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»Leser testen«

»Experimentierbaukasten TI-PMLK« mit ausgezeichneter Bewertung

28. April 2020, 11:53 Uhr   |  Gerhard Stelzer

»Experimentierbaukasten TI-PMLK« mit ausgezeichneter Bewertung
© Würth Elektronik

Fast 100 Interessenten wollten das »TI Power Management Learning Kit Würth Elektronik Edition« ausprobieren und auf Herz und Nieren testen. Hier kommen die Testergebnisse.

In der Elektronik-Ausgabe 26/2019 haben wir Sie, liebe Leser, aufgefordert, sich bei uns als Tester für das »TI Power Management Learning Kit Würth Elektronik Edition« (TI-PMLK) zu bewerben. Wir haben uns sehr über die zahlreichen Rückmeldungen gefreut. Vielen Dank.

Knapp hundert Interessenten wollten das TI-PMLK ausprobieren und auf Herz und Nieren testen. Deshalb mussten wir die zehn glücklichen Tester auslosen. An jeden wurde im Anschluss von der Elektronik ein Testbogen zum Ausfüllen und von Würth Elektronik das Testobjekt versandt. Nun liegen die Testergebnisse vor. Zunächst eine kurze Zusammenfassung der wichtigsten Daten des Testobjekts:

Steckbrief zum Testobjekt »TI-PMLK Würth Elektronik Edition«

An Hochschulen wird der Bereich Power Management oftmals stiefmütterlich behandelt. Insbesondere im Hinblick auf die Herausforderungen bei der Entwicklung und Optimierung von Leistungselektronik, die ein Schlüsselelement jedes elektronischen Systems darstellt, gibt es kaum Lehrangebote. Wir freuen uns, in der dritten Runde »Elektronik-Leser testen« als Testobjekt den Experimentierbaukasten »TI-PMLK Würth Elektronik Edition« ins Rennen zu schicken. Die Leiterplatte umfasst zwei unabhängige Abwärtswandler-Schaltungen (Buck) mit sechs verschiedenen Induktivitäten, die einzeln ausgewählt werden können. Mit dem Praxis-Kit lassen sich die Auswirkungen auf die Leistung von Induktivitäten aus unterschiedlichen Kernmaterialien und Größen untersuchen, um deren Einfluss auf die statische und dynamische Leistung von Reglern zu analysieren.

Bei jeder Schaltung können die Betriebsbedingungen eingestellt werden, einschließlich einer flexiblen Schaltfrequenz von 100 bis 700 kHz. Auf diese Weise kann die Wirkung auf Induktivität und Schaltregler mit unterschiedlichen Spulen untersucht werden. Ergänzend zur Hardware hilft ein Buch mit detaillierten Versuchsreihen den Anwendern bei der Untersuchung des Boards. Sechs Experimente können in Eigenregie unter stationären, transienten und dynamischen Bedingungen durchgeführt werden.

Wie wurde getestet?

Die Tester konnten die Einzeldisziplinen mit Schulnoten von 1 bis 5 bewerten. Für Beurteilungen, die nicht in das Notenraster passen, gab es Kommentarfelder zur freien Beantwortung, die auch gerne genutzt wurden. Hier sind die Testergebnisse im Detail dargestellt.

Dritte Aktion »Leser testen« wieder ein voller Erfolg

Die Elektronik-Redaktion bedankt sich bei den zahlreichen Lesern, die durch ihre Bewerbung zum Tester Interesse an unserer Aktion »Leser testen« gezeigt haben. Ganz besonderer Dank gebührt den glücklichen zehn Testern, die ausgelost wurden. Die zurückgeschickten Testbögen zeugen von hoher Kompetenz und Gewissenhaftigkeit, sodass dabei eine fundierte Bewertung zustande gekommen ist. Als »Zuckerl« für den Testaufwand, dürfen alle Tester den von Ihnen auf Herz und Nieren geprüften »Experimentierbaukasten TI-PMLK Würth Elektronik Edition« behalten.

Falls Sie diesmal nicht zum Zug gekommen sind, dann drücken wir Ihnen die Daumen für einen der nächsten Testläufe, wenn es wieder heißt »Leser testen«.

Was wurde getestet?

