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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Galvanische Trennung zwischen Centronics (Oszilloskop) und USB sinnvoll?


Autor: Albert ... (albert-k)
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Hallo zusammen
Ich bin derzeit daran mir einen Konverter von Centronic (Parallelport) 
auf USB zu bauen. Mit diesem möchte ich Screenprints von meinem 
Oszilloskop (TDS320) an den PC übertragen.
Um mögliche Schäden am Oszilloskop oder PC zu verhindern möchte ich das 
Oszilloskop und denn PC Galvanisch voneinander trennen. Diese Trennung 
soll vom Konverter realisiert werden.

Dazu habe ich mir folgendes Überlegt:
- Controller wird über ein Steckernetzteil versorgt (dieses hängt an 
derselben Steckdosenleiste wie das Oszilloskop und PC).
- Controller wird über einen ADUM1402 (Digital Isolator) mit einem FT232 
verbunden.
-FT232 sendet Screenprint an PC.
- Schirmung des USB Kabels wird über einen 10nF 1kV SMD Kondensator mit 
dem GND auf der einen Seite des Digital Isolators verbunden.
- Weiterer 10nF 1kV Kondensator verbindet die beiden GND Potentiale am 
Digital Isolator.
- Schirmung am Centronics Port wird direkt mit GND des Mikrocontrollers 
verbunden.
- 5V Versorgung für FT232 und die eine Seite des Digital isolator kommt 
über den USB Anschluss.

Zur Veranschaulichung dient das angehängte Bild.

Da ich nur wenig Erfahrung mit der Galvanischen Trennung solcher Geräte 
habe , und das Schadensrisiko möglichst gering halten will, wollte ich 
nun nachfragen ob die von mir gedachte Variante Sinnvoll oder 
ausgemachter Unsinn ist?
Wie arbeiten diese Günstigen Parallelport zu USB Konverter? Verfügen 
diese über eine Galvanische Trennung? Wäre es vl. möglich über solch ein 
Kabel einen Modernen Drucker an das Oszilloskop anzuschließen und dann 
zu Drucken, oder bleibt hier nur ausprobieren?

Danke schonmal für Antworten.

Autor: holger (Gast)
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>Ich bin derzeit daran mir einen Konverter von Centronic (Parallelport)
>auf USB zu bauen.

Na viel Spass damit. Schon mal Gedanken darüber gemacht
wie du die Daten auswertest?

Autor: Albert ... (albert-k)
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holger schrieb:
> Na viel Spass damit. Schon mal Gedanken darüber gemacht
> wie du die Daten auswertest?
Mein Oszilloskop kann:
- .img image object file
- TIFF (Tag image File format)
- bmp (klassisches Bitmap)

übertragen. Und diese Formate über einen virtuellen Com-Port einzulesen 
ist nicht so schwer. Dafür gibt es auch schon fertige Tools.

Autor: holger (Gast)
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>übertragen. Und diese Formate über einen virtuellen Com-Port einzulesen
>ist nicht so schwer. Dafür gibt es auch schon fertige Tools.

Centronics hat mit COM Port aber nichts zu tun.

Autor: Frank K. (fchk)
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Albert ... schrieb:
> Hallo zusammen
> Ich bin derzeit daran mir einen Konverter von Centronic (Parallelport)
> auf USB zu bauen. Mit diesem möchte ich Screenprints von meinem
> Oszilloskop (TDS320) an den PC übertragen.
> Um mögliche Schäden am Oszilloskop oder PC zu verhindern möchte ich das
> Oszilloskop und denn PC Galvanisch voneinander trennen. Diese Trennung
> soll vom Konverter realisiert werden.

Dein Scope ist über den Schutzleiter geerdet. Dein PC auch. Wozu denn 
eine galvanische Trennung? Ich hatte mit einem stinknormalen 
Nullmodemkabel nie Probleme gehabt.

> Wie arbeiten diese Günstigen Parallelport zu USB Konverter? Verfügen
> diese über eine Galvanische Trennung? Wäre es vl. möglich über solch ein
> Kabel einen Modernen Drucker an das Oszilloskop anzuschließen und dann
> zu Drucken, oder bleibt hier nur ausprobieren?

Die käuflichen Converter können nur die andere Richtung, d.h. USB Host 
auf Centronics Drucker, und sie haben keine galvanische Trennung.

Der umgekehrte Weg ist zwei Zehnerpotenzen aufwändiger.

fchk

Autor: Albert ... (albert-k)
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holger schrieb:
> Centronics hat mit COM Port aber nichts zu tun.
Ich denke du hast meinen Post nicht gelesen. Ich habe vor die über 
Centronics erhaltenen Daten über einen uC einzulesen und dann per FT232 
über USB an den PC zu senden. Der FT232 meldet sich beim Windows als 
Virtueller COM-Port an.

