Blinkrelais
Aus VW-ILTIS Wiki
Allgemeines
Das Blinkrelais des Iltis ist ein relativ spezielles Teil, das es in dieser Form wohl nicht mehr neu gefertigt wird und daher nur sehr teuer als NOS zu kaufen ist.
Es gibt durchaus vergleichbare Blinkrelais aus dem LKW/Traktor-Bereich und auch günstige NOS-Blinkrelais aus der ehemaligen DDR, die grundsätzlich verwendbar sind, jedoch eigentlich immer mit einer Anpassung der Verdrahtung im Iltis einhergehen. Abgesehen von dem DDR-Relais sind diese Relais auch recht teuer.
Das Blinkrelais des Iltis ist an sich recht simpel aufgebaut, lässt sich auch leicht öffnen und passende Bauteile sind auch heute noch problemlos verfügbar, daher macht eine Reparatur absolut Sinn.
Die Reparatur kann grundsätzlich nach drei Methoden erfolgen:
1. Brut-Force – einfach alle Bauelemente durch neue ersetzen und hoffen, dass z.B. nicht z.B. die Leiterplatte einen Defekt hat.
2. Try-and-Error – nach möglichen, z.B. optisch sichtbaren, Fehlern suchen und die "üblichen Verdächtigen“ nach und nach austauschen bis es hoffentlich wieder geht.
3. "Schauen, Messen, Denken, Handlen“ – systematisch nach Fehlern suchen und nur das tauschen, was wirklich defekt ist. Dabei auch die Erkennung für durchgebrannte Glühbirnen (das Poti) neu einstellen.
Die häufig getätigte Aussage, dass elektronische Bauelemente nicht langzeitstabil wären, kann man so nicht unbedingt stehen lassen. Standard-Bauelemente, wie sie im Blinkrelais verbaut sind, sollten normalerweise auch noch nach vielen Jahren ganz problemlos funktionieren. Da auch der Ausbau der Teile durchaus nicht ganz unproblematisch ist, sowie Zeit- und Kostenintensiv sein kann, lohnt es sich nach meiner Meinung doppelt, erst einmal systematisch nach den Fehlern zu suchen, bevor man sich ans Löten macht.
Wer sich für Variante 1. und 2. entscheidet, der kann den folgenden Abschnitt getrost überspringen.
Was ich aber in jedem Fall empfehle ist, eine Freilaufdiode für das Relais "nachzurüsten“, warum dieser eigentlich absolut übliche Standard weggelassen wurde, kann ich nicht recht nachvollziehen, ist aber nach meiner Vermutung eine der Hauptursachen für defekte Relais.
Schaltplan und Funktion des Blinkrelais
Nachdem ich das erste defekte Blinkrelais nach der Try-and-Error Methode repariert habe, was doch recht mühsam war, habe ich mich dann daran gemacht, den Schaltplan des Blinkrelais aufzuzeichnen und die Schaltung zu analysieren.
Die Schaltung hat drei Hauptfunktionen, die ich der Reihe nach erklären möchte.
Zwecks Nachvollziehbarkeit habe ich auch Messprotokolle beigefügt, die Messpunkte sind im Schaltplan mit 1-9 in rot markiert und können auf der Platine ebenfalls leicht gefunden werden. Die genaue Stückliste steht weiter unten.
 Schaltplan des Iltis-Blinkrelais |
 Ansicht der Platine mit der Bauteilbestückung und Nr. der Bauteile |
 Blinkrelais Lötseite mit Messpunkten |
Das Blinkrelais liegt, sobald der Batteriehauptschalter gesteckt ist, immer an +24V (Klemme 49) und Masse (Klemme 31) und zieht daher auch immer etwas Strom (typischerweise rund 25mA). Der Blinkvorgang beginnt, wenn die Blinker-Birnen über den Blinker-Schalter auf Klemme 49a gelegt werden, die Birnen sind gegen Fahrzeug-Masse geschaltet.
Wenn man am Blinkrelais mit dem Oszilloskop messen will, dann macht es Sinn, die Oszilloskop-Masse auf +24V (Klemme 49) zu legen anstatt auf Masse (Klemme 31), da man sonst die relativ kleinen Spannungsschwankungen an der Basis der Transistoren schlecht sieht, wenn man gleichzeitig die Blink-Spannung als Referenz messen will.
