Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 24 Volt "multiplexen" für 256 Pin Logiktester.


von Vincent R. (vince89)


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Moin.

Ich arbeite grade an einem Projekt bei dem bis zu 256 Pins gegeneinander 
mit 24 Volt getestet werden soll. Wie folgt: man gibt 24Volt auf Pin1 
und guckt an welchen Pins dann 24 Volt anliegen, als nächstes folgt dann 
Pin2 und so weiter. Das ganze soll als erste Prüfung eines Kabelbaums 
genutzt werden. Es ist vorher nicht klar welche Pins Eingang oder 
Ausgang sind.

Für die Eingangseite sollen Schieberegister eingesetzt werden. Hab da 
einige 24volt toleranten gefunden, z.B. MAX31911.

Um an die 256 Pins 24 Volt anzulegen wollte ich 17x 16 Kanal Multiplexer 
z.B. MUX506. Also eine MUX als Vorstufe und dann an die 16 Ausgänge 
jeweils einen weiteren MUX.

Meine Frage ist ob jemand dafür vielleicht eine elegantere Lösung kennt, 
oder jemandem eine elegantere einfällt. Für die Schaltung werden hier so 
einige Bauteile verwendet, und ich habe leider nicht zu viel Platz auf 
der Platine, daher wäre jede Einsparrung willkomen.

Wie man vielleicht merkt versuche ich um eine 24V-3.3V Endstufe mal 256 
herumzukommen.
 Zuerst wollte ich den iC-JX von ichaus verwenden, dort können aber die 
I/O leider nur in 4er-Blöcken umgeschaltet werden.

P.S.: Ja es müssen 24 Volt sein, obwohl später noch eine 
Isolationprüfung mit hoher Spannung folgt.

: Verschoben durch Moderator
von STK500-Besitzer (Gast)


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Vincent R. schrieb:
> P.S.: Ja es müssen 24 Volt sein, obwohl später noch eine
> Isolationprüfung mit hoher Spannung folgt.

Guck dir mal die Schaltmatrizen von Pickering an.
Sowas bastelt man nicht (mehr) selber.

von Erich (Gast)


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Echt gute Teile von Pickering.
https://www.elektronikpraxis.vogel.de/pxi-schaltmatrizen-mit-reed-relais-fuer-einen-schaltstrom-bis-1-ampere-a-745799/

Könnten aber das Budget sprengen, da diese die angefragte Funktionalität 
auch weit überbieten.

Gruss

von Vincent R. (vince89)


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Erich schrieb:
> Echt gute Teile von Pickering.
> 
https://www.elektronikpraxis.vogel.de/pxi-schaltmatrizen-mit-reed-relais-fuer-einen-schaltstrom-bis-1-ampere-a-745799/
>
> Könnten aber das Budget sprengen, da diese die angefragte Funktionalität
> auch weit überbieten.
>
> Gruss

STK500-Besitzer schrieb:
> Vincent R. schrieb:
>> P.S.: Ja es müssen 24 Volt sein, obwohl später noch eine
>> Isolationprüfung mit hoher Spannung folgt.
>
> Guck dir mal die Schaltmatrizen von Pickering an.
> Sowas bastelt man nicht (mehr) selber.

Die Schaltmatrizen von Pickering kenn ich, die werden auch bei uns 
eingesetzt. Es geht hierbei allerdings um einen mobilen sehr kompakten 
Tester der auch preislich in einerm anderem Bereich liegen muss. Der 
Anwendungsfall ist hier ein wenig anders, und wie Erich gesagt hat 
benötigen wir wirklich nur die Kontaktprüfung.

von Crazy Harry (crazy_h)


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Ich hab sowas vor ca. 25 Jahren mal gebaut, jedoch anderer Ansatz: Alle 
Pins über PullUp auf +UB und dann einen Pin mit einem Transistor auf GND 
gezogen. Rest sollte klar sein. Waren auch 256 Kontakte und würde über 
eine parallele Schnittstelle von einem PC gesteuert und ausgewertet. 
Heute würde ich das auch mit einem uC machen. Allerdings stellte meine 
Software das Kabel bzw. die Verbindungen grafisch dar.

