Erst das Modem, dann der Router...
R O U T E R - D E L A Y

 

Einleitung

Die Zusammenarbeit zwischen Router und Modem ist wie folgt: Das Modem stellt eine physikalische und logische Verbindung zum Netzwerk des Providers her. Der Router stellt eine physikalische Verbindung zum Modem und eine logische Verbindung zum Internet her. Der Router benutzt also die Verbindung zwischen Modem und Provider, um ins Internet zu kommen. Der Provider stellt innerhalb seines Netzwerks einen Zugangspunkt zum Internet bereit.

Nehmen wir einmal an man schaltet den Router zuerst ein, und dann das Modem. Der Router fährt hoch, wie ein Computer, und versucht sich am Internet anzumelden. In der selben Zeit fährt das Modem hoch. Leider dauert der Verbindungsaufbau (Synchronisation) zwischen Modem und Provider etwas länger. Das Modem ist also noch nicht soweit. Der Router will aber schon loslegen. Er kann aber noch nicht. Das Modem hat ja noch keine Verbindung herstellen können.

Der korrekte Ablauf wäre der, dass man erst das Modem einschaltet und so lange wartet, bis die Synchronisation abgeschlossen ist. Über die Status-LED wird das in der Regel angezeigt. Erst dann sollte man den Router einschalten. Dann gibt es in der Regel keine Probleme. Wie wir im Kapitel "Anpassungen an ein neues Modem" noch erkennen werden, hat diese Regel allerdings signifikante Ausnahmen...

Wenn man es von anfang an falsch macht und immer zuerst den Router und danach das Modem einschaltet, wird einem relativ schnell klar, dass nichts funktioniert. Schwieriger ist es, wenn man stets beide Geräte gleichzeitig einschaltet. Dann kann die Internetverbindung viele Male korrekt zustande kommen, jedoch manchmal auch nicht. Eine Diskussion mit dem Provider (CableCom) und mit Patrick Schnabel (Das ELKO) machte mich schlau und ich löste das Problem mit einer Verzögerungsschaltung, von der hier die Rede ist. Unbedingt nötig ist eine solche Schaltung nicht, wenn man Modem und Router ganz einfach nie ausschaltet. Diese Methode kommt aus ökologischen Gründen für mich nicht oder nur widerwillig in Frage und genau diesen Apell richte ich auch den Leser dieses Elektronik-Minikurses. Nur schon nachts ausgeschaltet, wenn man schläft, bringt ein signifikantes Sparen an Energie, wenn viele am selben Strick ziehen. Leider funktioniert dies nicht mit jedem Modem gleich gut, wie ich erfahren musste.

Neues Modem: Ein neues Modem hat leider zu gewissen Erweiterungen der ROUTER-DELAY-Schaltung geführt. Der Grund dazu und woraus diese Erweiterung besteht, liest man im Kapitel "Anpassungen an ein neues Modem".



Methoden des verzögerten Einschalten des Routers

Bild 1 zeigt zwei unterschiedliche Möglichkeiten eine Einschaltverzögerung für den Routers zu realisieren. In Teilbild 1.1 erfolgt eine elektronische Verzögerungsschaltung (DELAY) im Hochvolt-Bereich 230 VAC (HV) und die Niedervoltspannungen (NV) von den Ausgängen der üblicherweise externen Netzteile sind direkt mit dem Modem bzw. mit dem Router verbunden. In Teilbild 1.2 werden beide Netzteile gemeinsam an 230 VAC mit dem Schalter S eingeschaltet und die verzögerte Einschaltung des Routers erfolgt mit einer elektronischen Verzögerung (DELAY) im Niedervoltbereich (NV), eingeschlauft zwischen Netzteil2 und Router. Hier kann man in der Regel anstelle eines Relais auch ein Schalt-Transistor, vorzugsweise ein MOSFET, einsetzen. Nur dann wenn man den Router unbedingt mit einer AC-Niedervoltspannung speisen muss, wird man ebenso ein Relais einsetzen. In beiden Fällen muss die Verzögerungszeit einstellbar sein, so dass sie etwas grösser eingestellt werden kann, als das Modem Zeit braucht um sich mit dem Provider zu synchronisieren.