Funktionsbeschreibung
Astabiler Multivibrator
Die eigentliche Schaltstufe besteht aus Transistor T1 (PNP, BC 327), der über den Lade- und Endladevorgang von C3 (Elko 47µF) gesteuert wird. T1 ist ein PNP Transistor, dieser schaltet in der vorliegenden Emitterschaltung dann durch, wenn die Basis negativer (ab ca. 0,7V) als der Emitter wird (Messpunkt 1). Der sprunghafte Spannungsverlauf ergibt sich dadurch, dass die Kathode von C3 über das Relais gesteuert wird. Ist das Relais eingeschaltet, dann liegt die Kathode von C3 (Messpunkt 7) über R15 und R16 an einer Spannung von ca. 18V (sofern das Blinkrelais durch 2x21W belastet ist, dazu später mehr). Ist das Relais ausgeschaltet, dann liegt die Kathode von C3 über den Shunt R12 (0,2Ω) an 24V. Der Lade-Vorgang von C3 erfolgt über R3 (und R1), der Entladevorgang über R14 (Messpunkt 5).
 Blinkrelais Iltis, Messung an Messpunkt 1, Belastung 42W, Kanal 1: 10V/div, Kanal 2: 1V/div, Messung gegen +24V |
 Blinkrelais Iltis, Messung an Messpunkt 5, Belastung 42W, Kanal 1: 10V/div, Kanal 2: 5V/div, Messung gegen +24V |
Erkennung von durchgebrannten Blinker-Birnen
Das Blinkrelais ist zusätzlich mit einer Erkennung von durchgebrannten Blinkerbirnen versehen, sinkt die Belastung unter 42W (2x21) dann soll die Blinkfrequenz merklich ansteigen. Hierfür ist der Shunt R12 (der „Blechstreifen“) in Verbindung mit T3, dem Poti R6 sowie R8 und D1,D2 verantwortlich. Über D1, D2 R8 und dem Poti wird die Grundspannung (Bias) an der Basis von T3 eingestellt (Messpunkt 2), mit dem Poti kann sie um ca. 0,7V variert werden (Spannungsabfall an der Diode D2).
An dem Shunt R12 (ca. 0,08Ω) fällt abhängig vom Strom eine bestimmte Spannung ab, bei nur einer Blinkerbirne (21 W = ca. 0,9A) sind dies ca. 0,07V, bei zwei Blinkerbirnen (42W = ca. 1.8A) ca. 0,14V. Bei nur einer Blinkerbirne liegt am Emitter von T3 also eine 0,07V höhere Spannung an, als bei zwei Blinkerbirnen. Der BC 557 braucht ca. 0,7V Spannungsdifferenz von Emitter zu Basis damit er durchschaltet. Über das Poti wird die Grundspannung (Bias) so eingestellt, dass der Transistor bei zwei Birnen gerade noch nicht schaltet, aber bei einer Birne schon. Anleitung zur Einstellung siehe unten im Reparaturbereich.
Wenn der Transistor durchschaltet wird über R13 die Spannung an der Kathode von C3 (Messpunk 7) so angehoben, dass sich die Schaltzeiten verkürzen, also blinkt der Iltis schneller.
 Blinkrelais Iltis, Messung an Messpunkt 2, Belastung 42W, Kanal 1: 10V/div, Kanal 2: 1V/div, Messung gegen +24V |
 Blinkrelais Iltis, Messung an Messpunkt 7, Belastung 42W, Kanal 1: 10V/div, Kanal 2: 5V/div, Messung gegen +24V |
 Blinkrelais Iltis, Messung an Messpunkt 7, Belastung 21W, Kanal 1: 10V/div, Kanal 2: 5V/div, Messung gegen +24V |
C-Kontakt für Anhänger-Blink-Kontrollleuchte
Dafür sind neben dem bereits erwähnten Shunt R12 die Transitoren T2 und T4 sowie C1, D4, R11, und R1 verantwortlich. T4 sorgt dafür, dass beim Einschalten des Blinkers die Anhänger-Kontrollleuchte einmal mitblinkt. Ist eine Anhängerblinker-Kontroll-Leuchte angeschlossen, dann ist T4 durchgeschaltet, weil die vom Emitter zur Basis ein Strom durch D4, R11, R1 und die Kontrollleuchte gegen Masse fließen kann (Messpunkt 4). Ist keine Kontrollleuchte vorhanden, dann sperrt T4. Ist T4 durchgeschaltet, dann wird die Basis von T2 (Messpunkt 3) über R10 gezogen und T2 sperrt normalerweise.
Beim erstmaligen Einschalten des Blinkers ist der Kondensator C1 noch entladen, durch den Spannungsabfall am Shunt reduziert sich die Spannung am Emitter von T4, dieser sperrt. Dadurch Schaltet T3 durch, weil nun über R10 und R9 ein Emitter-Basis-Strom gegen Masse fließen kann. Die Kontrollleuchte blinkt einmal mit. C1 läd sich auf, dadurch ist bei den folgenden Blinker-Takten die Basis von T4 negativer und T4 sperrt nicht.