von Joachim B. (jar)


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Vincent R. schrieb:
> 256 Pins gegeneinander
> mit 24 Volt getestet werden soll. Wie folgt: man gibt 24Volt auf Pin1
> und guckt an welchen Pins dann 24 Volt anliegen, als nächstes folgt dann
> Pin2 und so weiter. Das ganze soll als erste Prüfung eines Kabelbaums
> genutzt werden. Es ist vorher nicht klar welche Pins Eingang oder
> Ausgang sind.

am Spea Unitest100 wurden für sowas Reedrelais genutzt.
Ich würde ja eine Relais Matrix bauen 16 x 16

nur klar ist mir nicht was du unter wenig Aufwand verstehst

Die Anforderungen 24V und mehr in und out wahlweise Strom ggffs. auch 
lassen ausser Relais und deren Treiber kaum anderes zu.
Jedenfalls nicht Analogschalter, I2C oder SPI Ports!

von Wolfgang (Gast)


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Crazy H. schrieb:
> Allerdings stellte meine
> Software das Kabel bzw. die Verbindungen grafisch dar.

Wer soll sich soetwas bei einem Kabel mit 256 Pins alles angucken und 
dabei gar noch Fehler schnell und sicher erkennen?
Bei Prüfungen von Kabelbäumen ist es sinnvoller, die gemessenen 
Verbindungen mit Sollwerten zu vergleichen und das Ergebnis als 
"ok"/"nicht ok" anzuzeigen. Bei "nicht ok" kann es dann sinnvoll sein, 
für Nacharbeiten die Abweichungen zu benennen.

von Crazy Harry (crazy_h)


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Wolfgang schrieb:
> Crazy H. schrieb:
>> Allerdings stellte meine
>> Software das Kabel bzw. die Verbindungen grafisch dar.
> Bei Prüfungen von Kabelbäumen ist es sinnvoller, die gemessenen
> Verbindungen mit Sollwerten zu vergleichen und das Ergebnis als
> "ok"/"nicht ok" anzuzeigen. Bei "nicht ok" kann es dann sinnvoll sein,
> für Nacharbeiten die Abweichungen zu benennen.

auch das konnte die Software ;-)

von van gogh (Gast)


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Vincent R. schrieb:

> Um an die 256 Pins 24 Volt anzulegen wollte ich 17x 16 Kanal Multiplexer
> z.B. MUX506. Also eine MUX als Vorstufe und dann an die 16 Ausgänge
> jeweils einen weiteren MUX.
>
> Meine Frage ist ob jemand dafür vielleicht eine elegantere Lösung kennt,
> oder jemandem eine elegantere einfällt.

Einfach 3 Hebdrehwähler verwenden...:-)

von Joachim B. (jar)


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van gogh schrieb:
> Einfach 3 Hebdrehwähler verwenden...:-)

nette Idee, aber bei

Vincent R. schrieb:
> später noch eine
> Isolationprüfung mit hoher Spannung folgt.

WC wohl caum :)))

von chris (Gast)


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Bei Isolationsprüfung brauchst du zwingend relays, zwei je Kanal und 
noch zwei je Messmethode.

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


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Vincent R. schrieb:
> P.S.: Ja es müssen 24 Volt sein

Tja. Sonderlocken kosten halt extra.

Vor 35 Jahren habe ich als Lehrling im Prüffeld gearbeitet. Da hatten 
wir auch so eine Mimik, um die Rückverdrahtung einer EGS Backplane 
(K1520-Bus plus Custom-Teil, alles wire-wrap) zu testen. Das wurde mit 
ganz stinknormaler 5V TTL Technik gemacht. Keine Ahnung, warum es heute 
unbedingt 24V sein müssen. Hat bestimmt was mit dem technologischen 
Fortschritt zu tun ...

von 100Ω W. (tr0ll) Benutzerseite


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Warum must du mit 24V testen? 3,3V oder 5V währen viel einfacher.

von Chregu (Gast)


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Crazy H. schrieb:
> einen Pin mit einem Transistor auf GND gezogen.