Des Routers Betriebsspannung und die Ökologie...

Ökologische Ansrüche sind sehr unterschiedlich. Man kann leicht feststellen, dass der Hersteller oft überhaupt keinen Sinn für das Ökologische hat, wenn man erkennen muss, dass oft hohe Eingangsspannungsbereiche oder die selben Spannungen für AC und DC angegeben sind. Da Router Massenware sind, gäbe es ein massives Sparpotenzial an elektrischer Energie, würde beim Schaltungsdesign das moderne und eigentlich selbstverständlich ökologische Denken in den Vordergrund gestellt. Ein Paradigmawechsel tut auch hier Not! Dass dies im Widerspruch liegt zur Gewinnmaximierung, ist bekannt.

Wie auch immer die "Eskapaden" mit Billig-Routern habe ich hinter mir. Der grösste Schwachsinn von so einem Router war, dass er mich nur gerade von einem Server plötzlich angefangen hat auszusperren. Die Firma konnte mir nicht weiterhelfen. Ich bekam gratis einen Ersatz einer neuen Version des selben Typs. Die Ausperrung gab es nicht mehr, dafür zickte er wenn zwei Computer an LANs angeschlossen sind. Dann war Schluss mit dem Billigmist und ich kaufte den Router N750 WNDR4000 von NETGEAR, der problemlos funktoniert. Naja, Holz anlangen... ;-)



Verzögerungsschaltung mit CD4541B für den DC-Betrieb

Da die Verzögerungszeiten im Minutenbereich liegen, eignen sich aus Gründen einigermassen guter Reproduzierbarkeit des Timing einfache RC-Schaltungen mit nach geschalteter Triggerelektronik, wie man dies beim 555er-Timer kennt, eher weniger. Besser eignet sich dazu eine relativ stabile Oszillatorschaltung im Niederfrequenzbereich und einem nachgschalteten Frequenzeiler mit einer passend hoher Bitzahl. Zu diesem Thema gibt es bereits einen Elektronik-Minikurs mit den digitalen Frequenzteiler-ICs CD4020B und CD4040B:

In der Verzögerunsgschaltung in Bild 2 kommt das digital programmierbare Timer-IC CD4541B von Texas Instruments (ursprünglich von National-Semiconductor) zum Einsatz. Der MC14541B ist das selbe pinkompatible IC von ON-Semiconductor (ursprünglich von Motorola). Die grundsätzliche Funktion entspricht der Langzeit-Timer-Schaltungen mit den Frequenzteilern CD4020B und CD4040B, jedoch ist der Schaltungsaufwand mit dem CD4541B deutlich geringer und er bietet zusätzliche nützliche Funktionen, die im Datenblatt ersichtlich sind.

Bild 2 ist die vollständige Schaltung. Da es für das Modem und den Router je ein Netzteil braucht, ist es egal ob +Ub oder GND geschaltet wird. Da ich den IRFZ34, ein N-Kanal-Power-MOSFET, bereits hatte, wählte ich die Methode des geschalteten GND mit der Bezeichnung GNDs (s = switched). Mit dem Netzteil meines Routers, ein 12VDC-Schaltregler in einem kleinen Steckergehäuse, speise ich die Schaltung in Bild 2. IC:A benötigt im Betriebszustand weniger als 1 mA. Mit der Wahl von R3 = 560 Ohm fliesst ein Z-Diodenstrom von etwa 4.5 mA. Die Z-Diode arbeitet so in einem Bereich, wo der differenzielle Widerstand sehr klein ist. Eine Z-Diode reicht für diese Anwendung. Ein Kleinspannungsregler wäre hier übertrieben. 9 VDC, weil diese Spannung für diese CMOS-Familie ein guter Wert ist betreffs des Signal/Störsignal-Abstandes, jedoch weit davon entfernt die statistische Lebensdauer des IC zu reduzieren. Dies ist dann der Fall, wenn die Betriebsspannung zu nahe beim maximal zulässigen Wert liegt (Datenblatt: Absolute Maximum Ratings).