Wenn die Spannung an Klemme 49a über den Shunt R12 (siehe Erkennung durchgebrannter Blinker) sich weiter reduziert, weil eine weitere (Anhänger-) Blinkerbirne betrieben wird, dann sinkt auch die Spannung an der Basis von T2. Der BC 327 braucht ca. 0,9 V Spannungsdifferenz um zu schalten, diese wird erreicht, wenn am Shunt ungefähr 0,2 V abfallen, da an T4 respektive D3 jeweils und 0,7V abfallen. Wird dieser Punkt erreicht, dann schaltet T2 durch und die Kontrollleuchte blinkt mit. Das entspricht ungefähr einer Belastung von 60W, also dann, wenn auch noch eine Birne im Anhänger mitblinkt.
 Blinkrelais Iltis, Messung an Messpunkt 3 mit Anhänger-Kontrolleuchte, Belastung 42W, Kanal 1: 10V/div, Kanal 2: 1V/div, Messung gegen +24V |
 Blinkrelais Iltis, Messung an Messpunkt 3 ohne Anhänger-Kontrolleuchte, Belastung 42W, Kanal 1: 10V/div, Kanal 2: 1V/div, Messung gegen +24V |
 Blinkrelais Iltis, Messung an Messpunkt 4 mit Anhänger-Kontrolleuchte, Belastung 42W, Kanal 1: 10V/div, Kanal 2: 1V/div, Messung gegen +24V |
 Blinkrelais Iltis, Messung an Messpunkt 4 ohne Anhänger-Kontrolleuchte, Belastung 42W, Kanal 1: 10V/div, Kanal 2: 1V/div, Messung gegen +24V |
Fehlende Freilauf-Diode
(Diode D5)
Hintergrund: Ein Relais beinhaltet ja eine Spule. Nun haben Spulen es so an sich, dass da beim Stromfluss ein Magnetfeld entsteht. Dieses Magnetfeld macht man sich auch bei einem Relais zunutze. (Betätigung der Kontakte). Magnetfelder haben aber so eine dumme Angewohnheit, wenn sich diese wieder abbauen. Wenn man den Stromfluss unterbricht, oder die Stromrichtung umkehrt, so hat das Magnetfeld etwas dagegen. Es baut sich also nicht direkt ab, bzw. kehrt nicht direkt seine Polung um. (Diesen Widerstand, den das Feld dem Abbau o. der Umkehrung entgegen setzt, nennt man Hysterese)
Schaltet man den Stromfluss ab, so baut sich das Magnetfeld nur langsam ab. Jetzt kommt der dumme Nebenefekt: Das sich abbauende Magnetfeld erzeugt jetzt selbst eine Spannung (Induktion).
Durch diese Induktion kann eine - so genannte - Spannungsspitze entstehen, diesen Effekt macht man sich z.B. auch in der Zündspule zu nutze. (Spannungsspitzen, siehe auch "Lenzsche Regel" - Wikipedia) Diese Spannungsspitze kann elektronische Bauteile zerstören (z.b. Transistoren), weil die Höhe dieser Spannung nicht unterschätzt werden darf.
Damit also keine Spannung von der Spule "zurück" in das System fließen kann, baut man eine Diode ein. Dioden kann man mit "Rückschlagventilen" vergleichen. Sie lassen den Strom nur in einer Richtung durch. Eine Diode parallel zu einer geschalteten Spule wird in der E-Technik gerne als "Freilauf-Diode" bezeichnet.
Abhilfe: Warum auch immer darauf beim Blinkrelais verzichtet wurde, ich halte es jedenfalls für nicht sinnvoll und empfehle wärmestens diese einfach nachzurüsten, wenn man das Relais schon mal offen hat.
Man kann das gut im Oszillogramm (Messpunkt 6) sehen, einmal ohne und einmal mit Freilauf-Diode gemessen am Kollektor von T1. Man sieht sehr gut den kurzen, negativen Impuls.
Es kann als Freilauf-Diode jede handelsübliche Diode mit einer Sperrspannung > 30V verwendet werden, z.B. die 1N4448, die sowieso im Relais verbaut werden. Da auf der Platine kein Platz ist, habe ich die Diode einfach von unten auf die Anschlüsse der Spule gelötet, wichtig ist, dass der schwarze Ring der Diode nach außen zeigt. Im Schaltplan habe ich die Diode als D5 eingezeichnet und mit einem roten Kreis markiert.
 Blinkrelais Iltis, Messung an Messpunkt 6 ohne Freilauf-Diode, Belastung 42W, Kanal 1: 10V/div, Kanal 2: 10V/div, Messung gegen +24V |
 Blinkrelais Iltis, Messung an Messpunkt 6 mit Freilauf-Diode, Belastung 42W, Kanal 1: 10V/div, Kanal 2: 10V/div, Messung gegen +24V |
 Iltis Blinkrelais Schaltplan mit zusätzlicher Freilauf-Diode D5 |
 Blinkrelais Iltis Lötseite mit zusätzlicher Freilauf-Diode D5 |
Funktion von Varistor und Folienkondensator
Zwei Bauelemente wurde noch gar nicht erwähnt, weil sie schlicht für die Funktion der Schaltung irrelevant sind. Das ist zum einen der Varistor R2 (die blaue oder schwarze, runde "Plastikscheibe") und zum anderen der Folienkondensator C4 (der flache Plastik-Quader im Form einer "Kaugummi-Tablette").
