Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Frage zu TTL Signal


von Johannes E. (johannes1993)


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Hallo, das hier ist meiner erster Beitrag ich möchte mich deshalb kurz 
vorstellen. Ich heiße Johannes bin 20 Jahre alt und studiere E-Technik. 
Eines meiner Hobby's ist der Schießsport, worauf sich auch meine nächste 
Frage indirekt bezieht.

Ich bin im Besitz eines sogenannten Chronographen mit diesen ist es 
möglich die Geschossgeschwindigkeit zu bestimmen. Mithilfe eines 
Interfaces ist es möglich die Daten (Geschwindigkeiten) auf einen 
Computer zu übertragen. Das Interface kostet beim Hersteller 50€.

Ich bin deshalb auf die Idee gekommen das Interface selbst zu bauen, und 
habe mich umgeschaut und bin tatsächlich auf eine sehr einfache 
Anleitung gestoßen.
http://www.bilder-upload.eu/upload/b27fb1-1399310092.jpg

Die Schaltung habe ich bereits nachgebaut und diese funktioniert auch 
einwandfrei (Kostenpunkt 3-4€).

Jedoch bin ich ein Typ, der auch gerne versteht was er macht und nicht 
einfach blind und dumm etwas nachbaut. Ich bin mir durchaus bewusst, 
dass keiner von euch ein Hellseher ist, und das Datensignal des 
Chronographen kennt aber dennoch hoffe ich das ihr mir weiterhelfen 
könnt.

In dem Foto wird ja beschrieben, dass es sich um ein TTL Signal handelt 
ich finde aber leider immer wieder Angaben zu 5V und zu 3.3V 
(sogenanntes LV-TTL).
Wenn ich mit meinem Multimeter am Ausgang von dem Chronographen die 
Spannung an TX auf GND messe zeigt dieses 4.2V an. Ich denke aber ich 
kann das Signal vermutlich nur mit einem Oszi messen oder liege ich da 
falsch?
Wenn ich von meinem USB Adapter die Spannung von TX auf RX messe sind es 
komischerweise 3.3V.

Ich habe deshalb die Befürchtung, dass der Chronograph 5V Pegel benutzt 
und mein USB Adapter mit 3.3V TTL Pegel arbeitet.
Das ist übrigens der USB Adapter den ich gekauft habe.
http://www.ebay.de/itm/121246997697?ssPageName=STRK:MEWNX:IT&_trksid=p3984.m1497.l2649
Habe das Gehäuse geöffnet und an der Unterseite von dem USB-Adapter ist 
die rote Leitung auf 5V verdrahtet und das Lötpad für 3.3V ist frei, 
vielleicht kann jemand damit etwas anfangen.

Desweiteren hätte ich die Frage, für was der 10k Widerstand vorhanden 
ist. Kann sich da wer was vorstellen ? Der Ersteller der Anleitung 
meinte ohne diesen würde es nicht funktionieren mehr hat er leider nicht 
geschrieben.

Ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen und entschuldigt bitte mein 
Unwissen, ich habe die letzten Tage sehr viel nachgelesen und weiß 
leider nicht weiter.

Schönen Gruß
Johannes

: Bearbeitet durch User
von Max H. (hartl192)


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Johannes E. schrieb:
> Wenn ich mit meinem Multimeter am Ausgang von dem Chronographen die
> Spannung an TX auf GND messe zeigt dieses 4.2V an. Ich denke aber ich
> kann das Signal vermutlich nur mit einem Oszi messen oder liege ich da
> falsch?
> [...]
> Habe das Gehäuse geöffnet und an der Unterseite von dem USB-Adapter ist
> die rote Leitung auf 5V verdrahtet und das Lötpad für 3.3V ist frei,
> vielleicht kann jemand damit etwas anfangen.
Ruhepegel ist 5V und wenn Daten übertragen werden ist die Leitung immer 
wieder kurz auf 0V, mit einem Oszi würdest du das sehen, das Multimeter 
ist zu Langsam und gibt dir, wenn es T-RMS ist, den RMS-Wert des Signals 
aus.

