sich der Gehäusedeckel, wie beim mot1, ohne größeren Widerstand entfernen.

Nach einer gründlichen Reinigung, Behandlung mit Kontaktspray und Ölen lief er zwar schon spürbar besser, aber immer noch nicht wirklich gut. Nach einer näheren Inspektion war auch schnell klar, warum: „An den Kohlebürsten kann es nicht liegen, denn da waren keine mehr da :-)“. Der Strom wurde lediglich noch über die verbliebenen Andrückfedern mehr schlecht als recht übertragen. Von der Größe her sah es so aus, als könnten die Kohlebürsten von den Fleischmann Spur-N-Motoren passen, von denen ich noch genügend hatte. Der Durchmesser war allerdings doch noch ein Stück kleiner, aber gerade noch akzeptabel. Nur die Länge passte definitiv nicht – diese war ein gutes Stück zu lang. Aber zum Glück hatte ich noch einen Satz gebrauchte Spur-N-Bürsten aufgehoben, welche dann durch Einkürzen der Feder gerade so passten.

Und siehe da, er läuft wieder super rund und hat richtig Kraft, der kleine Stinker. Nun gut, da ich nur diesen einen habe und ihn ohnehin zerlegt hatte, habe ich aktuell noch keine Bohrungen für Öl und Kontaktspray angebracht. Aber bei diesem Motor können beide Bohrungen quasi so gut wie unsichtbar im Kerbengrund der Feder angebracht werden.

Bohrung zum Ölen anbringen

Die Öl-Bohrung könnte mittig in den Gehäusedeckel, im Kerbengrund der Feder angebracht werden.

Bohrung für Kontaktspray anbringen

Die Bohrung zum Behandeln des Kollektors mit Kontaktspray könnte mittig in den Kerbengrund der langen Feder, mit einem Abstand von 9 mm vom Deckel, angebracht werden.

Fazit

Auch wenn ein Motor quietscht und kreischt und keine Leistung mehr hat, muss er noch lange nicht in die Tonne wandern. In Summe habe ich 10 Motoren, von denen 6 eigentlich überhaupt nicht mehr einsatzfähig waren. Den meisten fehlte einfach nur ein Tropfen Öl. Mit den oben gezeigten Maßnahmen konnte ich alle 6 Motoren wieder flott machen und viele sogar von der Laufruhe und Laufeigenschaft her in einen quasi neuwertigen Zustand zurückversetzen.

Insbesondere beim mot1 ist jedoch das Anbringen der Kontaktspray-Bohrung mit Vorsicht zu genießen, insbesondere bei den Metall-Varianten! Bei der Kunststoffvariante tendiere ich persönlich dazu, es bei Bedarf mal zu riskieren. Bei den Metall-Varianten würde ich empfehlen, erst einmal nur die Ölbohrung zu setzen und zu schauen, ob das Problem damit behoben ist. Wenn nicht, dann würde ich vorsichtig versuchen, den Motor zu öffnen, da das bei dem mot1 wohl in der Tat deutlich einfacher vonstattengeht als beim mini-mot1.

Relais-Box im Eigenbau

Steuerungen mittels Relais aufzubauen entspricht nicht dem Geist der Zeit und schon gar nicht dem Stand der Technik. Wahrscheinlich hat deswegen fischertechnik schon vor langer Zeit diese aus dem Programm genommen. Aber wer sich an Spielzeug aus den 70ern erfreut, der ist Nostalgiker genug, um seine Schaltungen auch mit Relais aufbauen zu wollen.

Leider sind die ft-Relais auf dem Gebrauchtmarkt sehr rar gesät und dadurch leider auch recht teuer. Also muss hier mal wieder etwas gebastelt werden. Ein passendes Relais für einen Eigenbau zu bekommen, ist auch im Halbleiterzeitalter überhaupt kein Problem. Wenn man diese dann noch in fischertechnik-kompatible Gehäuse mit entsprechender Optik packt, macht das Spielen damit gleich doppelt so viel Spaß. Da ein 3D-Drucker und Lasercutter heutzutage eigentlich in jeden guten Haushalt gehören, ist das auch alles kein Problem ;-)

Für eine Minimalausführung benötigt man neben dem Relais noch Zwerg-Steckerkupplungen und für ein wenig mehr an Raffinesse gegebenenfalls noch ein paar Standard-Elektronikkomponenten. Für den Feinschliff dann noch eine Folie zum Lasergravieren und Cutten. Zwergkupplungen (2,6 mm) bekommt man im Modelleisenbahnbedarf. Bei Verwendung der weiter unten aufgeführten STL-Daten zum Drucken der Box wird eine 3-mm-LED benötigt.