Teilerverhältnis und Beschaltung des CD4541B: Die beiden Eingänge A (Pin 12) und B (Pin 13) dienen der Einstellung der Frequenzteilung. Mit dieser 2-Bit-Codierung gibt es nur vier einstellbare Werte mit 1/256, 1/1024, 1/8192 und 1/65536. Für lange Zeiten einer Impulsdauer oder einer Einschaltverzögerung im Minutenbereich eignet sich am besten gleich der höchste Teilerwert mit 1/65536, entsprechend einer Bitlänge von 16. A und B sind somit auf logisch HIGH gesetzt. Weil hier die Einschaltverzögerung benötigt wird, ist Mode (Pin 10) auf LOW gesetzt. Damit wird ein Einzelimpuls anstelle einer periodischen Taktfrequenz erzeugt. Damit dieser Einzelimpuls mit LOW startet - d.h. der Pegel ändert sich nicht mit dem Startvorgang - ist Q/notQ-Select (Pin 9) auf LOW gesetzt. Da der HIGH-Pegel an Q (Pin 8) als aktiv gilt - es wird ein N-Kanal-MOSFET eingeschaltet - arbeitet die gesamte Schaltung als Einschaltverzögerung. Genau das benötigen wir hier. Wäre Q/notQ-Select auf HIGH gesetzt, arbeitet die Schaltung als Einzel-Impulsgeber mit gleich langer Einschaltdauer (Monoflop-Funktion). Der Startvorgang beginnt mit dem Einschalten der Betriebsspannung +Ub, weil AR (Pin 5), der Auto-Reset, mit LOW aktiviert ist. Die Master-Reset-Funktion MR (Pin 6), wird nicht benötigt. Deshalb ist MR auf LOW gesetzt. Falls trotzdem manuell benötigt, schaltet man ein Pulldown-Widerstand von etwa 10 bis 100 k-Ohm zwischen MR und GND, und MR wird über einen Taster mit +9 VDC verbunden. Wird MR mit einem Logiksignal (HIGH = +9 V / LOW = GND-Pegel) gesteuert, entfällt natürlich der Pulldown-Widerstand.