Autor: holger (Gast)
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>Ich denke du hast meinen Post nicht gelesen. Ich habe vor die über
>Centronics erhaltenen Daten über einen uC einzulesen und dann per FT232
>über USB an den PC zu senden. Der FT232 meldet sich beim Windows als
>Virtueller COM-Port an.

Doch, ich habe deinen Post gelesen. Ich frage mich gerade wie
du die Daten vom Druckerport deines Oscis auslesen und über
COM an den PC senden willst, und dann daraus wieder ein Bild
machen möchtest. Unmöglich ist das nicht, aber schon recht schwierig.

Autor: Albert ... (albert-k)
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Frank K. schrieb:
> Dein Scope ist über den Schutzleiter geerdet. Dein PC auch. Wozu denn
> eine galvanische Trennung?
Daran habe ich jetzt gar nicht gedacht. Danke für den Hinweis, ist mir 
vollkommen entfallen. Da kann ich mir dann den Isolator sparen.

Aber dann hätte ich trotzdem noch eine Frage: Ist es Sinnvoll den Schirm 
des USB Kabels über einen 10nF 1kV Kondensator an GND anzuschließen? Ich 
denke mir nämlich folgendes:
PC seitig wird der Schirm des USB Anschlusses mit dem Schutzleiter 
verbunden sein. Wenn ich nun den Schirm direkt mit GND meines Konverters 
verbinde bekomme ich doch alle Störungen die vom Netzfilter auf den 
Schutzleiter umgeleitet wurden ab?

Autor: oszi40 (Gast)
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Albert wird sich wohl was gedacht haben. PC und Oszi hängen EIGENTLICH 
am Schutzleiter, aber Masseschleifen und Trenntrafos sind auch oft 
anzutreffen. Daher sollte man genau wissen wozu man das Ding wirklich 
benutzen möchte.

Autor: Frank K. (fchk)
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Albert ... schrieb:

> Aber dann hätte ich trotzdem noch eine Frage: Ist es Sinnvoll den Schirm
> des USB Kabels über einen 10nF 1kV Kondensator an GND anzuschließen? Ich
> denke mir nämlich folgendes:
> PC seitig wird der Schirm des USB Anschlusses mit dem Schutzleiter
> verbunden sein. Wenn ich nun den Schirm direkt mit GND meines Konverters
> verbinde bekomme ich doch alle Störungen die vom Netzfilter auf den
> Schutzleiter umgeleitet wurden ab?

Überlege Dir doch einmal, ob da ein Strom auf dem Schirm fließt. Gehe 
dazu die ganze Kette PC-Konverter-Scope durch und denke daran, dass auch 
am Scope der Schirm auf PE liegt.

fchk

Autor: Albert ... (albert-k)
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holger schrieb:
> Doch, ich habe deinen Post gelesen. Ich frage mich gerade wie
> du die Daten vom Druckerport deines Oscis auslesen und über
> COM an den PC senden willst, und dann daraus wieder ein Bild
> machen möchtest. Unmöglich ist das nicht, aber schon recht schwierig.
Ich versende vom Oszilloskop bsw. ein Screenprint im bmp Format. Laut 
Doku des Oszilloskops wird nun über die Centronics Schnittstelle dieses 
Bitmap Byte für byte herausgesendet (das eigentliche Bitmap plus ein 
wenig Overhead der Dokumentiert ist).
Der Vorgang lautet wie folgt:
- Controller legt Busy auf Low um bereitschaft anzuzeigen.
- Oszilloskop legt Strobe Signal auf LOW um zu Signalisieren das ein 
byte gesendet werden will
- Controller nimmt Byte entgegen und bestätigt mit ACK
- Dies geht solange bis das Ende Zeichen des Bitmap erkannt wird.
- Unnötigen Overhead entfernen und Bitmap über USb übertragen.
Das Einlesen am PC ginge dann bsw. über Hterm (dies kann bitmaps an den 
COM-Schnittstellen einlesen)

Autor: Albert ... (albert-k)
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Frank K. schrieb:
> Überlege Dir doch einmal, ob da ein Strom auf dem Schirm fließt. Gehe
> dazu die ganze Kette PC-Konverter-Scope durch und denke daran, dass auch
> am Scope der Schirm auf PE liegt.
Am PC weiß ich nicht wie der Schutzleiter mit dem GND des PC verbunden 
ist. Also ob über Kondensator oder direkt.