Der Varistor dient als Schutz des Blinkrelais bei Überspannung bzw. Spannungsspitzen der Stromversorgung des Iltis. Der Folienkondensator dient als Funkentstörung und soll verhindern, dass die Schaltimpulse den Empfang von Funk oder Radio stören.
Weitere Messpunkte
Für das Verständnis der Schaltung zwar nicht unbedingt erforderlich, aber für die Reparatur sehr hilfreich sind weitere Messungen an den anderen Messpunkten.
 Blinkrelais Iltis, Messung an Messpunkt 8 mit Anhänger-Kontrolleuchte, Belastung 42W, Kanal 1: 10V/div, Kanal 2: 10V/div, Messung gegen +24V |
 Blinkrelais Iltis, Messung an Messpunkt 8 ohne Anhänger-Kontrolleuchte, Belastung 42W, Kanal 1: 10V/div, Kanal 2: 10V/div, Messung gegen +24V |
 Blinkrelais Iltis, Messung an Messpunkt 9, Belastung 42W, Kanal 1: 10V/div, Kanal 2: 1V/div, Messung gegen +24V |
Reparatur
Reparaturanleitung des originalen Blinkrelais
Voraussetzungen
Um das Relais sinnvoll reparieren zu können braucht man eine gewisse Grundausstattung an Werkzeug und Messmitteln.
Minimalausstattung:
- Multimeter
- Elektronik-Lötkolben mit ca. 25W und einer relativ feinen Spitze (ca. 1mm breit)
- Entlötpumpe
- Feines Elektronik-Lot z.B. 0,7mm
- kleiner Seitenschneider
- kleine Spitzzange
Optimal sind zusätzlich:
- 2-Kanal-Digital Oszilloskop bzw. PC-Oszilloskop
- diverse Labor-Kabel, z.B. mit Kroko-Klemmen
- Geregelte Elektronik-Lötstation mit min. 50W
- Dritte-Hand“ um Platine zu fixieren
- Labor-Netzteil mit min. 24V/2A oder zwei geladenen 12-Autobatterien (Vorsicht, Kurzschlußgefahr !)
- 3 St. 21W/24V Blinkerbirnen für Test und Einstellung
- 3 Fassungen BA15s (oder andere Möglichkeit die Birnen mit Strom zu versorgen)
- Alternativ 3 Hochlastwiderstände 27Ω/25W als "Lampensimulation"
- 1 St. Kontrollleuchte 2W/24V
- 1 Fassung BA10 (oder andere Möglichkeit die Birne mit Strom zu versorgen)
- Alternativ Lastwiderstand z.B. 220Ohm, 5W als "Kontrolleuchtensimulation"
Öffnen des Relais
Da das Relais in ein Aluminiumgehäuse gefasst ist, ist es sehr leicht möglich, die "Bördelung" am unteren Ende des Relais zu öffnen. Das Aufbiegen erfolgt am besten mit einer breiten Kombi- oder Flachzange. Das Aufbiegen der Bördelung mit einem Schraubendreher oder stumpfen Küchenmesser ist ebenfalls möglich, führt aber leicht zu unschönen Beulen oder Rissen im Gehäuse. Die elektronische Platine kann nun problemlos aus dem Gehäuse herausgezogen werden.
Initiale Prüfung
Zunächst wird das Relais einer ersten optischen und elektrischen Prüfung unterzogen, dazu sollte man sich gutes Licht und eine Lupe gönnen und dabei die „üblichen Verdächtigen“ betrachten.
Wird dabei optisch oder bei einfacher Messung ein Defekt identifiziert, dann sollte man nicht einfach nur stur das offensichtlich defekte Bauteil durch ein neues ersetzen, da man ja den Grund für den Defekt noch nicht kennt. Es kann einem dann schnell passieren, dass das neue Bauteil auch seinen „Geist“ aufgibt, weil man die eigentliche Ursache noch nicht beseitigt hat. Daher offensichtliche defekte Bauteile erst mal nur ausbauen, siehe unten.
1. Transistoren („schwarze Dreibeine“) – diese können u.a. „durch legieren“ und es fließen dann ggf. dauerhaft hohe Ströme, dies ist manchmal durch Risse oder Abplatzungen am Transistorgehäuse zu sehen. Im Blinkrelais ist hier insbesondere der Schalttransistor des Relais T1 ein Kandidat, u.a. auch weil in der Schaltung die Freilaufdiode (siehe oben) fehlt.