> Desweiteren hätte ich die Frage, für was der 10k Widerstand vorhanden
> ist.
Das ist ein PullUp, dass der Eingang nicht Floatet, wenn der Jack nicht 
angeschlossen ist.

: Bearbeitet durch User
von aGast (Gast)


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Max H. schrieb:
> Das ist ein PullUp, dass der Eingang nicht Floatet, wenn der Jack nicht
> angeschlossen ist.

Eher ein PullDown, da er ja auf GND geht. Ich nehme an dass der Ausgang 
des Chronographen ein Emitterfolger ist und der Widerstand den in der 
Ausgangsschaltung fehlenden Emitterwiderstand nach GND ersetzt

Johannes E. schrieb:
> Wenn ich von meinem USB Adapter die Spannung von TX auf RX messe sind es
> komischerweise 3.3V.

So komisch ist das nicht, weil du zwischen einem Eingangssignal (RX) und 
einem Ausgangssignal (TX) misst. Was du da misst ist eigentlich misst da 
du immer gegen GND messen musst. Du hast bei deiner Messung keinen 
festen Bezugspunkt. Im übrigen ist ein Multimeter für solche Messungen 
wie Max H. schrieb ungeeignet.

von Max H. (hartl192)


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aGast schrieb:
> Eher ein PullDown, da er ja auf GND geht.
Stimmt, sry.

von Johannes E. (johannes1993)


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Hallo, danke für die Antwort. Mein Multimeter Metrahit 2+ unterstützt 
TRMS, im Leerlauf messe ich wie gesagt 4.2 auf der TX Leitung vom 
Chronographen und 3.4V auf der TX Leitung von dem USB Adapter. Beide 
Werte ändern sich aber auch nicht wenn beide Geräte miteinader 
kommunizieren.


Zusammengefasst habe ich also Pech und brauche zwingend ein Oszi um das 
Datensignal zu erfassen richtig?


Johannes E. schrieb:
> Wenn ich von meinem USB Adapter die Spannung von TX auf RX messe sind es
> komischerweise 3.3V.

Das war blöd ausgedrückt ich habe sozusagen die Spannung zwischen TX 
(USB) auf RX(Chrony) gegen GND gemessen.

Wenn ich die Spannung zwischen TX(Chrony) auf RX(USB) gegen GND messe 
habe ich 4.2V.

: Bearbeitet durch User
von Max H. (hartl192)


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Johannes E. schrieb:
> im Leerlauf messe ich wie gesagt 4.2 auf der TX Leitung
Das Passt zum von aGast erwähntem Emitterfolger, wenn der Chronograph 
mit 5V arbeitet.

> 3.4V auf der TX Leitung von dem USB Adapter
Miss mal die Spannung von Pin 4 (VDD_232) des ICs gegen GND.

> Beide
> Werte ändern sich aber auch nicht wenn beide Geräte miteinader
> kommunizieren.
Wahrscheinlich dauert die Datenübertragung so kurz, dass das Multimeter 
nicht mitkommt.

von Johannes E. (johannes1993)


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Max H. schrieb:
>> 3.4V auf der TX Leitung von dem USB Adapter
> Miss mal die Spannung von Pin 4 (VDD_232) des ICs gegen GND.

Pin 4 --> GND = 3.42V

http://www.bilder-upload.eu/upload/d90ac8-1399314263.png
http://www.bilder-upload.eu/upload/30b354-1399314234.png

Habe mal zwei Bilder angefügt - vielleicht hilft es jemanden weiter.

von Max H. (hartl192)


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Johannes E. schrieb:
> Pin 4 --> GND = 3.42V
Dann ist es normal, dass er  3.4V für High am Ausgang liefert, er 
arbeitet also mit 3.42V Logik Pegel.


http://www.bilder-upload.eu/upload/d90ac8-1399314263.png
http://www.bilder-upload.eu/upload/30b354-1399314234.png
Weißt du, dass man Bilder auch hier im Forum hochladen kann?

von Johannes E. (johannes1993)


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Hallo, nein das wusste ich noch nicht. Muss mich noch einarbeiten.

