Guten Abend, im Moment bin ich dabei einen Tastaturkonverter zu basteln, mit dem man eine Tastatur für einen IBM PC XT per USB an einem heutigen Rechner weiternutzen kann. Die ganze Sache funktioniert soweit auch ganz gut und es macht richtig Spaß auf einer alten Model F in die Tasten zu hauen, doch ein Problem begleitet mich seit ich mit dem Projekt angefangen habe. Doch der Reihe nach: Ein ATMega168A übernimmt mithilfe von V-USB die ganze Logik. Er läuft auf den 5V vom USB, für D+ und D- sind zwei Zenerdioden verbaut. Die Tastatur benötigt 5V Spannung und ist parallel zum Controller geschalten, holt sich also ihre Versorgungsspannung ebenfalls vom USB. Nun ist es aber leider so, dass die Spannung augenblicklich von ca. 4,9V auf 4,3V abfällt sobald ich die Tastatur anschließe, was der Tastatur eindeutig zu wenig ist, woraufhin sie den Dienst verweigert. Bisher habe ich mir als Übergangslösung damit beholfen die Tastatur am Konstanter zu betreiben, doch jetzt sollte das ganze natürlich schon über USB laufen. Was ich gemacht / geprüft habe: - Die Tastatur benötigt am Konstanter bei 5V ca. 108mA - Mein USB-Gerät meldet sich als 200mA-Verbraucher beim Host an und wird als solcher auch erkannt. - Ich schließe die Tastatur stets nach der USB-Enumeration an (später wird das natürlich z.B. über einen Transistor geschalten, doch ich wollte die Schaltung jetzt mal bewusst einfach halten). - Ist die Tastatur mitsamt Controller nach der USB-Enumeration angeschlossen, zieht die gesamte Schaltung ca. 108mA. - Der USB-Host ist in der Lage, mehr als 100mA zu geben (mit 18Ohm-Widerstand auch ohne Enumeration 151mA). Meine Vermutung/Befürchtung nach längerer Recherche ist, dass ich möglicherweise einen Step-up-Regler brauche, wie zum Beispiel den MC34063. Bevor ich mich allerdings als mehr-oder-weniger Anfänger in dieses Abenteuer stürze, wollte ich hier einmal um Rat fragen, ob ich nicht vielleicht etwas übersehen habe. Viele Grüße Lucas H.
Lucas H. schrieb: > Nun ist es aber leider so, dass die Spannung augenblicklich von ca. 4,9V > auf 4,3V abfällt sobald ich die Tastatur anschließe Wo hast Du das gemessen? Direkt am Eingang in Deine Schaltung oder an der Buchse für die Tastatur? Hast Du vielleicht irgendwelche nennenswerten Widerstände oder Transistoren im Strompfad? Ansonsten sind die 4,3V glaube ich gerade noch so am Rande der USB-Spezifikation. Hab ich jetzt nicht genau im Kopf, kannst Du ja mal bei der usb.org nachschlagen wenn es Dich interessiert. Geht aber ziemlich weit runter der erlaubte Wert. Mein Vorschlag: Häng nen USB-Hub mit eigener Spannungsversorgung davor oder nimm ne separate Versorgung mit ner simplen Wandwarze für die Schaltung. Wenn Du das nicht möchtest brauchst Du tatsächlich nen Stepup. Beachte allerdings daß Du direkt ans USB keine größeren Kondensatoren hängen darfst. Auch hier fällt mir der genaue Wert nicht ein, glaube irgendwo so um die 20µF sind erlaubt. Siehe auch hier usb.org. Für nen Stepup brauchst Du aber ordentliche Eingangskondensatoren, LowESR, für kräftigen Ripple spezifiziert und gut µF. Du brauchst also zusätzlich zum Stepup noch ne Schaltung, die nach Freigabe der Stromanforderung durchs USB die Kondensatoren mit definiertem Strom lädt. Der Stepup darf erst aktiviert werden, wenn die Kondensatoren ausreichend geladen sind. Du brauchst also einen Stepup mit Enable-Eingang. Hat der 34063 nicht direkt, musst Du über den Feedback ranpfriemeln. Vielleicht doch lieber nen moderneren IC nehmen. > - Der USB-Host ist in der Lage, mehr als 100mA zu geben (mit > 18Ohm-Widerstand auch ohne Enumeration 151mA). Wie weit bricht denn die Spannung am USB ein, wenn Du nur den 18 Ohm ranhängst (also komplett ohne Deine Schaltung)?