2. Das Relais: Hier kann die Kontaktzunge gebrochen sein, fliegt dann evtl. lose im Relais herum.
3. Elektrolyt-Kondensatoren („Blechbecher“) – diese können, wenn sie z.B. durch Spannungspitzen überlastet oder verpolt werden, regelrecht platzen. Dies ist manchmal durch „dicke Backen“ oder sogar „weißes Pulver“ an einem Ende erkennbar.
4. Widerstände („bunt-gestreifte Röllchen“) – wenn diese durch zu hohe Ströme überlastet werden, dann erhitzen sie sich, das kann man durch braune „Brandspuren“ meist auch auf der Platine und am Widerstand selbst sehen, im Extremfall wirft das Gehäuse Blasen oder brennt komplett weg.
5. der Varistor („blaue oder schwarze, runde Plastikscheibe mit zwei Beinen“) – der Varistor dient als Überspanungsschutz des Relais, wird das Relais dauerhaft mit viel zu hoher Spannung, z.B. wg. defektem LIMA-Regler, versorgt, kann der Varistor durchbrennen, auch erkennbar an Verfärbungen und Blasen.
Andere Bauelementen wie die Dioden ("Glasröhrchen") und der Folienkondensator ("Kaugummi-Tablette") sind erstens selten defekt und zeigen, wenn doch defekt, auch eben so selten äußerliche Spuren.
6. Umdrehen und die Leiterbahnen betrachten. Hier insbesondere auf Risse, Verfärbungen oder gar „weggebrannte“ oder „hochgebogen“ Stellen achten. Fast immer ein Indiz für zu hohe Ströme. Ebenso auf Feuchtigkeitsspuren wie Grünspan oder Salzablagerungen achten.
7. Lötstellen betrachten, hier insbesondere auf „kalte“ Lötstellen und Risse achten. „Kalte“ Lötstellen sind meist an einer sehr matten Oberfläche der Lötstelle erkennbar. Wenn sonst nichts zu sehen ist, sollte man kalte Lötstellen und Risse einfach auch mit etwas frischem Lot nachlöten.
8. Danach können einige Teile mit dem Multimeter durchgemessen werden. Insbesondere die Spule des Relais ist gerne defekt. Diese sollte im Original so zwischen 170-190Ohm haben, ist das Relais schon mal getauscht worden kann es aber auch mehr sein (z.B. 360-380Ohm). Misst man hier keinen oder einen sehr viel höheren Widerstand (>100kOhm) dann ist die Relaisspule defekt und das Relais muss in jedem Fall getauscht werden.
9. Weiterhin sollte man den „Shunt“, das ist der „Metallstreifen“ am unteren Ende des Blinkrelais durchmessen, dieser hat normalerweise ca. 0,08 Ohm.
Sind Widerstände durch Verfärbungen aufgefallen oder anderweitig „suspekt“ (siehe oben) dann kann man diese i.d.R. auch von oben im eingebauten Zustand durchmessen.
Vorgehen bei der Fehlersuche
Sinnvollerweise baut man sich auf dem Tisch einen sauberen Messaufbau auf, d.h. Spannungsversorgung, Blinkerbirnen (bzw. Hochlastwiderstände) usw. werden komplett verkabelt. Das Oszilloskop wird, wie oben gesagt, mit Masse der Prüfspitzen gegen +24V angeklemmt, da sich so die geringen Spannungsunterschiede an den Transistoren besser messen lassen.
Man sollten dann gemäß der obigen Funktionsbeschreibung die verschiedenen Messpunkte systematisch durchgehen, die Messungen mit den o.g. Referenz-Messungen vergleichen und die Abweichungen analysieren.
Wenn Bauteile als mögliche Ursache identifiziert worden sind, dann werden diese ausgebaut und ersetzt. Dabei immer Bauteil für Bauteil tauschen und neu messen, wenn man gleich mehrere Bauteile auf einmal tauscht, kann man sich leicht selbst verwirren.
Wer über ein etwas moderneres Multimeter verfügt, kann neben den Widerstände auch die Kondensatoren nachmessen. Allerdings kann man bei den Kondensatoren evtl. nicht all zu viel auf solche Messergebnisse geben, da die Multimeter im Kapazitäts-Messbereich meist recht ungenau sind und zudem andere Parameter wie Spannungsfestigkeit etc. nicht berücksichtigen.
Entlöten und Löten auf der Platine
Lötungen an der Platine sollten möglichst mit einer regelbaren/geregelten Lötstation von 50W oder sogar mehr durchgeführt werden. Notfalls geht es auch mit einem einfachen Elektonik-Lötkolben, dessen Leistung etwa 20 bis 30 Watt betragen sollte. Ein 100W Löt-„Tomahawk“ ist eher ungeeignet. Gerade das Relais auszulöten, das über einen großen, gut wärmeleitenden Metallkörper verfügt, kann aber mit einem kleinen 25W Lötkolben schwierig werden, weil man nicht genügend Wärme an die Lötstelle bekommt.