Die Minimalvariante
Für die Minimalvariante und die Verwendung einer Batteriebox aus dem mot1-Kasten benötigte man ein 5V-Relais. Bei Verwendung des fischertechnik-Trafos sollte man sicherheitshalber auf 9V gehen, da der Trafo (altes Modell) eine maximale Spannung von 6,8V liefern kann. Die allermeisten 9V-Print-Relais schalten bereits ab 5–6V sauber durch.

Der Widerstand R1 ist mit 150 Ohm passend für eine rote Standard-LED unter Verwendung der Batteriebox. Beim Trafo sollte man hier auf 220 Ohm gehen. Bei anderen LED-Farben und -Typen ergeben sich andere Werte – siehe LED. Dem Relais ist die Polung Jacke wie Hose, die LED wird jedoch bei falsch gesteckter Polung nicht leuchten. Abhilfe schafft hier zum Beispiel eine Duo-LED, welche bei umgedrehter Polung ebenfalls leuchtet, aber in der Regel in einer anderen Farbe, zum Beispiel rot/grün.

Die Komfortvariante (meine letztlich verwendete Variante)
Diese Schaltung besitzt gegenüber der Minimalvariante einen Brückengleichrichter, der eine Standard-LED unabhängig von der Polung immer zum Leuchten bringt. Diese Variante ist unter Verwendung eines 5V-Relais die beste Wahl für den Einsatz an der Batteriebox aus dem mot1-Kasten. Für den Trafo (altes Modell) sollte es, wie bei der Minimalvariante, ein 9V-Print-Relais sein.

Hinweis: Der Brückengleichrichter sollte bei Verwendung der Batteriebox, wie im Schaltplan gezeigt, nur vor die LED geschaltet werden. Der Spannungsabfall am Brückengleichrichter wird das Durchschalten eines 5V-Relais nicht mehr ermöglichen.

Die Luxusvariante
Diese Schaltung besitzt einen Brückengleichrichter und einen Spannungswandler. Dies macht die Relaisbox zum einen verpolungssicher und zudem spannungsresistent bis 35V. Die Eingangsspannung sollte jedoch mindestens 7V betragen, was die Batteriebox aus dem mot1-Kasten mit ihren 4,5V leider nicht liefert. Selbst der fischertechnik-Trafo (altes Modell) schafft es mit seinen 6,8V, voll aufgedreht, gerade noch so.

Hier noch ein Bild der Luxusvariante im zusammengelöteten Zustand. Das Ganze ohne Platine, da diese nicht in das 45×45×30 mm kleine Gehäuse passen würde. Es empfiehlt sich, das Gebilde nach dem Einbau mit Heißkleber zu "verbacken".

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So sieht die zusammengelötete Komfortvariante aus, bevor sie in der Box verschwindet. Die Zwergstecker-Kupplung habe ich mit Heißkleber fixiert – das hält erstaunlich gut und lässt sich zur Not auch wieder lösen.

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Nachdem die ganzen Innereien in die Box gewurschtelt und der Deckel draufgeschraubt wurde, ist die Relaisbox im Grunde auch schon einsatzbereit. Aber zur Vollendung fehlt dann doch noch eine stilvolle Beschriftung für den Deckel. Wer neben einem 3D-Drucker auch einen Lasercutter sein Eigen nennt, sollte sich hierfür die selbstklebende Alu-Optik-Laserfolie "LaserFoliePlus" von Encuma besorgen. Leider habe ich in Deutschland keinen Händler gefunden, der diese Folie auch an Privatpersonen verkauft, deshalb schlägt das Porto hier ordentlich zu Buche. Aber es lohnt sich: Die Folie lässt sich problemlos auf dem K40-Chinal-Laser gravieren und schneiden (meine Einstellwerte sind hier zu finden) und macht optisch echt was her.