Die Oszillatorfrequenz: Wie die Oszillatorfrequenz berechnet wird, entnimmt man dem Datenblatt. Was direkter von Bedeutung ist, ist anstelle der Frequenz die Periode. In Bild 2 ist eine Referenzverzögerungszeit t in Relation zu RT und CT angegeben. R5 ist per default etwa doppelt so gross wie RT zu wählen, wobei R5 grösser als 10 k-Ohm sein muss (Datenblatt). Die Referenz-Einschaltverzögerung t beträgt etwa 75 s, wenn RT = 10 k-Ohm und CT = 100 nF betragen. Dabei sind die Eingänge A und B mit dem maximal möglichen Teilerverhältnis auf HIGH geschaltet. Aus Gründen der Stabilität und niedriger Temperaturdrift sollte man für CT (C2) keinen Keramik-Multilayerkondensator (Kerko) verwenden. Es eignet sich ein beliebiger Folienkondensatoren im 5mm-Rasterformat (Printlayout-Beilage). Ein passendes Beispiel von RIFA, vertrieben über Distrelec mit einer Kapazitätstoleranz von 5 Prozent. Folienkondensatoren mit einer Toleranz von 10% genügen auch. Für das Trimmpotmeter P1 lohnt sich evtl. etwas tiefer in die Tasche zu greifen und eines mit einer kleinen Skala zu kaufen, weil damit hat man einen zeitlichen Anhaltspunkt für die Einstellung der Einschaltverzögerung. Ein solcher Annhäherungswert genügt, denn angenommen das Modem braucht etwa 2 Minuten bis zur Synchronisation mit dem Provider, dann stellt man die Zeit der Einschaltverzögerung des Router auf etwa 3 bis 4 Minuten ein. Diese grosszügige Zugabe lohnt sich, weil diese zusätzliche Zeit zur Synchronisation schliesslich auch eine gewisse in der Regel unbekannte Toleranz aufweist. Je nach Modem-Typ kann es leider sein, dass man besser auf eine Modems-Abschaltung bei Nichtgebrauch verzichtet. Mehr dazu liest man im neueren Kapitel "Anpassungen an ein neues Modem". Ich benutzte ein kleines skaliertes Cermet-Trimmpotmeter, Typ T127 von CONTELEC, das es heute offenbar nicht mehr gibt. Die Skalierung des T127 mit Position und Verzögerungszeit, siehe Kasten unten rechts in Bild 2. Ein neueres Produkt von CONTELEC findet man ebenfalls bei Distrelec. Wem der Anblick des Preises auf den Magen schlägt, kann auch ein preiswertes Trimmpot einsetzen. Da zeigt einfach die Ausrichtung des Schraubenschlitzes so etwa die Verzögerungszeit. Es gibt zu solchen preiwerten Trimmpots auch Rändel mit Pfeilen, welche die Markierung verbessern. Je nach Rastermass des Trimmpot, muss man noch separate Löcher bohren und mit einem kleinen Stück Draht die Lötverbindung herstellen.

Warum ein Power-MOSFET als Schalter: Der Strom eines Routers beträgt in der Regel einige 100 mA. Setzt man an Stelle des N-Kanal-MOSFET ein NPN-Transistor ein, ist ein Basisstrom von leicht einigen 10 mA nötig, damit dieser NPN-Transistor so durchsteuert (sättigt), dass seine Kollektor-Emitter-Spannung bei maximal etwa 100 mV liegt. Dieser Basisstrom liefert aber das CMOS-IC CD4541B nicht. Wenn man einen NPN-Darlington einsetzt, reicht ein Basisstrom von maximal im unteren mA-Bereich, jedoch beträgt die Kollektor-Emitter-Spannung auf jedenfall mindestens eine Basis-Emitter-Schwellenspannung und das bedeutet mindestens 0.8 VDC, eher 1 VDC. Das geht auf Kosten der Betriebsspannung des Routers. Bei vielen Routern wird das kaum einen negativen Einfluss haben, jedoch "sauber" ist diese bipolare Lösung trotzdem nicht. Es gäbe noch die Möglichkeit (kleine Schaltung Bild 2 unten) mit einem zusätzlichen PNP-Transistor, um eine unnötig hohe Kollektor-Emitter-Spannung von T2 zu vermeiden, wobei man dann Q/notQ-Select (Pin 9) auf HIGH setzen muss. Das kann allerdings dann ein Nachteil haben, wenn +Ub am Eingang etwas zu langsam einschaltet. Dann könnte der Router bei Startbeginn der Verzögerungszeit kurz ein Spannungsstoss bekommen. Das wird wohl kaum schaden. Ist aber auch keine "saubere" Sache, daher besser gleich die Lösung mit einem Power-MOSFET.