Hallo Gerd, erst einmal vielen Dank für die ausführliche und hilfreiche Antwort. Gerd E. schrieb: > Wo hast Du das gemessen? Direkt am Eingang in Deine Schaltung oder an > der Buchse für die Tastatur? > > Hast Du vielleicht irgendwelche nennenswerten Widerstände oder > Transistoren im Strompfad? Die Spannung habe ich am Eingang in meine Schaltung gemessen. Habe die Tastaturbuchse direkt an 5V und GND vom USB angeschlossen, parallel zu meiner restlichen Schaltung. Es sind keine Widerstände oder Transistoren zwischen Tastatur und USB. Eigentlich dürfte es also in diesem Sinne keinen Unterschied machen, ob ich direkt an der Buchse oder am Eingang messe. :) Gerd E. schrieb: > Wie weit bricht denn die Spannung am USB ein, wenn Du nur den 18 Ohm > ranhängst (also komplett ohne Deine Schaltung)? Die Spannung bricht auf 3,78V ein. Gerd E. schrieb: > Mein Vorschlag: Häng nen USB-Hub mit eigener Spannungsversorgung davor > oder nimm ne separate Versorgung mit ner simplen Wandwarze für die > Schaltung. Jo, darauf wirds wohl hinauslaufen. In Anbetracht einer 2 Kilo schweren Model F sind Mobilität und Platz auch nicht ganz so wichtig ;) Gerd E. schrieb: > Du brauchst also einen Stepup mit Enable-Eingang. Hat der 34063 nicht > direkt, musst Du über den Feedback ranpfriemeln. Vielleicht doch lieber > nen moderneren IC nehmen. Was käme denn da so in Frage, insbesondere was Verfügbarkeit und Preis betrifft?
Lucas H. schrieb: >> Wie weit bricht denn die Spannung am USB ein, wenn Du nur den 18 Ohm >> ranhängst (also komplett ohne Deine Schaltung)? > > Die Spannung bricht auf 3,78V ein. Das ist jetzt definitiv nicht mehr innerhalb der USB-Spec. Da ist also mit Deinem Rechner was faul. Ist nicht unwahrscheinlich daß dann auch die Lösung mit dem Stepup nicht funktioniert. Der muss natürlich mehr ziehen um ne höhere Spannung zu liefern, außerdem hat er ja noch Verluste. Dann bricht die Spannung am Rechner noch mehr ein, der Stepup zieht noch mehr,... >> Du brauchst also einen Stepup mit Enable-Eingang. Hat der 34063 nicht >> direkt, musst Du über den Feedback ranpfriemeln. Vielleicht doch lieber >> nen moderneren IC nehmen. > > Was käme denn da so in Frage, insbesondere was Verfügbarkeit und Preis > betrifft? Der MCP1640 ist gut verfügbar, billig und einfach aufzubauen. Könnte allerdings an seine Leistungsgrenze kommen, musst Du ausrechnen. Ansonsten Deinen Lieblingslieferanten nehmen, Step-up in die Suche eingeben, nach Preis aufsteigend sortieren und die Datenblätter durchschauen.
Probier doch bitte nochmal einen anderen USB Port und evtl. einen gespeisten Hub, ehe du das Risiko eingehst, mit einem Stepup Regler das Model F zu grillen. Nach der Enumeration sollte ein USB Port die benötigten 140-160mA locker liefern. Ist evtl. das USB Kabel ein superdünnes? Etwas mehr Kabelsalat, aber du könntest deinen Konverter auch mit einem kleinen 5 Volt Netzteil speisen und wärst das Problem los. Mein Tektronix-Tablett auf USB Konverter muss ich z.B. eh so betreiben, weil das Tablett einfach zu viel Strom zieht.
Matthias Sch. schrieb: > Probier doch bitte nochmal einen anderen USB Port und evtl. einen > gespeisten Hub Ich habe den Konverter an meinem Monitor mit USB-Hub angeschlossen und da bekomme ich 4,99V ohne angeschlossene Tastatur bzw. 4,36V mit angeschlossener Tastatur, was für die Tastatur gerade so reicht hat um zu funktionieren (im Gegensatz zu den 4,3V vorher). Mit 18Ohm gibt es auch wieder ca. 3,8V. Außerdem habe ich es auch noch mit einem anderen PC versucht, jedoch waren dabei die Messergebnisse exakt gleich zu meiner ersten Messung. Gerd E. schrieb: > Das ist jetzt definitiv nicht mehr innerhalb der USB-Spec. Da ist also > mit Deinem Rechner was faul. Da bin ich mir jetzt nach fast identischen Messergebnissen bei 3 Hosts gar nicht mal so sicher. Wahrscheinlich messe ich entweder falsch oder es ist ein Problem mit meinem Konverter. Matthias Sch. schrieb: > Ist evtl. das USB Kabel ein > superdünnes? Da bin ich noch gar nicht draufgekommen und daran könnte es tatsächlich liegen :) Habe eine kaputte USB-Maus geschlachtet und deren Kabel bisher für den Konverter verwendet, es hat tatsächlich sehr dünne Drähte. Ich werde es bei nächster Gelegenheit einmal mit einem dickeren Kabel probieren.
Oft haben USB-Buchsen einen PTC (Polyfuse) drin, damit bei einem Kurzschluss nicht gleich Rauchzeichen kommen. An denen fällt auch Spannung ab! Deshalb werden bei externen HDDs oft Y-Kabel verwendet, die man in 2 USBs einsteckt --> 2 PTCs parallel --> weniger U-Abfall. Das Kabel ist sicher auch schuld! Oder hast Du noch einen 5V-Ausgang am Rechner (PS2 oder Gameport)? Evtl. selbst einen dranbauen. Zusatznetzteil sollte nicht notwendig sein, oder? Im Rechner sind 5V x A vorhanden.
Habe es heute mit einem dickeren Kabel probiert und messe mit angesteckter Tastatur 4.83V. Es lag also tatsächlich am zu dünnen Kabel. Euch allen vielen Dank für die schnelle und gute Hilfe!
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