Zum Zusammenbau werden noch vier 2,5×10 mm Kunststoffschrauben benötigt.

CAD Daten

Die 3D-Modelle zur Box und die svg-Datei zum Gravieren und Schneiden könne hier heruntergeladen werden. Wer sich seine eigene Box konstruieren möchte darf sich hier bei den CAD-Modellen zum Zwergstecker und Relais bedienen.

Download Relaisbox (als STL + SVG)

Und hier das Ganze nochmal eine Nummer größer für Relais mit zwei Wechsler.

Download Relaisbox L (als STL + SVG)

Lichtsensorschaltung für Fotowiderstand

In meinem Sammelsurium befindet sich auch ein loser Fotowiderstände (T9011).

Zu welchem Baukasten die einst gehört hatten, weiß ich leider nicht – ebenso wenig, welche original fischertechnik-Elektronikmodule es gibt, die diese nutzen können. Drum habe ich mir ein eigenes Modul gebastelt, mit dem ich eine Dunkelschaltung und auch eine Hellschaltung mittels des T9011 zusammenstecken kann. Damit lässt sich zum Beispiel ein Dämmerungsschalter oder eine Lichtschranke erstellen.

Schaltplan

Platine


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CAD Daten

ESP WiFi-Schalter und Zähler

Im Inneren des WiFi-Schalters werkelt ein ESP8266, genauer der ESP-01s. Mit ihm kann man seine Modelle per Handy, Tablet oder PC via WiFi aus- und einschalten und mittels Zähler überwachen. Dazu stehen zwei Ausgänge und ein Eingang zur Verfügung.

Der Plan zeigt die Schaltung das Wifi-Schalters ohne Kontroll-LED's. Hier werden noch 3mm Standard-LED's und passende Vorwiederstände benötigt - siehe hier.

Die Brücke zwischen Pin 3,3V und EN wird nur beim ESP-01, nicht aber beim ESP-01s benötigt und darf beim Beschreiben des Moduls noch nicht vorhanden sein! Der Widerstand R1 (47k) wird hingegen nur beim ESP-01s benötigt.

Man kann eigentlich auf die beiden Relais verzichten und stattdessen entsprechend größer dimensionierte MOSFETs verwenden. Unter Verwendung eines Trafos ist der Spannungsabfall am Ausgang dann sicherlich verkraftbar, bei Verwendung der Batteriebox kommt es mir jedoch auf jedes Zehntelvolt an – also Relais. Da die kleine Box nicht wirklich viel Platz bietet, nutze ich das Miniaturrelais AZ850-5 von Zettler. Da der ESP-01 mit maximal 3,6V betrieben werden darf, muss die Eingangsspannung heruntergeregelt werden. Hier könnte als Alternative zum DC-DC-Wandler MP1584EN auch der Festspannungsregler LD1117V33 verwendet werden. Eine Platine kommt aufgrund des geringen Platzes nicht in Frage. Hier muss man, wie auch schon bei der Relaisbox, alles platzsparend ohne Platine zusammenlöten und kräftig stopfen, damit alles in die kleine Box passt – ist aber machbar. Zum Zusammenbau werden noch vier 2,5×10 mm Kunststoffschrauben benötigt.

CAD Daten

Download ESP-WiFi-Schalter (als STL + SVG)

Firmware-Image

Hier ein passendes Stück Software, das auf den ESP aufgespielt werden kann. Nachdem das Modul mit Spannung versorgt ist, spannt es einen Access Point mit dem Netzwerknamen „TE WiFi-Schalter“ auf. Wählt man sich mit einem Android-Gerät in dieses Netzwerk ein, wird direkt die Hauptseite angezeigt (Captive Portal). Mit dem iPhone oder PC muss man nach dem Verbinden die IP-Adresse „192.168.1.1“ aufrufen. Weitere Informationen, wie beispielsweise das Einbinden ins eigene Netzwerk, sind der Hilfe zu entnehmen.
Zum Übertragen des Images auf den ESP kann das Tool TE CloneESP verwendet werden. Weitere Informationen zum ESP-01 gibt's hier.