Der Test gliedert sich in vier Teile:

1. Vor der Inbetriebnahme
2. Inbetriebnahme
3. Betrieb
4. Fazit

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© Elektronik | WEKA FACHMEDIEN

Angesichts der ausgezeichneten Korrekturen erhält der »Experimentierbaukasten TI-PMLK Würth Elektronik Edition« 4,5 Sterne in der Gesamtbeurteilung.

Die Testergebnisse im Überblick

1. Vor der Inbetriebnahme 1,83

2. Inbetriebnahme 1,44

3. Betrieb/Experimente 1,62

4. Fazit 1,77

1) Vor der Inbetriebnahme

Vor der Inbetriebnahme geht es um die Kriterien Lieferung und Verpackung, Dokumentation und den Lieferumfang.

1.1) Testmodul:

  • Aufbau (Anordnung der Komponenten, mech. Stabilität etc.) 1,86
  • Zugänglichkeit der Messpunkte und Anschlüsse (Abgriffe, Klemmen, Steckverbinder, etc.)              1,86
  • Handhabung des Moduls 1,43
  • Betriebssicherheit 1,50
  • Lieferumfang 2,14

Ein Tester merkte an: Messstellen mit BNC-Anschluss wären wünschenswert, eine wertigere Kunststoffverpackung wäre für den Einsatz in der Lehre toll.
Ein anderer Tester empfahl: Kurzanleitung mitgeben, gerne vergrößerte Abbildung mit bezeichneten Testpunkten. Für die Jumper (insbesondere J1-J5) wäre es schön, wenn die Bezeichner auch bei gesteckten Jumpern noch lesbar sind.

1.2) Dokumentation:

  • Aufbau und Gliederung 1,57
  • Verständlichkeit 2,14
  • Umfang und Inhalt 2,14

Kommentar der Tester: Eine komplette deutsche Übersetzung wäre gerade für die Grundlagenausbildung im Bachelorstudium empfehlenswert; Doku ist sehr umfangreich, könnte ohne großen Aufwand in zwei Hauptkapitel »Basic« und »Advanced« geteilt werden. Im Bereich »Basic« sollten dann grundlegende Messungen (z.T. mit Vereinfachungen) erfolgen.

Insgesamt wurde der Testbereich »Vor der Inbetriebnahme« mit der Durchschnittsnote 1,83 bewertet.

2) Inbetriebnahme

Die Inbetriebnahme umfasst Umfang und Aufwand des Zusammenbaus sowie die Passgenauigkeit der Einzelteile.

2.1) Zusammenbau für Inbetriebnahme:

  • Umfang und Aufbau 1,33
  • Komplexität 1,83
  • Passgenauigkeit der Elemente 1,17

Die Tester kamen überwiegend gut zurecht, wie die Kommentare zeigten: Die Inbetriebnahme ließ sich einwandfrei durchführen; sogar Gummifüsse gegen Wegrutschen vorhanden – sehr gut!

Insgesamt erzielte das Kit bei der Inbetriebnahme mit 1,44 eine sehr gute Beurteilung.

3) Experimente

Am umfangreichsten ist das Testkapitel Betrieb mit sechs geführten Experimenten. Aufgrund des Umfangs der einzelnen Experimente hatten wir zwei Gruppen an Testern gebildet, die jeweils vier ausgewählte Experimente durchführen sollten. Zusätzlich durften sie die verbleibenden zwei Experimente oder ein eigenes Experiment durchführen und in die Testergebnisse einfließen lassen. Alle Tester sollten die Experimente 1 und 2 durchführen, sodass dort die statistische Aussagekraft der Noten am höchsten sein sollte. Gruppe 1 führte zusätzlich die Experimente 3 und 4, Gruppe 2 die Experimente 5 und 6 durch. Einzelwertungen siehe Tabelle.

3.1) Experiment 1

Tester bemerkten: Wir hatten Schwierigkeiten im Zusammenhang mit unserer elektronischen Last, da das Board hin und wieder den Betrieb aussetzte, sodass immer ein Neustart notwendig war; Messergebnisse stimmen im Rahmen der Toleranzen gut mit den Vergleichswerten überein; Der Link zum »REDEXPERT« ist auch sehr gut und hilfreich.

