Digitalmessschieber für den Hobbykeller

08.12.2013

Digitalmessschieber Umbauanleitung
Austausch alter Chip

Hier beschreibe ich den Ersatz des alten Atmel 89C2051 in bestehenden Schaltungen zur Messschieberauswertung. Der zeitliche und finanzielle Aufwand für den Umbau ist nicht groß. Es lohnt sich also, wenn man Digitalanbaumessschieber mit neueren Protokolle verwenden möchte.

Inhalt

Wie baue ich Rainer Radow's Platine um?
Wie baue ich Wolfgang Tewes Platine um?
Wie baue ich mir den Adaptersockel

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Der neue Chip benötigt 22 pF Kondensatoren, um in's Schwingen zu kommen.
Also bitte die alten 33 pF entfernen und neue 22 pF einsetzen.
Schaltung für Digitalmessschieber umbauen - 33pf Kondensator

Es muss ein 16 Mhz Quarz verbaut werden - wer früher 20 oder 24 MHz verbaut hatte, bitte gegen 16 MHz tauschen.

Der 10 μF Kondensator war früher für den Prozessoranlauf nach dem Einschalten verantwortlich.
Heute verwaltet das der Chip intern selbst. Der 10 μF Kondensator entfällt mit dem neuen Chip ersatzlos.
Schaltung für Digitalmessschieber umbauen - 10uf Kondensator

Auch die 10 kΩ (103) waren im Zusammenhang mit den 10 μF für den Prozessoranlauf zuständig.
Daher bitte auch den 10 kΩ (103) Widerstand entfernen.

Die zwei 22 kΩ (223) waren pull-up Widerstände für zwei Eingänge. Diese pull-ups sind jetzt im Chip schaltbar.
Daher bitte auch die zwei 22 kΩ (223) entfernen.
Schaltung für Digitalmessschieber umbauen - Widerstände

Wer neue Digitalmessschieber in seine alte Schaltung integrieren möchte, muss vorher unbedingt die Batteriepolarität am Messschiebergehäuse überprüfen. An einer Maschine dürfen nur Schieber mit gleichem Potential am Messschiebergehäuse verbaut werden.

Besitzt man Schieber mit Batterie-Plus am Gehäuse, kann alles beim Alten bleiben. Bei Schieber mit Batterie-Minus am Messschiebergehäuse gilt es einiges zu überprüfen und um zu bauen. An die vier Lötflächen in der Mitte der Platine wird der Messschieber angeschlossen. Bisher wurde davon die linke Lötfläche an die Schirmung des Datenkabels und damit auch an die Masse/Erde der Werkzeugmaschine geschlossen. Haben die Messschieber nun Batterie-Minus am Gehäuse, dann übernimmt die rechte Lötfläche diese Aufgabe. Man muss dazu die Schirmung und die Masse/Erde an die rechte Lötfläche anschließen. Hat man mehr als eine Anzeigenschaltung in seiner Anlage, werden alle rechten Lötflächen des Schieberanschlusses im Anzeigengehäuse miteinander verbunden.
Bitte auch überprüfen, ob z.B das selbstgebaute Metallgehäuse der LED-Anzeige oder andere Dinge nach der alten Logik verdrahtet sind und daher umgebaut werden müssen.

Die gute Nachricht - es kann eigentlich nichts kaputt gehen. Hat man etwas falsch gemacht, dann läuft der Messschieber einfach nicht mehr, bis man alles richtig verdrahtet hat.
Batterie-Minus oder -Plus am Gehäuse des Digitalmessschiebers

Wie man sich den Adaptersockel baut und was es noch zu beachten gibt zeige ich weiter unten.

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Inhalt kommt gleich...
Achtung, ab Release 4 sollte der Quarz auch auf 16 MHz geändert werden. Sonst könnte es "timing" Probleme geben.
Digitalmessschieber - Wolfgangs Platine 2

Wolfgangs Platine mit einem Sockel von David
Digitalmessschieber - Wolfgangs Platine 1

Wie baue ich mir den Adaptersockel       zurück zum Inhaltsverzeichnis

Für den Adapter benötigt man einen IC-Sockel 20 polig, einen IC-Sockel 28 polig, etwas dünnen harten Draht (z.B. aus LAN-Verlegekabel) und einen Lötkolben. Zum ersten Funktionstest ist eine LED hilfreich. Als Stecker zur Auswahl des Messschieberprotokolls kann man Teile von Stift- und Buchsenleisten verwenden. Ich erkläre das hier Schritt für Schritt. Ganz unten findet Ihr dann auch einen vollständigen Verdrahtungsplan.