Eine vernünftige Halterung der Platine ist ebenfalls Gold wert, z.B. eine „dritte Hand“, ein kleiner Schraubstock oder notfalls auch ne Grip-Zange.
Eine Entlötpumpe kann beim Ausbau der Teile eine Arbeitserleichterung sein, um damit das flüssige Lot beim Entlötvorgang zu entfernen.
Man sollte aber nicht zu viel von solchen Pumpen, insbesondere von den Billigmodellen für 5-10€, erwarten. Oft bekommt man damit die Lötstelle nicht komplett vom Lot befreit und das Bauelement „klebt“ im Lötauge. Wer dann mit Gewalt arbeitet macht sich schnell das Lötauge und damit die Platine kaputt. Es bringt auch nichts, es hier immer wieder mit der Entlötpumpe zu probieren, wenn die große Masse des Lots aufgesaugt ist, dann geht der Absaugvorgang ins Leere. Altes Lot ist oft zusätzlich ein Problem, da es nicht mehr so schön flüssig wird.
Daher folgende Empfehlung aus der Praxis für den Umgang mit der Entlötpumpe:
1. Das alte Lot mit dem Lötkolben erhitzen und mit der Entlötpumpe so weit als möglich aufsaugen (1-2 Mal reicht). Dann kurz die Lötstelle abkühlen lassen
2. Mit dem Lötkolben wieder erwärmen und frischen Elektronik-Lot aufbringen, dabei nicht zu sparsam sein, sondern eine richtige schöne, fette Lötstelle fabrizieren. Trick dabei: das neue Lot ist viel flexibler als das alte. Wieder kurz abkühlen lassen
3. Nun wieder erwärmen und nochmals mit der Pumpe absaugen, dabei versuchen mit der Spitze des Lötkolbens das Loch des Lötauges nicht zu verdecken und mit der Spitze der Entlötpumpe so nah wie möglich ran. Mit etwas Übung und Glück bekommt man jetzt das Lötauge so frei, dass sich das Bauelement ohne Gewalt herausziehen lässt.
Wenn das alles nicht hilft, dann einfach von oben mit dem Seitenschneider die „Beinchen“ abkneifen, von unten mit dem Lötkolben erwärmen und mit der Spitzzange nach oben rausziehen. Dann das Lötauge mit der Entlötpumpe vom restlichen Lot befreien.
Ein paar Sätze zum Löten. Das Wichtigste dabei ist es eine elektrisch saubere Lötstelle zu produzieren, ohne das es zu Kurzschlüssen mit benachbarten Lötaugen kommt oder das die Bauelemente massiv überhitzt werden. Wobei das Problem der Überhitzung bei den primitiven Standard-Bauelemente des Blinkrelais eher unkritisch ist.
Beim Löten geht man so vor, das man immer versucht mit der (hoffentlich eher feinen) Spitze des Lötkolbens sowohl das „Beinchen“ des Bauelements als auch das Lötauge auf der Platine zu berühren. Dabei etwa 0,5-1 Sekunde warten und dann erst mit dem feinen Elektronik-Lot von der schräg-oben gegen die Lötstelle. Solange Lot zugeben bis das Lötauge komplett geschlossen ist, nicht mehr, aber auch nicht weniger. Dann Lötkolben und Lot weg. Die Lötstelle sollte gleichmäßig und glänzend aussehen. Notfalls nach einer kuzen Abkühlpause nochmal vorsichtig nachlöten.
Typische Defekte
In der folgenden Tabelle sind einige typische, von mir bisher mehrfach festgestellte Defekte und Ihre Ursachen zusammengefasst ohne Anspruch auf Vollständigkeit.
| Symptom | Ursache | mögliche Bauteile |
|---|---|---|
| keine Blinken / keine Funktion | Spule des Printrelais defekt | K1 (FRA 2 C) |
| keine Blinken / keine Funktion | Schalttransistor defekt | T1 (BC 327) |
| keine Blinken / keine Funktion | Kontaktzunge des Printrelais abgebrochen | K1 (FRA 2 C) |
| Relais "summt" - sehr hochfrequentes Blinken | Zeitgeber für Blinkfrequenz defekt | C3 (47µF, 40V) |
| zu schnelles Blinken (ca. doppelte Blinkfrequenz) | Erkennung für durchbegrannte Birne defekt | D1, D2 (1N4448), T3 (BC 557) |
Die Platine/die Bauteile
In den unteren Abbildungen sieht man eine komplett entlötete Platine und die einzelnen Komponenten. Auf das Auslöten des Platinenrelais ist verzichtet worden, da dieses, auch eingelötet, durchgemessen werden kann. Im Normalfall ist es aber nicht sinnvoll alle Bauelemente komplett auszubauen, wenn man (siehe oben) systematisch nach dem Fehler sucht.