Im Einsatz ist ein Power-MOSFET im typischen TO220-Gehäuse, der geschaltet bis 29 Ampere ziehen kann und das wobei er mit bestenfalls etwa 0.5 A gefordert wird. Spinnt man also dermassen zu übertreiben? Nein keineswegs, denn der geschaltete Drain-Source-Widerstand beträgt nur 40 m-Ohm und das erzeugt bei 0.5 A nur grad eine Drain-Source-Spannung von 20 mV. Es ist so, als ob ein Relaiskontakt schaltet. Und warum soll man sich diesen Miniluxus nicht leisten, wenn so ein Power-MOSFET nur knapp mehr als 1 Euro kostet? Dazu ist so ein MOSFET selbst dann kurzschlussfest, wenn man ein Netzteil einsetzt, dessen Kurzschlussbegrenzungsstrom bei maximal 3.5 A liegt, weil dieser Strom bei einem Drain-Source-Widerstand von 40 m-Ohm eine Verlustleistung von nur 0.5 W bewirkt. Das ist dauerhaft zulässig wenn das TO-220-Gehäuse ungekühlt bleibt. Falls man die Schaltung mit +5 VDC betreiben will, weil man einen Router hat, der mit +5 VDC betrieben wird, geht das, aber man sollte einen äquivalenten Logic-Level-MOSFET, den IRLZ34 einsetzen. Selbstverständlich kann man diesen MOSFET auch bei der Betriebsspannung von +12 VDC einsetzen. Bei einer Betriebsspannung von +5 VDC kann man auf R1 und Z verzichten, die R1-Anschlüsse überbrücken und R2 und R3 auf etwa 150 Ohm reduzieren, damit die LEDs nicht zu dunkel leuchten.

Die Leuchtdioden: Die rote LED1 zeigt den Betriebszustand der Schaltung an. Die grüne LED2 liegt parallel zum Ausgang. Das Leuchten dieser LED signalisiert, dass der Router eingeschaltet ist. Die LED-Ströme liegen je bei 12 mA. Falls es sowas wie ein Lowpower-Router geben sollte und so einer zum Einsatz kommen soll, kann man den LED-Strom mit Lowcurrent-LEDs auf 2 mA, durch Erhöhen von R2 und R3 auf 4.7 k-Ohm, reduzieren.

Stütz-Elko C3: Der Elko C3 mit 470 µF, hier in Bild 2, entspricht dem Elko C5 in Bild 4 im Kapitel "Anpassungen an ein neues Modem". Man lese dazu den Abschnitt der mit "Neu dazu gekommen ist der Elko C5 mit 470 µF." beginnt.



Verzögerungsschaltung mit CD4541B für den AC-Betrieb

Man kann defintiv nicht ausschliessen, dass es keine Router gibt, welche unbedingt mit einer AC-Spannung gespiesen werden wollen. Das war jedenfalls mal so beim ZyXEL-Router Modell P355-Plus. Für diesen eher seltenen Fall wird die Schaltung in Bild 2 entprechend verändert und anstelle mit einem elektronischer Schalter mit einem Relais ausgestattet.

Wenn man mit einem DC-Netzteil arbeitet, hat man in der Regel den Vorteil, dass die Ausgangsspannung zweckmässig gut stabilisiert ist. Bei einem hocheffizienten Schaltregler-Steckernetzteil ist die Spannungsregelung sogar recht gut. Das bedeutet nicht, dass sie für Präzisionsanwendungen reicht. Bei Bedarf muss entsprechend linear nachgeregelt werden. Hier haben wir jedoch die Situation, dass eine AC-Spannung von einem Stecker-Trafo zum Einsatz kommt und da gibt es je nach Trafonennleistung recht grosse Unterschiede zwischen Nennlast- und Leerlaufspannung. Das spielt hier eine signifikante Rolle, weil während der Verzögerungszeit bis zur Einschaltung des Router, der Trafo nur sehr geringfügig durch die Verzögerungschaltung belastet wird.