Es geht los mit der Masseleitung am 28 poligen Sockel. Achtung, in der Zeichnung schaut man von oben auf den Sockel - wir löten ja aber von unten.
Messschieber Adapter löten Bild 1

Das Draht-U möglichst so biegen, dass es innen im 28 poligen Sockel zwischen den Pins 8 und 22 liegt. Es darf unisoliert bleiben.
Messschieber Adapter löten Bild 2

+5 Volt muss ebenfalls an zwei Pins des 28 poligen Sockel gelötet werden.
Messschieber Adapter löten Bild 3

Zwischen den Pins 7 und 20 muss dieses Draht-U isoliert bleiben. Im Zweifelsfall bitte mit dem Durchgangsprüfer die Isolation überprüfen!
Messschieber Adapter löten Bild 4

Jetzt nehmen wir den 20 poligen Sockel zur Hand, stecken +5 Volt und GND in die richtigen Fassungen und verlöten das Ganze. 15 - 20 mm "Luft" zwischen den Sockeln gibt beim Löten genug Freiraum und verlängert die Strecke zum Schwingquarz noch nicht zu sehr - aber bitte keine 50 mm Abstand! Das freie Ende der +5 Volt Leitung können wir abknipsen - die zweite GND Leitung (braunes Kabel, links im Bild) benötigen wir noch!
Messschieber Adapter löten Bild 5

Der Schwingkreis (XTAL) mit 16 MHz Quarz und 22 Pf wird über die Pins 9 und 10 am neuen Sockel befestigt.
Messschieber Adapter löten Bild 6

Die Leitungen bitte nicht zu lang und nicht zu kurz machen - sonst stören sie nachher die weitere Verdrahtung. Man muss immer noch gut an die benachbarten Pins heran kommen können!
Messschieber Adapter löten Bild 7

Der Chip ist jetzt mit Spannung versorg und an den Schwingkreis angeschlossen. Am besten testet man nun das erste Mal die Funktion. Dafür habe ich Euch eine Testfunktion programmiert. Steckt den Chip in den Sockel und den Adapter in die Prozessorplatine. Lötet eine Test-LED mit dem kurzen Ende an den braunen GND Draht und haltet den anderen Pin der LED an Pin 25 der neuen Fassung = rechte Seite - vierter Pin von oben. Die LED soll nun blinken - oder Ihr habt etwas falsch gemacht
Messschieber Adapter löten Bild 8

Wenn man nicht all zu elektrisch ist, kann der Chip in der Fassung bleiben. Weiter geht es mit dem Anschluss der Displayleitungen Takt, Data und Strobe. Wir beginnen mit dem in der Mitte liegendem Draht für Data - das verringert die Verwechslungsgefahr.
Messschieber Adapter löten Bild 9

Die ersten vier harten Drähte geben dem Sockel guten Halt. Die weiteren Leitungen können mit flexibler Litze verlegt werden.
Data von Pin 8 alt (rechts im Bild - aber hinten am Sockel!) zu Pin 16 neu (links unten im Bild, vorne an den Sockel). Im nächsten Bild habe ich den Sockel mal schräg gehalten, damit Ihr besser erkennen könnt, was ich mit vorne und hinten meine.
Messschieber Adapter löten Bild 10

Takt von Pin 7 alt zu Pin 17 neu
Strobe von Pin 9 alt zu Pin 15 neu
Messschieber Adapter löten Bild 11

Das sollte nun kein Problem mehr darstellen.
Messschieber Adapter löten Bild 12

Und wieder kann man seine Arbeit überprüfen. Hier in meinem alten Platinenlayout - das geht natürlich auch mit Wolfgangs alter Platine. Die Meldung "no Si" für kein Signal sollte blinken - dann ist alles in Ordnung!
Messschieber Adapter löten Bild 13

Die Messschiebersignale Takt und Daten liegen über Kreuz
Messschieber Adapter löten Bild 14

Signal von Pin 2 alt zu Pin 6 neu - gelber Draht
Takt von Pin 3 alt zu Pin 4 neu - weiß brauner Draht
Messschieber Adapter löten Bild 15

Der Chip ist standardmäßig auf das 6x 4 Bit Protokoll (1x 24 bit) eingestellt. Wer das ändern möchte/muss, kann wahlweise Pin 18 oder 19 auf GND legen und so das passende Protokoll auswählen.
Messschieber Adapter löten Bild 16

Auf den alten Platinen gibt es keinen Platz für Jumper zur Auswahl des Messschieberprotokolls. Ich schlage vor, eine Stiftreihe mit zwei Pins an den Sockel zu löten. An die noch freie Masseleitung kann man eine Buchse - von einer Buchsenleiste abgebrochen - anlöten. Wer sein Protokoll kennt, kann GND gleich an den richtigen Pin löten. Da ich den Stecker zum Testen öfter um stecke, habe ich das harte braune Kabel gegen ein flexibles weißes ausgetauscht - also bitte nicht irritieren lassen
Messschieber Adapter löten Bild 17

Alle nun noch nötigen Anschlüsse können diesem vollständigen Verdrahtungsplan entnommen werden.
Man muss aber nur die Leitungen ziehen, deren Funktion man auch verwenden möchte.
Messschieber Adapter löten Bild 18

Über Fragen und Anregungen, sowie Kritik und Lob freue ich mich immer! Schickt mir doch auch mal ein Foto von Eurem Adapter zum Veröffentlichen.

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