Tabelle. Die Zusammenfassung der Einzelwertungen im Testkapitel Betrieb, das mit sechs geführten Experimenten und einem optionalen Experiment sehr umfangreich ausfällt.
© Elektronik | WEKA FACHMEDIEN

Tabelle. Die Zusammenfassung der Einzelwertungen im Testkapitel 3) Betrieb, die mit sechs geführten Experimenten sehr umfangreich ausfällt.

3.2) Experiment 2

Mehrere Tester beklagten sich über den großen Umfang der Messreihen und den damit verbundenen hohen Zeitaufwand. Ein Tester regte an: Die theoretischen Grundlagen sind sehr ausführlich. Vorschlag: Hier bietet sich eine Aufteilung in »Basic« und »Advanced« an. DC/DC-Wandler lassen sich halbwegs genau mit relativ einfachen Formeln beschreiben, wenn einige Idealisierungen vorgenommen werden (»Basic«). In der weiteren Messung werden dann die Idealisierungen durch reale Bauteilewerte ersetzt (»Advanced«). Interessant bei Experiment 2 ist die Verwendung eines Temperatursensors.

3.3) Experiment 3 (Gruppe 1)

Ohne weitere Kommentare

3.4) Experiment 4 (Gruppe 1)

Ein Tester kommentierte: Vom logischen Aufbau her sollte erst das eine IC abgehandelt werden und erst danach das zweite. Das würde das Einarbeiten in die Lage der Jumper und auch den Anschluss der Last erleichtern. Bei der Gelegenheit: Am Ausgang würden sich ebenfalls 4-mm-Buchsen anbieten.

3.5) Experiment 5 (Gruppe 2)

Ein Tester lobte das Experiment: Dieser Versuch ließ sich sehr gut durchführen und die Ergebnisse ließen sich einwandfrei nachvollziehen.

3.6) Experiment 6 (Gruppe 2)

Ohne weitere Kommentare

3.7) Freies Experiment (optional)

  • Konfigurierbarkeit und Eignung für eigene Experimente  1,00
  • Dimensionierung externer Komponenten 1,00
  • Art und Qualität der Ergebnisse 2,00
  • Durchschnittsnote freies Experiment 1,33

Ein Tester probierte ein eigenes Experiment und kommentierte: Abwandlungen zu den beschriebenen Messungen mussten durchgeführt werden, da keine elektronische Last zur Verfügung stand. Das funktionierte aber richtig gut.

4) Fazit

Im Fazit steht dann die Bewertung des Preis-/Leistungsverhältnisses, des praktischen Betriebs und des Gesamteindrucks an.

  • Preis-/Leistungsverhältnis 2,20
  • Lieferumfang/Dokumentation 2,29
  • praktische Anwendung 1,86
  • Gesamteindruck 1,71
  • Anzahl und Art der Experimente 1,29
  • Funktion der Experimente 1,43
  • Lerneffekt für den Anwender 1,71
  • Nutzbarkeit/Erweiterbarkeit für eigene Experimente 2,00
  • Umrüstbarkeit von einem Experiment zum Anderen 1,43
  • Durchschnittsnote 1,77

Abschließend kommentierten die Tester wie folgt:

- Keine offizielle Preisangabe für das Kit; Preis zwischen 350 bis 400 € wäre angemessen.

- Es ist etwas schade, dass man für alle Experimente eine elektronische Last benötigt, die an Hochschulen nicht immer in großen Mengen vorhanden ist, einige Experimente mit rein ohmschen Lasten (Leistungswiderstände) wären hilfreich.

- Wer als Entwickler Buck-Regler-Schaltungen entwickelt hat, kann diese Experimente gut nachvollziehen.

- Auch mit wenig Erfahrung, zum Beispiel für Studenten, ist dieses Board gut geeignet, um die Eigenschaften von Buck-Reglern im Zusammenhang mit unterschiedlichen Induktivitäten kennenzulernen.

- Hoher Anspruch an den Anwender bezüglich Messgeräten, Vorkenntnissen und Fachwissen.

- Insgesamt eröffnet das Kit eine sehr gute Möglichkeit, die Funktionsweise von DC/DC-Wandlern zu verdeutlichen und zu demonstrieren. Für 2x 45 Minuten Laborzeit sind die Experimente und auch die theoretischen Beschreibungen zu umfangreich. Hier wäre eine verkürzte Version hilfreich.

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