Restauration: Zentro-Elektrik 7941 Labornetzteil

Dieses Mal geht es nicht direkt um IoT, sondern eher um das Zubehör, welches in keiner guten Werkstatt fehlen darf. Nachdem vor Kurzem eine elektronische Last den Weg in meine Hände gefunden hat, folgt nun ein passendes Labornetzteil. Dabei habe ich mich bewusst dafür entschieden, ein altes Geräte wieder flott zu machen und so direkt noch etwas zu lernen und natürlich den Bastelspaß nicht zu verpassen.

Überblick

Wieder ist es ein Gerät von Zentro-Elektrik aus Pforzheim geworden, da mir der wunderbar einfache Aufbau der elektronischen Last (ELA 1500) so gut gefallen hat. Auch lassen sich diese älteren Geräte nicht nur schön anschauen, sondern sind auch noch reparierbar, ohne direkt den SMD-Lötkolben auszupacken. Bei dem schönen Stück handelt es sich um das Zentro-Elektrik 7941 Labornetzgerät, welches immer Mal wieder bei den einschlägig bekannten Gebrauchtmärkten und Auktionshäusern zu finden ist. Im Schnitt kostet ein solches Gerät gebraucht zwischen 50 und 80 Euro. Ich habe mich dieses Mal aber bewusst für ein „defektes“ Gerät entschieden, um das Ganze als kleines Nebenprojekt wieder zu restaurieren. Dem entsprechend niedrig war auch der Preis: knapp 11 € + ein paar Groschen für die Deutsche Post / DHL, um das Netzteil zu mir zubringen. 🙂

Funktionen

Wenn das Zentro-Elektrik 7941 wieder flott ist, ist es ein wirklich vielseitiges Gerät und bietet:

• 0 – 15 V Wechselspannung / 1A
• 0  – 30 V Gleichspannung (mit Stromregelung) / 1A
• -15 V Gleichspannung / 1 A
• + 15 V Gleichspannung / 1 A
• +5 V Gleichspannung 2 / A

Alles parallel versteht sich. Wobei der Wechselspannungsausgang für mich aktuell eher weniger interessant ist.

Anlieferung und erster Eindruck

Das Gerät kam in einem recht „gebrauchten“ Zustand bei mir an. Anhand der Artikelbeschreibung klang es ein wenig so, als wäre es dann und wann als Ersatzteilspender für anderen Projekte verwendet worden.

Das Gehäuse ist von Aufkleberüberresten übersät und hat schon deutlich Staub angesetzt. Auch scheint irgendeine dunke-gelbe Flüssigkeit an einigen Stellen auf das Gehäuse geschmiert worden zu sein. Das Gitter am Boden ist leider eher schwarz vor Dreck – Originalfarbe war wohl mal Silber. Alles in allem also ordentlich was zu tun.

Bestandsaufnahme

Mir war bekannt, dass das Gerät nicht nur defekt, sondern auch unvollständig ist. So sollten etwa der Regeltrafo für den Wechselspannungsaufgang fehlen und die Gleichspannungsregler waren als fehlend oder defekt angegeben. Auch die Netzbuchse ist wohl einem anderen Projekt zum Opfer gefallen. Aber das sollte mich nicht aufhalten zuzuschlagen. Nachdem das Gerät geliefert wurde, habe ich anhand der, glücklicherweise online auffindbaren, Dokumentation das Gerät einer genauen optischen Prüfung unterzogen. Ergebnis:

1. alle drei Regler des Typs LM 723 fehlen
2. vier Widerstände fehlen
3. ein Kondensator fehlt
4. Regeltrafo fehlt
5. Netzbuchse mit Sicherungshalter sowie Feinsicherungen fehlt
6. zwei Isolierkappen für Polklemmen fehlen
7. vier Feinsicherungen fehlen
8. Netzschalter defekt (Hebel abgebrochen)

Nach einigen Stunden Recherche und mithilfe der original Unterlagen, waren die Warenkörbe gefüllt und die nötigen Ersatzteile bestellt. Lediglich auf den Stelltrafo der Firma Preussler muss ich verzichten. Diese Transformatoren sind in der Regel relativ teuer. Auch habe ich kein passendes Modell (0 – 30 V) finden können. Macht aber nichts, ich werde die 15 V Wechselspannung einfach schaltbar machen, da die Elektronik an dieser Stelle so oder so nicht regelnd eingreift, sondern nur die Spannung über das digitale Anzeigeelement misst und ausgibt. Strommessung erfolgt über ein analoges Dreheisen-Messgerät. Hier funkt also nichts dazwischen und mein Zentro 7941 wird dann statt 0 – 15 V eben 0 V ODER 15 V Wechselspannung liefern 😀

Ist der Regeltrafo also zu verschmerzen, stellte sich die fehlende Kaltgerätebuchse als echte Herausforderung heraus. Die Besonderheit: Eine Buchse mit zweipoliger Absicherung für Phase und Neutralleiter sind in dem Labornetzteil vorgesehen. Das Originalteil von der Firma Schurter ist auch noch erhältlich. Es gibt nur ein Problem: der Kostenpunkt von über 80 €! Gelöst wir das Problem mit einer einfachen Kaltgerätebuchse und zwei separaten Sicherungshaltern. Elektrisch identisch, nur 78 €günstiger. 🙂

Reinigung

Als nächster Schritt stand die Reinigung aller Komponenten auf dem Zettel. Dazu habe ich die gesamte Frontpartie in ihre Einzelteile zerlegt und mit geschätzen vier Liter WD40 und Spülmittel Stück für Stück gesäubert. Auch alle Gehäuseteile wurden gereinigt. Die Frontpartie hätte ich mir gewünscht noch ein bisschen besser sauber zu bekommen, doch leider würde ein Schwamm und Scheuermilch den schwarzen Aufdruck ebenfalls wegputzen. Besser als vorher ist es allerdings allemal. Auch die vier Kunststoffabdeckungen für die Anzeigegeräte wurden gereinigt. Natürlich, wie sollte es anders sein, ist eine davon direkt beim Ausbau gebrochen – dafür gibt es zum Glück Sekundenkleber.