Okay was bedeutet das jetzt wenn der Chrono mit 5V Logik arbeitet? Ich 
habe die Schaltung so nachgebaut wie in der Anleitung. Kann was kaputt 
gehen?

Desweiteren finde ich die 3.4V "komisch" ich finde immer nur 3.3V oder 
3V und dann natürlich noch 5V.

Und nochmals Danke für die Hilfe - ich weiß das sehr zu schätzen!

von Johannes E. (Gast)


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Eine weitere Ergänzung hätte ich noch, wie messe ich den das TTL Signal 
mit einem Oszi? Im Leerlauf oder während der Kommunikation. Oder spielt 
es keine Rolle, da die Amplitude immer gleich ist (davon gehe ich aus).

von Max H. (hartl192)


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Johannes E. schrieb:
> Okay was bedeutet das jetzt wenn der Chrono mit 5V Logik arbeitet? Ich
> habe die Schaltung so nachgebaut wie in der Anleitung. Kann was kaputt
> gehen?
Muss der Chrono auch Daten vom PC empfangen? Wenn ja ist zu klären, ob 
es 3.4V noch sicher als high erkennt. Am RX-Eingang hält der USB Adapter 
laut Absolute Maximum Ratings VO_33+0.3V aus. In deinem Fall wären das 
3.4V+0.3V=3.7V.
Es gibt USB UART Adapter mit dem FT232RL, die auch mit 5V Pegeln 
arbeiten können.

> Desweiteren finde ich die 3.4V "komisch" ich finde immer nur 3.3V oder
> 3V und dann natürlich noch 5V.
Der Interne Spannungsregler gibt typ. 3.3V aus, laut Datenblatt kann die 
Toleranz bis zu 0.3V sein, 3.4V ist also noch innerhalb der 
Spezifikationen.

> wie messe ich den das TTL Signal
> mit einem Oszi? Im Leerlauf oder während der Kommunikation. Oder spielt
> es keine Rolle, da die Amplitude immer gleich ist (davon gehe ich aus).
In Leerlauf wirst du nicht viel mehr sehen wie mit dem Multimeter, 
während der Kommunikation kannst du dir mit dem Oszi die Daten ansehen.

: Bearbeitet durch User
von Johannes E. (Gast)


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Hallo, die Kommunikation erfolgt in beiden Richtungen. Ich versuche mal 
das ich die Tage das Signal rausmesse.

Ich denke das sonst auf Dauer irgendwas kaputt geht - hoffentlich wenn 
dann nur der USB Adapter ...

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Meine Güte, was für ein Palaver über ein solches Nicht-Problem. Mal ein 
paar Punkte zur Klarstellung:

1. Das ist ein USB-zu-Seriell Wandler, der auf der nicht-USB-Seite aber 
nicht die normgemäßen RS-232-Pegel verwendet (was er auch nicht muß) 
sondern wahlweise 5V oder 3.3V Logikpegel. Laut ebay ist da ein PL2303 
drin.

2. Die Signalpegel sind mit 99.9%iger Wahrscheinlichkeit kein TTL.
TTL ist tot. Gestorben Ende der 80er. Seitdem ist Logik, zumal so 
langsame wie eine serielle Schnittstelle mit Logikpegel fast sicher 
CMOS. Der PL2303 ist auf jeden Fall CMOS.