ESP-01(+s) TE WiFi-Schalter Image (1 MB)

TE CloneESP

TPS-Controller Box

Der TPS-Controller ist meiner Meinung nach prädestiniert für den Einsatz bei Fischertechnik-Basteleien. Er bietet einen leichten, aber dennoch spannenden Einstieg in die Welt der Mikrocontroller. Alle Infos zum TPS-Controller sind hier zu finden.

Die Programmierung erfolgt über die beiden Tasten S1 und S2, ganz ohne Computer. Man kann ihn jedoch auch über die RS-232 (COM-Port) Schnittstelle eines PC's mit Programmen füttern. Dazu kann die Software TE TPS Programmer genutzt werden. Diese erlaubt auch das Simulieren der Programme, bevor sie in den Controller geschrieben werden. Die komplette Elektronik findet auf einer 77,5 mm x 43 mm Lochstreifenplatine platz.


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D1 und D2 sind Schottky-Dioden und dienen als Verpolungsschutz. Warum ich zwei stück genommen habe hat gleich zwei Gründe. Zum einen um den Spannungsabfall zu reduzieren und zum anderen hat der von mir verwendete Typ SB140 nur eine Belastbarkeit von 1 A. Bei 5,5 V Spannung und blockiertem Motor aus dem mot1-Paket, habe ich ca. 1,6 A gemessen. Unter Verwendung vom Batteriepack (4,5V) und Berücksichtigung des Spannungsabfalls an den Transistoren kommt noch etwa 1 A zustande. Der Spannungsabfall von Schottky-Dioden ist übrigens kleiner als der von Standard-Silizium-Dioden, mehr darüber steht hier.
Aufgrund des Spannungsabfalls an den Transistoren und der ohnehin schon schwachen Spannung vom Batteriepack, schalte ich zu Ansteuerung von Motoren ein Relais dazwischen. Von daher würden zwar auch BC548 Transistoren ausreichen, dann darf man aber nie über 100 mA am Ausgang kommen und benötigt noch eine Freilaufdiode. Der Darlington-Transistor BD649 besitzt hier üppig Reserve und kommt mit einer integrierten Freilaufdiode daher. Alternativ könnte hier auch MOSFET z.B. der IRF520 zum Einsatz kommen.
Zum Zusammenbau werden noch vier 2,5x10 mm Kunststoffschrauben benötigt.

D1 und D2 sind Schottky-Dioden und dienen als Verpolungsschutz. Warum ich zwei Stück genommen habe, hat gleich zwei Gründe: Zum einen, um den Spannungsabfall zu reduzieren, und zum anderen hat der von mir verwendete Typ SB140 nur eine Belastbarkeit von 1 A. Bei 5,5 V Spannung und blockiertem Motor aus dem mot1-Paket habe ich ca. 1,6 A gemessen. Unter Verwendung des Batteriepacks (4,5 V) und Berücksichtigung des Spannungsabfalls an den Transistoren kommt noch etwa 1 A zustande. Der Spannungsabfall von Schottky-Dioden ist übrigens kleiner als der von Standard-Silizium-Dioden, mehr darüber steht hier.

Aufgrund des Spannungsabfalls an den Transistoren und der ohnehin schon schwachen Spannung vom Batterypack schalte ich zur Ansteuerung von Motoren ein Relais dazwischen. Von daher würden zwar auch BC548-Transistoren ausreichen, dann darf man aber nie über 100 mA am Ausgang kommen und benötigt noch eine Freilaufdiode. Der Darlington-Transistor BD649 besitzt hier üppig Reserve und kommt mit einer integrierten Freilaufdiode daher. Alternativ könnte hier auch ein MOSFET, z. B. der IRF520, zum Einsatz kommen.

Zum Zusammenbau werden noch vier 2,5×10 mm Kunststoffschrauben benötigt.