Ich habe an einem AC-Steckernetzteil 12VAC/1A (Nennleistung = 12 VA) getestet, wie gross die Leerlaufspannung ist. Sie beträgt 15 VAC. Bei einem Trafo mit niedrigerer Nennleistung ist die Leerlaufspannung grösser. Der Grund dafür liegt im höheren Innenwiderstand des Trafo-Sekundärkreises. Die Schaltung in Bild 3 ist so dimensioniert, falls ein Trafo zum Einsatz kommt mit einer Nennspannung von 12 VAC und eine Leerlaufspannung von 16 VAC aufweist:

Als Gleichter BG können vier 1N4002-Gleichrichterdioden oder ein passender Brückengleichrichter eingesetzt werden. Nach der Brückengleichrichtung mit BG und der Glättung mit C2 ergibt sich eine DC-Spannung von etwa 15 VDC, wenn die Schaltung in Bild 3 und der Router in Betrieb sind. Die beiden LEDs verbrauchen je etwa 11 mA und das Relais 17 mA und der Strom über R1 etwa 6 mA. Das ergibt ein Strom von knapp unter 50 mA. Für die Rippelspannung über C2 gilt die Faustregel:
~2000 µF  bei  3 Vpp  und  1 A
Bei einem maximalen Strom von 50 mA und einer gewählten Rippelspannung von etwa 1.5 Vpp ergibt das für C2 eine Kapazität von 220 µF. Für eine exakte Berechnung von C2 müsste man auch den Innenwiderstand des Trafo berücksichtigen. Das ist hier allerdings übertrieben. Wer's trotzdem genau wissen will, schlage nach im Buch HALBLEITER-SCHALTUNGSTECHNIK von Tietze/Schenk im Kapitel "Stromversorgung". Es empfiehlt sich ein leistungsarmes Printrelais mit einer Betriebsspannung von 12 VDC und einer Verlustleistung von 0.2 W einzusetzen. Solche Relais schalten ohne weiteres viele Ampere, mehr als genug für diese Anwendung. Da die Betriebsspannung rund 15 VDC beträgt wird dem Relais den Widerstand R7 vorgeschaltet, der die geforderte Relaisspannung einhält.

Dies beschreibt den Zustand wenn der Router eingeschaltet ist, also das AC-Netzteil nahezu mit Nennleistung arbeitet. Vorher während der Verzögerungszeit ist das Relais REL und der Router noch ausgschaltet. Der Trafo arbeitet fast im Leerlauf. Es ist nur die Elektronik mit IC:A mit der stabilisierenden Z-Diode und die rote LED LED1 für die Betriebsanzeige des ROUTER-DELAY aktiv. Diese LED erhält jetzt einen höheren Strom von etwa 15 mA statt 11 mA, weil die Betriebsspannung etwa 20 VDC beträgt. Nach Ablauf der Verzögerungszeit schaltet REL und die grüne LED LED2 ein. Weil dadurch der Router gespiesen wird, sinkt die Trafosekundärwicklung auf die Nennspannung und die Betriebsspannung der Schaltung in Bild 3 fällt von etwa 20 VDC auf etwa 15 VDC. Das Relais wird also praktisch sofort mit der Nennspannung von 12 VDC betrieben und die beiden LEDs leuchten ebenfalls etwas dunkler also zuvor LED1, die alleine leuchtete. Die Verlustleistung über R7 beträgt nur 50 mW.

Was passiert jedoch wenn der Router am Ausgang des ROUTER-DELAY nicht angeschlossen ist? Dann beträgt die Betriebsspannung der Schaltung praktisch 20 VDC, der Spannungsabfall über R7 ist 4 VDC statt 3 VDC (90 mW statt 50 mW) und die Relaisspannung beträgt 16 VDC statt 12 VDC (0.35 W statt 0.2 W). Das Relais wird zwar spürbar wärmer, dürfte aber kaum einen Schaden erleiden. Je nach Relaistyp ist es aber leicht möglich die Verlustleistung durch das Erhöhen von R7 zu senken, weil die Anzugsspannung stets einiges unterhalb der Nennspannung liegt. Dazu muss man das Relais-Datenblatt lesen. Hier ein passendes Relais das Distrelec im Programm hat. Es ist ein SCHRACK-Relais:



Printlayout zur Verzögerungsschaltung mit CD4541B für den DC-Betrieb

Dies ist das Printlayout zur Schaltung von Bild 2. Dieses Printlayout, realisiert mit Sprint-Layout 6.0 (Juni-2014), steht dem ELKO-Leser zur Verfügung. Um die exakten Masse auf einer Klarsicht-Folie mittels Drucker zu reproduzieren, muss man sich SPRINT_ROUTERDELAY.ZIP herunterladen.