Sollte man sich für die Brut-Force Methode entschieden haben und dennoch die Möglichkeit besitzen die Bauteile im ausgebauten Zustand durchzumessen, dann können passive Bauelemente wir Widerstände und Folienkondensatoren bedenkenlos wieder verwendet werden, wenn sie messtechnisch in Ordnung sind.
Eine Wiederverwendung der aktiven Bauelemente (Dioden und Transistoren) empfehle ich nicht unbedingt, da sie durch zu häufiges Löten durchaus Schaden nehmen können. Elektrolyt-Kondensatoren (Elkos) sollte man, wenn man sie schon einmal ausgebaut hat, auch besser austauschen.
Elektrolyt-Kondensatoren können bedenkenlos gegen solche mit einer höheren Spannungsfestigkeit ausgetauscht werden, jedoch niemals gegen solche mit einer niedrigeren Spannungsfestigkeit. Die Spannungsfestigkeit ist auf dem Elko als Volt-Angabe neben der Kapazität (in µF) aufgedruckt.
Bitte daran denken, dass Dioden und Elektrolyt-Kondensatoren gepolt sind, also eine "Richtung" haben, in der sie eingebaut werden müssen. Diese sind bei Dioden meist durch einen schwarzen (oder weißen, je nach Gehäusefarbe) Ring markiert, bei Elkos i.d.R. durch eine "+"-Markierung auf dem Gehäuse, machmal aber auch umgekehrt, durch einen "-" Pfeil.
Sollte das 5kΩ Miniatur-Poti defekt sein, das im Original nur über zwei Anschlüsse verfügt, dann kann dieses problemlos gegen ein normales "3-beiniges" Poti mit Mittelabgriff getauscht werden, auf der Platine ist ein drittes Lötauge vorhanden, dies muss nur mit der Entlötpumpe frei gemacht werden, die Schaltung ist entsprechend ausgelegt dafür.
Diejenigen, die keine Erfahrung mit elektronischen Bauelementen haben und nicht gewohnt sind z.B. den Farbcode (siehe [1]) der Widerstände zu lesen, sind gut beraten die ausgelöteten Bauteile entsprechend ihrer Lage auf der Platine analog auf einer Ablage anzuordnen.
Die Elektronikkomponenten sind Standardware und problemlos bei jedem beliebigen Elektronikversand zu beziehen. Die Kosten sind recht gering und liegen deutlich unter 10 Euro.
Das Print-Relais, dass im Original verwendet wird, gibt es so nicht mehr zu kaufen. Es gibt aber einen Pin-kompatiblen Ersatztyp, das FRA 2 C, dieses hat einen doppelt so hohen Innenwiderstand, was letztlich durchaus positiv ist, da T1 so einen geringeren Strom schalten muss.
Was ich in jedem Fall dringend empfehle ist das oben beschrieben Nachrüsten der Freilauf-Diode parallel zur Spule des Relais. Dies um so mehr, wenn auf das FRA 2 C umgebaut wird, denn dieses hat auch die dopplete Induktivität wie das original-Relais, die Spannungsspitzen sind also evtl. noch höher als beim Original.
Einmessen der Erkennung von defekten Blinkerbirnen
In der Schaltung des Blinkrelais befindet sich auch ein Potentiometer (regelbarer Widerstand). Dieser dient nicht, wie manchmal fälschlich behautet wird, dazu, die Blinkfrequenz zu ändern - obgleich das ein gewisser Nebeneffekt ist, da das Poti schon einen bestimmten Einfluss darauf hat. Sinn des Potis ist es vielmehr, wie oben in der Funktionsbeschreibung unter 2. ausführlich beschrieben, die Erkennung von durchgebrannten Blinkerbirnen einzustellen.
Hierzu braucht man einen Messaufbau, bei dem man sowohl eine als auch zwei Blinkerbirnen (oder alternativ Lastwiderstände mit 27Ω/25W) als Last an 49a klemmen kann. Wie das bei mir aussieht kann man unten sehen. Das Blinkrelais liegt dabei mit Lötseite auf dem Tisch (Bauteile oben) und das Poti zeigt zu einem (d.h. die Kontaktleiste zeigt von einem weg). Zunächst werden zwei Birnen angeschlossen und das Poti ganz nach links (gegen den Uhrzeigesinn) gedreht. Das Blinkrelais sollte jetzt deutlich zu schnell blinken (so als ob eine Birne defekt wäre). Jetzt das Poti langsam nach rechts (im Uhrzeigersinn) drehen, bis das Blinken langsam und gleichmäßig im normalen Takt erfolgt. Wird jetzt eine der beiden Birnen weg genommen, dann sollte das Blinken wieder im schnellen Takt erfolgen.