3. Der USB-zu-Seriell Wandler ist ziemlich sicher auf 3.3V eingestellt, 
einfach weil das das universellste ist. Der RxD Eingang des PL2303 ist 
auf jeden Fall 5V-tolerant. Selbst wenn die Gegenseite also mit mehr als 
3.3V senden sollte, geht er nicht kaputt. Andererseits liegen auch 3.3V 
H-Pegel an TxD des PL2303 noch in der Toleranz für einen 5V CMOS-Eingang 
auf der Gegenseite. Und wenn sie das nicht wären, dann würde auch nichts 
schlimmeres passieren, als daß die Kommunikation PC->Chronograph nicht 
funktionieren würde. Anscheinend funktioniert es aber.

Also: man muß da gar nichts messen. Man kann natürlich, wenn man will. 
Aber mir ist vollkommen schleierhaft, welche zusätzliche Erkenntnis man 
damit gewinnen wöllte.


XL

von Max H. (hartl192)


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Axel Schwenke schrieb:
> Der RxD Eingang des PL2303 ist
> auf jeden Fall 5V-tolerant.
Das sieht der Hersteller anders:
https://www.adafruit.com/datasheets/PL2303HX.pdf
Hier auf S. 13 ist Pin 19 (RESET_N) als einziger Pin als 5V tolerant 
(Note 4) markiert. Die anderen Inputs können laut Absolute Maximum 
Ratings (S.20):
> Input Voltage of 3.3V I/O   |  -0.3 to VO_33+0.3 V

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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"wöllte" finde ich gut..., was heisst das?

von Mike (Gast)


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Johannes E. schrieb:
> Mein Multimeter Metrahit 2+ unterstützt TRMS, ...

Im Datenblatt ist bei den Referenzbedingungen für die Kennwerte des 
Messgerätes ein Frequenzbereich von 45 Hz ... 65 Hz angegeben. Da keine 
weiteren Angaben zum erlaubten Frequenzbereich für die 
TRMS-Messfähigkeit gemacht werden, würde ich bei wesentlich davon 
abweichenden Frequenzen der Anzeige grundsätzlich misstrauen, solange 
ich mich nicht durch Vergleichsmessungen von der Meßfähigkeit explizit 
überzeugt habe.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Max H. schrieb:
> Axel Schwenke schrieb:
>> Der RxD Eingang des PL2303 ist
>> auf jeden Fall 5V-tolerant.
> Das sieht der Hersteller anders:
> https://www.adafruit.com/datasheets/PL2303HX.pdf
> Hier auf S. 13 ist Pin 19 (RESET_N) als einziger Pin als 5V tolerant
> (Note 4) markiert. Die anderen Inputs können laut Absolute Maximum
> Ratings (S.20):
>> Input Voltage of 3.3V I/O   |  -0.3 to VO_33+0.3 V

Traumhaft. Das Datenblatt für den PL2303 (ohne HX) das ich zuerst 
gefunden habe, sagt explizit, daß alle RS-232 Eingänge 5V tolerant sind 
[1]. Und das von dir verlinkte Datenblatt gibt zumindest Hinweise in 
diese Richtung. Zum einen gibt es da zwar

> Input Voltage of 3.3V I/O with 5V Tolerance  |  -0.3 to VDD_5+0.3V

aber keine Maximum Ratings für die Serial I/O Pins. In den folgenden 
Tabellen unterscheiden sie dann aber sehr wohl zwischen "3.3V I/O Pins" 
und "Serial I/O Pins". Aus technischer Sicht gibt es zumindest keinen 
Grund, warum die RS-232 Eingänge ihre Klemmdioden gegen VDD_325 statt 
gegen VDD_5 haben sollten.