Die einzig sinnvolle Lösung mit vertretbarem Aufwand!

von Peter D. (peda)


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Vincent R. schrieb:
> Ich arbeite grade an einem Projekt bei dem bis zu 256 Pins gegeneinander
> mit 24 Volt getestet werden soll.

Kein Problem, Du brauchst nur je 32 Stück MAX338 als Ein- bzw. Ausgang.
VDD = +12V, VEE = -12V ergibt 24V Prüfspannung.

: Bearbeitet durch User
von Anselm 6. (anselm68)


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Gibt es einen logisch nachvollziehbaren Grund für die 24V Anforderung?
Soll bei der Prüfung ein Mindeststrom fließen?

Gruß
Anselm

von Vincent R. (vince89)


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Anselm 6. schrieb:
> Gibt es einen logisch nachvollziehbaren Grund für die 24V Anforderung?
> Soll bei der Prüfung ein Mindeststrom fließen?
>
> Gruß
> Anselm

Die Kabel können recht lang sein, ich spreche da aber nochmal mit den 
verantwortlich, selbst 12 Volt würde die Komponentenauswahl um einiges 
erleichtern.

von Joachim B. (jar)


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Vincent R. schrieb:
> selbst 12 Volt würde die Komponentenauswahl um einiges
> erleichtern.

ah Salamitaktik! (ich mag Salami auf Pizza, hier ist sie fehl am Platz!)

Du bis immer noch die Spannung von der Isolationsmessung schuldig!

Vincent R. schrieb:
> Ja es müssen 24 Volt sein, obwohl später noch eine
> Isolationprüfung mit hoher Spannung folgt.

1kV, 4kV, 20kV?

Nur das bestimmt die Auswahl der Relais, 12V oder 24V ist dabei 
schnurzpiepegal!

Stelle Fragen wenn dein Konzept steht!

: Bearbeitet durch User
von Harald (Gast)


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MAX14912 vielleicht?

von Rainer V. (a_zip)


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Für mich hört sich das so an, als wäre die Spannungsprüfung erst mal 
nicht relevant. Deshalb sollte man mit der Spannung doch deutlich 
heruntergehen können. Oder man schaltet Stromquellen üm...bringt auch 
keinen Mehraufwand und braucht hier sicher keine 24V.
Gruß Rainer

von Harald (Gast)


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von Harald (Gast)


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oder 32 * (HC595 + 8x IC-DP), lässt sich schön kompakt routen. Ja, sind 
viele Bauteile, dem Bestückungsautomaten ist das egal.

von Harald (Gast)


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MIC5891 fällt mir noch ein, müsste man aber in der Zuleitung zum MIC5891 
die 24V extern im Strom begrenzen, da nicht kurzschlussfest (z.B. LM317 
als current limiter)

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


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Rainer V. schrieb:
> Für mich hört sich das so an, als wäre die Spannungsprüfung erst mal
> nicht relevant.

Genau so hatte ich das auch verstanden. Das sind zwei unabhängige Tests. 
Erst auf Funktion (alle gewollten Verbindungen sind vorhanden, aber 
keine ungewollte Verbindung). Und danach erst Isolationstest.