Nehme man mal an über direkte Verbindung:
Im Falle das Oszilloskop sowie PC an ein und derselben Verteilerdose 
hängen sind die beiden Schutzleiterpotentiale so ziemlich identisch (auf 
dem Schutzleiter soll im Idealfall ja kein Strom fließen und somit auch 
keine Spannungsverschiebung der beiden Schutzleiterpotentiale 
entstehen). Somit wird kein Strom auf dem Schirm fließen.

Nehme ich jetzt aber den Fall an das der Schutzleiter im PC über einen 
Kondensator mit GND verbunden ist und sich dieser mit einer geringen 
Spannung aufgeladen haben (durch bsw. die gegen Schutzleiter abgeführten 
Störungen) wird ein Ausgleichsstrom zwischen Oszi und PC fließen. Dieser 
könnte Problematisch sein(?).

Habe ich das so richtig verstanden?

Autor: Rufus Τ. Firefly (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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Albert ... schrieb:
> Ich versende vom Oszilloskop bsw. ein Screenprint im bmp Format.

Das gibt es nicht. Dein Oszilloskop wird einen Drucker ansteuern. bmp, 
tiff etc. sind Dateiformate, die Dein Oszilloskop mit an 
Wahrscheinlichkeit grenzender Sicherheit nicht an die 
Druckerschnittstelle ausgeben wird.

Davon abgesehen ist Deine Idee natürlich prinzipiell so umsetzbar, Du 
musst halt herausfinden, welchen Druckertyp Dein Oszilloskop ansteuert 
und den Datenstrom entsprechend interpretieren.
Der Kurzbeschreibung von Tek zufolge werden ThinkJet, DeskJet, LaserJet, 
9- und 24-Nadeldrucker von Epson und irgendwas von Seiko unterstützt. 
Desk- und LaserJet lassen auf eine frühe PCL-Implementierung schließen.

Eine galvanische Trennung, wenn Du sie denn erforderlich findest, ist in 
der Tat am einfachsten zwischen dem den Paralleldatenstrom empfangendem 
µC und dem als Schnittstelle zum PC dienenden USB-Seriell-Adapter 
unterzubringen; Deine eingangs aufgeführte Skizze ist also soweit in 
Ordnung.

Das Tek TDS320 hat, so wie mir Google das verrät, mehrere 
Schnittstellen, über die es direkt steuerbar ist, neben einer 
GPIB-Schnittstelle anscheinend auch eine RS232-Schnittstelle -- 
erfindest Du da möglicherweise das Rad neu?

http://webphysics.davidson.edu/faculty/dmb/py310/t...

beschreibt die Programmierung über RS232 und GPIB.

Autor: Albert ... (albert-k)
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Rufus Τ. Firefly schrieb:
> Das Tek TDS320 hat, so wie mir Google das verrät, mehrere
> Schnittstellen, über die es direkt steuerbar ist, neben einer
> GPIB-Schnittstelle anscheinend auch eine RS232-Schnittstelle --
> erfindest Du da möglicherweise das Rad neu?
Die RS232 Schnittstelle bei meinem Tek ist zwar Physikalisch vorhanden, 
aber sie funktioniert nicht. Ich kann nichts darüber ausgeben da im 
Utility Menü unter Schnittstellen nur Centronic und GPIB gelistet sind. 
Auch reagiert sie nicht auf Signale von außen. Und da ein GPIB Konverter 
recht teuer ist (auch die gebrauchten bei Ebay gehen derzeit für mehr 
als 150€ weg), wollte ich die Centronics Schnittstelle dafür verwenden.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Albert ... schrieb:
> Rufus Τ. Firefly schrieb:
>> Das Tek TDS320 hat, so wie mir Google das verrät, mehrere
>> Schnittstellen, über die es direkt steuerbar ist, neben einer
>> GPIB-Schnittstelle anscheinend auch eine RS232-Schnittstelle --
>> erfindest Du da möglicherweise das Rad neu?
> Die RS232 Schnittstelle bei meinem Tek ist zwar Physikalisch vorhanden,
> aber sie funktioniert nicht. Ich kann nichts darüber ausgeben da im
> Utility Menü unter Schnittstellen nur Centronic und GPIB gelistet sind.

Works as designed by Tek.

> Auch reagiert sie nicht auf Signale von außen.

Das Handbuch zum tds320/340/360 sollte da was zu sagen:

http://www.tek.com/downloads/

Autor: Frank K. (fchk)
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Rufus Τ. Firefly schrieb:
> Albert ... schrieb:
>> Ich versende vom Oszilloskop bsw. ein Screenprint im bmp Format.
>
> Das gibt es nicht. Dein Oszilloskop wird einen Drucker ansteuern. bmp,
> tiff etc. sind Dateiformate, die Dein Oszilloskop mit an
> Wahrscheinlichkeit grenzender Sicherheit nicht an die
> Druckerschnittstelle ausgeben wird.