Diese ZIP-Datei beinhaltet folgende Dateien: viewlayout50.exe ist der Viewer von SPRINT-5.0, der gratis ist, und ein massstabgerechter Ausdruck des Printlayouts auf eine durchsichtige Folie, zur eigenen fotochemischen Herstellung eines Printes, erlaubt. Mit diesem Viewer ladet man router_delay.lay. Der Viewer arbeitet unter verschiedenen Windows-Versionen. Man beachte die Angaben des Herstellers Abacom.

Kleine Korrektur: Bei R1 steht im Print-Layout 390 Ohm. Das funktioniert ebenso problemlos. Ich habe den Wert später trotzdem auf 560 Ohm erhöht, wie dies die Schaltung in Bild 2 zeigt, weil der Z-Strom von etwa 4.5 mA längst ausreicht.

Keine Bauteilliste: Eine Bauteilliste existiert nicht, da ich dies für private Bauprojekte eben auch nur selten benötige. Montagekritische Bauteile gibt es nicht. Durch Ausmessen der Bauteile durch die Wiedergabe von router_delay.lay mit viewlayout50.exe ist es nicht schwierig die Bauteile in den gängigen Elektronik-Katalogen zu evaluieren.



Anpassungen an ein neues Modem

Eines Tages funktionierte mein Modem EPC-2203 von CISCO nicht mehr richtig. Ich meldete dies der CableCom und sie testeten dieses Modem online. Sie stellten einen Fehler fest und dieses Modem wurde durch ein neues EVM-3230 von UBEE ausgetauscht. Das ging rasch und problemlos. Allerdings stellte ich beim neuen Modem EVM-3230 fest, dass es nicht mehr so gut funktionierte, wenn man es z.B. während der Nacht wegen Nichtgebrauchs ausschaltete. Die Zeit bis zur definitiven Bereitschaft dauert nach dem Wiedereinschalten oft wesentlich länger als die LED READY signalisiert. Eine Anfrage bei CableCom zu diesem Problem ergab, dass man schon abschalten kann, wenn man dieses Modem nicht benötigt, aber es sei halt für den Dauereinsatz konzipiert. Was das technisch genau heisst, konnte man mir nicht sagen. Ich erwähne dies hier so ausführlich, weil vielleicht ein Leser dieses Elektronik-Minikurses die selbe oder ähnliche Erfahrung machte. In diesem Fall wäre ich einem kurzen Mailwechsel sehr interessiert.

Aus diesem Grund habe ich eine Anpassung der ROUTER-DELAY-Schaltung (Bild 2) vorgenommen. Ich habe den Bereich der Verzögerungszeit, durch die Verdopplung der Kapazität C2, verdoppelt. Mit einer Schnell-Einschaltung des Routers mittels Kippschalter kann man die Verzögerungszeit umgehen. Das eignet sich speziell für Tests. Und durch eine Abschaltung nur des Routers mit einem Taster, den man mit einem längeren Kabel an einen passenden Ort, montiert in einem kleinen Gehüse, anbringen kann, lässt sich der Router bequem ein- und ausschalten. Das Modem bleibt so eingeschaltet. Jedoch wird durch den inaktiven Router das Powerline sicher in den Standby-Modus versetzt. Der zusätzliche Aufwand ist relativ gering. Man kommt ohne grosse Änderung des Printlayouts aus.

