Der Commodore 64 ist in die Jahre gekommen, und mit der Zeit können Komponenten ausfallen. Einige Schäden können repariert werden, aber es gibt auch Fälle, in denen der Schaden so groß ist, dass er nicht mehr repariert werden kann. Dies kann passieren, wenn eine zu hohe Spannung in den Computer gelangt, was besonders bei älteren Netzteilen der Fall ist. Im Fehlerfall wird die Ausgangsspannung nicht abgeschaltet, sondern erhöht. Dies kann insbesondere die 5V-Versorgung betreffen, die den Rechner in kurzer Zeit zerstören kann. In dieser Anleitung zeige ich, wie man einen Überspannungsschutz bauen kann, der die Spannung ständig überwacht und im Bedarfsfall die Versorgung abschaltet.
Bevor es losgeht, noch ein paar Hinweise (Wichtig!)
- Ein Mindestmaß an Erfahrung mit Elektronik wird vorausgesetzt.
- Für die Durchführung dieses Projekts sind ein regelbares Netzgerät und ein Multimeter erforderlich. Der Benutzer sollte mit beiden Geräten umgehen können.
- Falsch installierte Komponenten können den Überspannungsschutz unwirksam machen.
- Eine falsche Verdrahtung oder ein Kurzschluss kann das Netzteil und den C64 beschädigen.
- Arbeiten an der Hardware sollten möglichst nur im spannungsfreien Zustand durchgeführt werden.
- Um statische Aufladung zu vermeiden, sollte ein geerdeter Gegenstand, z.B. ein Heizkörper, berührt werden.
- Ich übernehme keine Haftung für Schäden, die direkt oder indirekt aus diesem Handbuch entstehen.
Überspannung aus dem Netzteil
Vor dem Einbau des Überspannungsschutzes eine Erklärung zur Ursache des Problems: Der Commodore 64 benötigt zwei Spannungen, 9V Wechselspannung und 5V Gleichspannung. Während die 9V direkt vom Kerntransformator kommen und ein Ausfall unwahrscheinlich ist, sieht es bei der 5V-Versorgung anders aus. Um diese Spannung zu erreichen, werden ein Gleichrichter und ein Spannungsregler verwendet, was der kritische Punkt ist. Nach all den Jahren kann der Spannungsregler ausfallen und alle Bauteile auf der 5V-Schiene beschädigen, wenn 9V anliegen, wo nur 5V benötigt werden. Der gezeigte Überspannungsschutz überwacht nur die 5V-Leitung.
Die Komponenten
Der Entwickler dieses Projektes stellt die unbestückte Platine auf PCBWay zur Verfügung. Diese kann dort direkt bestellt werden.
Außerdem liefert der Entwickler eine sehr übersichtliche Liste aller benötigten Komponenten. Und eine Grafik zeigt, wo die Komponenten platziert werden müssen: BOM Rev.4
LED 5mm rot/grün x1 oder alternativ nur eine rote LED 5mm x1
1N4148 Diode x1
Der Aufbau
Der Zusammenbau ist an sich nicht kompliziert, dennoch sind einige wichtige Details zu beachten. Mehrere Bauteile weisen eine bestimmte Polarität oder Ausrichtung auf. Wird diese nicht korrekt eingehalten, funktioniert das Gerät nicht wie gewünscht.
Achte darauf, dass die Markierung (Streifen) auf den Dioden mit der entsprechenden Markierung auf der Platine übereinstimmt.
Auch der Potentiometer muss entsprechend ausgerichtet werden. Die Stellschraube muss mit dem Symbol auf der Platine übereinstimmen.
Die Dual-LED hat drei Beine.
Längstes Bein: GND (Masse)
Kürzestes Bein: OK (Grün)
Mittleres Bein: FAIL (Rot)
Die Kopfform der Transistoren muss mit der Form auf der Platine übereinstimmen.
Alternativ kann auch nur eine rote LED eingesetzt werden, deren Funktion auf das Erkennen von Überspannung beschränkt ist. Dabei wird das längere Beinchen als FAIL-Signal (Rot) und das kürzere Beinchen als GND verwendet. Für die übrigen Komponenten sind keine weiteren Anpassungen notwendig.
Die Kalibrierung
Vor der Inbetriebnahme des Überspannungsschutzes muss die Spannung, bei der der Schutz auslösen soll, genau eingestellt werden. Zu diesem Zweck ist ein einstellbares Netzgerät mit Spannungsanzeige und ein Multimeter erforderlich, wobei die Verwendung eines Multimeters zur zusätzlichen Überprüfung der Spannung und der Richtigkeit der Angaben des Netzgerätes optional ist. Der Anschluss des Netzgerätes an den Überspannungsschutz erfolgt gemäß der folgenden Abbildung.
Zunächst ist es erforderlich, das Netzteil auf null Volt einzustellen. Es wird empfohlen, die Spannung in sehr langsamen Schritten zu erhöhen, bis ein Klicken zu vernehmen ist. Die grüne LED sollte nun leuchten. In der Folge ist die Spannung weiter zu erhöhen, bis der Überspannungsschutz bei maximal 5,4 Volt auslöst. Die rote LED sollte in diesem Fall aufleuchten. Sollte der Überspannungsschutz zu früh oder zu spät auslösen, besteht die Möglichkeit, die Auslösespannung mittels des Trimmers anzupassen. Dazu ist der Trimmer gegen den Uhrzeigersinn zu drehen, um die Auslösespannung zu verringern. Im Uhrzeigersinn gedreht, wird die Auslösespannung erhöht.
Wiederhole den Vorgang mehrmals, um die korrekte Kalibrierung des Überspannungsschutzes sicherzustellen.
Die Montage
Nachdem der Überspannungsableiter nun montagefertig ist, muss überlegt werden, wo er montiert werden soll. Hierfür gibt es zwei Möglichkeiten:
Im C64: Der C64 muss modifiziert werden und der Überspannungsschutz kann nur für diesen Computer verwendet werden.
Extern: Das Kabel des Netzteils wird unterbrochen und der Überspannungsschutz dazwischen geschaltet. So kann der Überspannungsschutz für mehrere Computer verwendet werden. Ich habe mich für diese Lösung entschieden.
Vorsicht! Fahre hier nur fort, wenn du weißt, was du tust. Wenn du dir nicht sicher bist, frage eine erfahrene Person um Hilfe.
Unterbreche die 5V-Leitung am Ausgang des Trafos und schalte den Überspannungsschutz dazwischen. Finde die 5V-Leitung mit einem Multimeter, während das Netzteil eingeschaltet ist. Vermeide Kurzschlüsse und achte auf die Polarität! Schließe die 5V-Leitung dann am Überspannungsschutz an. Das folgende Bild zeigt, wie das geht.
Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, alle Komponenten in einem Gehäuse zu verbauen, um das Gerät zu schützen und ein versehentliches Drehen der Stellschraube des Trimmers zu vermeiden.
Als nächstes überprüfen wir sicherheitshalber die Spannungen am Ausgang des DIN-Steckers.
Erst wenn alle Tests bestanden sind, können wir unseren C64 einschalten.