XL


[1] Seite 5, Tabelle 1. Pin Description:

"4 | VDD_232 | RS-232 VDD. The RS-232 output signals (Pin 1 ~ Pin 3) are 
designed for 5V, 3.3V or 3V operation. VDD_232 should be connected to 
the same power level of the RS-232 interface. (The RS-232 input signals 
are always 5V~3V tolerant.)"

von Max H. (hartl192)


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Axel Schwenke schrieb:
> Traumhaft. Das Datenblatt für den PL2303 (ohne HX) das ich zuerst
> gefunden habe, sagt explizit, daß alle RS-232 Eingänge 5V tolerant sind
Schade, dass der in Eröffnungspost verlinkte Artikel den PL2303HX 
verbaut hat.
Ließ mal den letzten Satz auf S.10: 
http://www.prolific.com.tw/UserFiles/files/ds_pl2303HXD_v1_4_4.pdf

P.S. Bei einem PIC12LF1501 kann ich auch nicht sagen, dass dieser mit 5V 
funktioniert, weil es im Datenblatt des PIC12F1501 (ohne F) so 
drinsteht.

: Bearbeitet durch User
von Johannes E. (johannes1993)


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Axel Schwenke schrieb:
> Also: man muß da gar nichts messen. Man kann natürlich, wenn man will.
> Aber mir ist vollkommen schleierhaft, welche zusätzliche Erkenntnis man
> damit gewinnen wöllte.

Als erstes einmal vielen Dank für deinen Beitrag. Ich kann dir gerne 
sagen wieso mich das interessiert, ich möchte den Chronographen gerne 
durch Bluetooth erweiterern mit einem BTM-222 und von dem her 
interessiert mich der Signalverlauf schon ein bisschen.
Zumal der BTM laut Datenblatt nicht 5V tolerant ist.

Kleine Frage zwischendurch: Kann man das Signal, sofern es 5V hätte 
einfach durch einen Spannungsteiler absenken? Oder gibt es dafür 
spezielle Bausteine die genau das übernehmen?

von Cyblord -. (cyblord)


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Du studierst wirklich E-Technik?

Erstaunlich dass es dann wirklich so ein großes Thema ist, eine serielle 
Schnittstelle von einem Gerät zu einem PC bzw. Bluetooth-Modul zu 
leiten. Auch wenn man (vielleicht) Pegel wandeln müsste und einen 
USB-seriell Wandler einsetzen muss. Erstaunlich und erschreckend 
zugleich. Wie kamst auf das Studium? Gewürfelt? Wette verloren?

von Johannes E. (johannes1993)


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Ich habe schon mit so einem Kommentar gerechnet, ich befinde mich 
derzeit im zweiten Semester. Leider haben wir erst in diesem Semester 
mit Digitaltechnik begonnen und haben im Moment ein anderes Thema.
Auf das Studium kam ich unter anderem durch meine Ausbildung als 
Industriemechatroniker, wobei ich mir auch schon vor der Ausbildung 
bewusst war, dass ich entweder E-Technik oder Mechatronik studieren 
möchte.

Von Wette verloren kann also absolut keine Rede sein. Viele meiner 
Kommilitone haben noch nie in Echt einen Widerstand gesehen, diese 
kommen meistens direkt von der Schule und haben keine Ausbildung 
gemacht. Spielt auch nicht wirklich eine große Rolle, solange sie die 
entsprechenden Schaltungen berechnen können.

Worauf ich hinauswill ist, dass auch wenn man E-Technik studiert man 
"dazu-lernen" muss und nicht von Anfang "grenzenloses" Wissen vorhanden 
ist.

Vielleicht sollte ich mich doch mal in der Bibliothek nach geeignter 
Fachliteratur umsehen und mich einlesen, dann bleiben mir solche 
Kommentare wie von ihnen wenigstens erspart.

Das Thema ist für mich erledigt. Vielen Dank für die Hilfe.

: Bearbeitet durch User
von Markus Weinfurtner (Gast)


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Hallo Johannes,
ich selbst bin im Moment im 7.Semster (auch E-Technik) und werde dieses 
Jahr mit dem Studium fertig, lass dich von solch einem Id*** wie 
"cyblord" nicht runterziehen, der hat selbst bestimmt nie studiert...
Wenn du Hilfe benötigst, kann ich dir gerne per Skype weiterhelfen wenn 
du möchtest :)


Gruß Markus
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