Doch, mein TDS220 hat das auch gemacht. Dem ist das völlig egal, was es 
wo ausgibt - das Datenformat und die Wahl des Ausgabeanschlusses sind 
unabhängig voneinander.

Ich habe mir einen kleinen Protokolldrucker mit einem Thermodruckwerk 
von Pollin gebaut. Leider reicht dessen Auflösung für mein TDS3034B 
nicht mehr aus.

Als Protokoll habe ich zunächst auch BMP verwendet, bin dann aber auf HP 
Thinkjet gegangen, da ich so den Drucker auch als ASCII-Drucker 
verwenden kann.

fchk

Autor: Rufus Τ. Firefly (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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Frank K. schrieb:
> Doch, mein TDS220 hat das auch gemacht.

OK, das ist allerdings sehr unüblich. Naja, dann weißt Du ja, was Du tun 
musst und kannst - dann viel Erfolg beim Basteln und Programmieren.

Was Du alternativ machen könntest:
Speichere die über den Parallelport empfangenen Daten auf einer SD-Karte 
(im *.bmp-Format), dann brauchst Du auf der auswertenden PC-Seite keine 
spezielle Software (die Du bei Deinem Ansatz benötigst). Nachteilig ist 
natürlich, daß Du die SD-Karte physikalisch durch die Gegend tragen 
musst, um sie auslesen zu können.
Andererseits kannst Du auch ohne PC Screenshots anfertigen, und das 
Thema der galvanischen Trennung ist damit auch komplett vom Tisch.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Frank K. schrieb:
>
> Ich habe mir einen kleinen Protokolldrucker mit einem Thermodruckwerk
> von Pollin gebaut.

Das sieht ja echt nett aus.
Fast so knuffig wie die Meßprotokolle meines Schornsteinfegers, wenn er 
die GBT ausmißt.

Schade immer nur, das Thermodruck nach 1/2-1 Jahr verblaßt.

Da bist Du mit dem HP Thinkjet etwas besser dran ,.)

Autor: Frank K. (fchk)
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Andrew Taylor schrieb:

> Das sieht ja echt nett aus.
> Fast so knuffig wie die Meßprotokolle meines Schornsteinfegers, wenn er
> die GBT ausmißt.
>
> Schade immer nur, das Thermodruck nach 1/2-1 Jahr verblaßt.
>
> Da bist Du mit dem HP Thinkjet etwas besser dran ,.)

Ich habe nur das Protokoll vom Thinkjet nachgebaut - genau so viel 
davon, dass es zum Parsen der Grafik ausreicht.

Ein Thinkjet ist kein Vergnügen. Ich habe die Teile vor 20 Jahren an der 
Uni gehabt. Druckqualität bescheiden, und ob es heute noch die Tinte 
gibt ... keine Ahnung.

fchk

Autor: Albert ... (albert-k)
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Rufus Τ. Firefly schrieb:
> Was Du alternativ machen könntest:
> Speichere die über den Parallelport empfangenen Daten auf einer SD-Karte
> (im *.bmp-Format), dann brauchst Du auf der auswertenden PC-Seite keine
> spezielle Software (die Du bei Deinem Ansatz benötigst). Nachteilig ist
> natürlich, daß Du die SD-Karte physikalisch durch die Gegend tragen
> musst, um sie auslesen zu können.
> Andererseits kannst Du auch ohne PC Screenshots anfertigen, und das
> Thema der galvanischen Trennung ist damit auch komplett vom Tisch.
Das wäre noch eine sehr Gute Idee. Danke für den Tipp. Dann muss ich 
nicht extra einen Laptop mit in die Werkstatt nehmen.
Ich werde trotzdem eine USB Schnittstelle vorsehen um mir die Option 
offen zu halten auch direkt an den PC zu übertragen.

Andrew Taylor schrieb:
> Das Handbuch zum tds320/340/360 sollte da was zu sagen:
Ja, es sagt mir das ich im Utility Menu unter I/O Config die RS232 
Schnittstelle auswählen soll um sie zu Konfigurieren. Leider habe ich 
unter diesem Menüpunkt kein RS232 gelistet.
Sonst könnte ich ja meine vorhandene WaveStar Software verwenden. Was 
durch dieses Problem leider nicht geht. Im Tektronix Forum hatte jmd. 
auch dasselbe Problem, aber es wurde leider keine Lösung genannt.

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