Wer keine Möglichkeit hat das so einzumessen, der stellt das Poti von der o.g. Position aus gesehen ungefähr auf "10-11 Uhr", das war bislang bei allen Blinkrelais, die ich repariert habe, so ungefähr die richtige Position, Fotos siehe unten.
 Anordnung zu Einmessen des Potis |
 Ungefähre Stellung des Poti (Ansicht von Vorne) |
 Ungefähre Stellung des Poti (Ansicht von Hinten) |
Verschließen des Gehäuses
Nachdem das Relais vollständig überprüft und eingestellt ist, kann es wieder in das Alu-Gehäuse eingebaut werden. Dabei nicht die Pertinax-Isolationsscheibe auf der Leiterplattenseite und das Schaustoff-Pad vergessen. Die Umbörderlung des Gehäuses lässt sich am besten mit einem nicht zu großen, weichen Holzstiel zurückbiegen. Ich habe dafür unseren Caipirinha-Limetten-Stampfer zweckentfremdet.
Weitere Abbildungen
 Abbildung eines originalen 24V Blinkrelais. |
 Ansicht der Platine mit der Bauteilbestückung. |
 Regelbare ERSA Lötstation. |
 Entlötsaugpumpe |
 Ansicht der Platine mit ausgelöteten Bauteilen |
 Verwendete Neuteile |
 Instandgesetztes Relais |
 Ersatztyp für das Print-Relais: FRA 2 C (links), defektes Original (rechts) |
Stückliste
| Lfd.Nr.: | Bezeichnung | Wert/Daten | Anzahl | Anmerkung |
|---|---|---|---|---|
| R1 | Widerstand | 27Ω 1 Watt | 1 | |
| R3 | Widerstand | 4.7kΩ 1/4 Watt | 1 | |
| R4, R15 | Widerstand | 1kΩ 1/8 Watt | 2 | |
| R5 | Widerstand | 2.4kΩ 1/4 Watt | 1 | |
| R7 | Widerstand | 150Ω 1/4 Watt | 1 | |
| R8, R16 | Widerstand | 2.2kΩ 1/4 Watt | 2 | |
| R9 | Widerstand | 3.9kΩ 1/8 Watt | 1 | |
| R10 | Widerstand | 2.7kΩ 1/4 Watt | 1 | |
| R11 | Widerstand | 100kΩ 1/4 Watt | 1 | |
| R13 | Widerstand | 1kΩ 1/4 Watt | 1 | |
| R14 | Widerstand | 27kΩ 1/4 Watt | 1 | |
| -- | -- | -- | -- | -- |
| R12 | Shunt (Strom-Messwiderstand) | 0,08kΩ | 1 | "Blechstreifen" hinter der Kontaktleiste. |
| -- | -- | -- | -- | -- |
| R6 | Potentiometer | 5kΩ linear | 1 | Rastermaß 10mm (es kann ersatzweise auch ein "3-beiniges" Poti mit 10mm/5mm verwendet werden) |
| -- | -- | -- | -- | -- |
| R2 | Varistor | S 14 K 25 | 1 | 25 - 31 Volt |
| -- | -- | -- | -- | -- |
| T1, T2, T3 | Transistor | BC 327 -25 | 3 | PNP / TO-92 |
| T4 | Transistor | BC 557 B | 1 | PNP / TO-92 |
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| D1-D4 (D5) | Diode | 1 N 4448 | 4 (5) | 0,2 A Sperrstrom, 75 Volt, DO-35 |
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| C1 | Kondensator | Elko 1μF | 1 | 100 Volt, axial |
| C2 | Kondensator | Elko 10μF | 1 | 25 Volt, axial |
| C4 | Kondensator | 100nF | 1 | Folienkondensator |
| C3 | Kondensator | Elko 47μF | 1 | 40 Volt, radial |
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| K1 | Hochstrom-Printrelais | Ersatztyp: FRA 2 C | 1 | 1xUm, Belastbarkeit >20A, Innenwiderstand 180Ω, 220mH (FRA 2 C: 362Ω, 550mH) |
Alternativen
Sockelumbau
Alternative Ersatzteile
Eine Angabe alternativer Ersatzteile macht, mit Ausnahme des bereits o.g. Printrelais FRA 2 C, wenig Sinn, da alle Bauteile auch heute noch problemlos verfügbar sind.
Wer Elektronik-Bastler ist und über eine gut bestückte Bauteilkiste verfügt, kann sich selbstverständlich auch Ersatztypen für Dioden und Transistoren raussuchen, solange diese von den elekronischen Parametern her vergleichbar sind, die entsprechenden Datenblätter sind alle problemlos online verfügbar. Ich habe z.B. statt der 1N4448 Dioden 1N4148 verwendet, weil ich die zufällig da hatte. Aufgrund der schier unendlichen Vielfalt von Bauelemente auf dem Markt hier Empfehlungen abzugeben ist dennoch wenig sinnvoll.