Der Sicherungsautomat für den Wechselspannungsausgang wurde mit Erfolg auf Funktions überprüft – wieder einige Euros gespart. Hier ein paar Bilder von den gesäuberten Teilen.

Reparatur

Als nächste steht der Austausch defekter Komponenten bzw. der Einbau fehlender Teile an, bevor das Gerät das erste Mal wieder zum Leben erweckt wird. Das Ganze gestaltete sich im Endeffekt ein wenig schwieriger als auf den ersten Blick angenommen. Die vermeintlich fehlenden Teile waren schnell eingelötet. Auch Sicherungshalter für Phase und Neutralleiter habe ich, wie geplant, direkt hinter die einfache Kaltgerätebuchse gesetzt. Jetzt muss man zwar schnell eine Seitenwand lösen, wenn eine Sicherung durchgeht, dafür aber eine günstige und trotzdem gute Lösung. Die drei fehlenden ICs have ich einfach in die alten Fassungen gesetzt. Neue Fassungen wurden aber direkt mitgeordert, man weiß ja nie. Auch alle operations Verstärker ICs habe ich letztendlich getauscht. Kann nicht schaden.

Der erste Start war dann ernüchternd. -15 V und +5 V lagen direkt an. Wahlschalter für die einzelnen Spannungen funktionierte. Auch die beiden digitalen Anzeigen erwachten zum Leben. Nach ein wenig Testerei funktionierte auch die Überstrombegrenzung auf -15 und +5V. Natürlich völlig falsch kalibriert. Auf der +15V Leitung tat sich hingegen gar nichts. Hier lagen 0,00 V an. Der variable Spannungsausgang kam auf 45 V. Hier sollten im besten Falle 0 – 30 V nutzbar sein.

Das Versagen der +15V-Leitung war im Endeffekt lediglich auf eine defekte Schmelzsicherung zurückzuführen. Getauscht und sofort war die Spannung da. Super! Da das Netzteil eine Platine für die Festspannungsausgänge sowie eine für die variable Gleichpannung besitzt, war in diesem Fall der erste Teil mit den Festspannungen betriebsbereit. Daher habe ich den Abgleich für Spannung und Strombegrenzung für alle drei Festspannungen direkt nach Anleitung vorgenommen.

Die Suche nach dem Fehlverhalten der flexiblen Spannung zog sich über einige Wochen hin. Zunächst habe ich eine völlig falsche Kalibrierung vermutet. Da die Potis auf der Platine aber keinen Einfluss auf die fehlerhaften Ausgangsspannung von über 40 V hatten, musste der Fehler wo anders liegen. Also Netzteil an die elektronische Last gehängt und siehe da, ab 0,2 A fing es schon kräftig an zu rauchen. Und zwar genau an der Stelle, wo die Platine bereits verkohlt war und ich den Vorbesitzer bereits des „unsanften“ Entlötens beschuldigen wollte. Mein neuer 100 Ohm Widerstand gab sich die Nebelmaschine. Die anschließende Suche ergab, dass einer der drei Leistungstransistoren defekt war. Den defekten Kandidaten ausgelötet und siehe da, die Spannung ließ sich auf einmal regeln! Nachdem Ersatzteile eingetroffen waren, habe ich direkt alle drei MOSFETs getauscht. Danach war auf den ersten Blick alles super. Die Spannung war mithilfe der beiden Potis an der Front sauber von 0 – 30 V regelbar. Doch beim Versuch Last auf die Spannungsquelle zu geben, sprang schon bei 0,05 A direkt die Überstrombegrenzung ein. Nachdem ich alle Widerstände mit dem Multimeter getestet habe, blieb ich bei den beiden Leistungswiderständen zur Steuerung zweier MOSFETs hängen. Beide defekt. Also wieder eine Bestellung raus. War gar nicht so einfach, 0,47 Ohm Widerstände zu finden. Nachdem diese beiden Komponenten ersetzt waren, funktionierte alles, wie gewünscht. Endlich!

Schlusswort

Insgesamt vier Wochen hat mich die Aufarbeitung des Gerätes mit Fehlersuche und Warterei auf eventuell kaputte Teile gekostet. Die einzige unnötige Investition, waren wahrscheinlich die neuen Operationsverstärker. Zum Glück sind solche Bauteile nicht teuer. Letztendlich kamen zu den 11 € aus der Aktion knapp 26 € für Ersatzteile und Versand. Dafür gab es eine Menge wertvolle Erfahrungen und letztendlich ein flexibles und solides Labornetzteil, was ich bei zukünftigen Defekten bereits sehr gut kenne.