Man muss die Leiterbahn zwischen C2 (CT) und R4/R5 unterbrechen (Bild 2). Dann lötet man an die Stelle der unterbrochenen Leiterbahn einen kleinen Keramik-Kondensator (kann auch SMD sein) mit einer Kapazität von 100 pF. Betrachte jetzt wieder Bild 4. Dieser Kondensator ist C4. Zu C2 lötet man parallel C3 mit dem selben Wert, um die Verzögerungszeiten zu verdoppeln. Man kann auch C2 mit einem Wert der doppelten Kapazität tauschen. Es müssen dann 220 nF sein. So genau muss das nicht sein. Wenn der Schalter S1 geschlossen ist, ist die Verzögerung aktiv, entsprechend der Einstellung am Trimmpotmeter P1. C4 ist kurzgeschlossen. Ist der Schalter S1 offen, ist die Verzoögerungszeit deaktiviert und der Router wird sofort mit dem Einschalten des Modems aktiv. Das macht dann Sinn, wenn man die Einschaltverzögerung des Router manuell vornehmen will am Hauptschalter des Routers oder an dessen DC-Steckbuchse. In Wirklichkeit wird die Verzöegerungszeit nicht deaktiviert. Sie wird sogar massiv beschleunigt, so sehr dass es nicht bis kaum auffällt, je nach Einstellung von P1. Dies wird erreicht bei offenem S1 wenn nur noch die rund 2000 mal kleinere Kapazität von C4 als Timer-Kapazität wirkt.

Die Ein- und Ausschaltung des Routers erfolgt mit einem Druckschalter S2 der einen Arbeits- und einen Ruhekontakt besitzt. Der Ruhekontakt (offen im ON-Zustand) ist angeschlossen am Gate des MOSFET T und GND. Bei offenem Ruhekontakt ist der MOSFET T leitend und der Router eingeschaltet, falls der Ausgang Q (Pin 8) des IC:A auf HIGH liegt. Bei geschlossenem Ruhekontakt ist der Router ausgeschaltet, weil das MOSFET-Gate kurzgeschlossen mit dem Ruhekontakt an GND liegt und deshalb den MOSFET T sperrt. Der Arbeitskontakt von S2 bringt die gelbe LED LED3 zum Leuchten, wenn der Router durch die Verzögerungsschaltung eingeschaltet werden kann. Man kann auf die gelbe LED LED3 verzichten und einen einpoligen beliebigen Kipp-Schalter benutzen. Man benötigt den Ruhe- und nicht den Arbeitskontakt. Dieser Schalter S2 hat eine typische Enable-Funktion, weil er erlaubt das Einschalten des Routers wenn die Verzögerungszeit des ROUTER-DELAY abgelaufen ist.

Neu dazu gekommen ist der Elko C5 mit 470 µF. Er stützt die Betriebsspannung für sehr kurze Ausfälle der 230VAC-Netzspannung. Heutzutage sind meist hochmoderne geschaltete Steckernetzteile mit hohem Wirkungsgrad im Einsatz. Weil dabei relativ hohe Frequenzen am Spannungsausgang geglättet werden, kommen Kondensatoren mit relativ niedrigen Kapazitäten zum Einsatz. Dies hat leider den Nachteil, dass schon bei einem sehr kurzen Unterbruch die Betriebsspannung für die angschlossenen Geräte ausfällt. C5 verbessert diese Situation immerhin um einige Zehntelsekunden. Man muss allerdings aufpassen, nicht jeder Schaltregler kann mit zusätzlichen hohen Kapazitäten umgehen. Es gibt solche die zum langsamen Oszillieren (Pumpen) neigen. Ich habe dies mal bei einigen solchen Steckernetzteilen ausprobiert. Die kritische Kapazität lag jeweils über 1000 µF.



Thomas Schaerer, 01.02.2011 ; 18.03.2011 ; 20.05.2011 ; 02.12.2012 ; 04.08.2014