> Deshalb sollte man mit der Spannung doch deutlich heruntergehen können

Mein Reden. Leitungslänge wurde zwar genannt, ist aber IMHO irrelevant. 
Das macht den Test nur langsamer, ganz egal bei welcher Spannung man das 
macht.

von Joachim B. (jar)


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Rainer V. schrieb:
> Für mich hört sich das so an, als wäre die Spannungsprüfung erst mal
> nicht relevant.

für mich liest sich dann so wenn die so gefundene Messung mit 5V 12V 24V 
steht ist sie mit der ISO Mesung obsolet und kann verworfen werden!

von Chris (Gast)


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Stimmt, aber man spart Zeit und ein vorgechecktes system ist sicherer 
bezüglich Hochspannung als ein total unbekanntes.
Für 256Pin braucht es ca 4 Sekunden um den Kontakttest zu machen, HV 
braucht mindestens das doppelte, zusammen mindestens 12Sekunden.

von Wolfgang (Gast)


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Vincent R. schrieb:
> Die Kabel können recht lang sein ...

"recht lang" ist eine Frage der Perspektive.
Geht es um Kilometer oder Dezimeter?

Bei richtig langen Kabeln wird deine Prüfgeschwindigkeit durch 
Kabelkapazitäten und -widerstände bestimmt. Wie lange darf eine 
vollständig Prüfung so eines Kabels mit 256 Pins denn dauern?
Wären Relais überhaupt ausreichend schnell, zumal du mit Kontaktprellen 
rechnen musst?

von Wolfgang (Gast)


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Chris schrieb:
> Für 256Pin braucht es ca 4 Sekunden um den Kontakttest zu machen
Bei weniger als 125µs pro Test müssen das schnelle Relais sein.

von Chris (Gast)


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Nee, das ist nur der Kontakttest ohne relay, wie gewünscht. Mit 
schnellen Reed Relais ist es das doppelte, und wieso kommst du auf 125uS 
je test, es sind doch nur 256 Tests mit je 15ms damit genug Zeit für die 
Stabilisierung ist, ein Reed Relais schaltet in 10ms und schaltet in 5ms 
aus, real 8/4 . deswegen dann die doppelte Zeit mit reed-relais. Normale 
relays sind deutlich langsamer.

von Wolfgang (Gast)


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Chris schrieb:
> und wieso kommst du auf 125uS je test, es sind doch nur 256 Tests

Ich war davon ausgegangen, dass die 256 Pins beliebig miteinander 
verbunden sein können, also nicht nur ein Kabel mit bis zu 128 Adern, 
sondern auch beliebige Brücken/Kurzschlüsse, die korrekt erfasst werden 
sollen.

von Chris (Gast)


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Klar, aber da wird einfach bei allen Pins ein pull-up geschaltet und bei 
dem pin/kabel welcher getestet werden soll ein low ausgegeben. Dann 
werden alle Pins eingelesen und die mit low Pegel sind verbunden. Das 
wars, ein bisschen Schutzschaltungen noch, minimal ein Widerstand. 
Einige kabel haben auch einen Kondensator, deshalb braucht es dann die 
Schutzschaltungen. Man muss natürlich eine gewisse Zeit abwarten bis 
sich die Signalpegel stabilisieren, minimal 5ms.
Normalerweise wird Überall high ausgegeben, dann auf pull-up gewechselt 
und dann bei einem low ausgegeben.

von Bauform B. (bauformb)


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15 Volt wären im Angebot... Dann könnten 256 Widerstände und 16 Stück 
PCA9955B (nicht PCA9955) ausreichen. Das sind 
16-fach-Konstantstrom-LED-Treiber mit Fehlererkennung. Zwei Statusbits 
pro Ausgang sagen ok/kurz/offen.

Ich stelle mir das so vor: alle Ausgänge sind eingeschaltet, aber genau 
einer liefert viel mehr Strom als die anderen, die spielen Eingang. Wenn 
es keine Verbindung gibt, setzt ein "Eingang" das Kurzschluss-Flag. Mit 
Verbindung wird er vom "Ausgang" auf < 2.85V gezogen und setzt das 
Offen-Flag (oder keins, egal).

von Chris (Gast)


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Er hat doch schon die input chips gefunden, tpic6a595 mit 12k pull-up 
(2mA) als output lösen doch sein Problem.

von Vincent R. (vince89)


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Soo, das ist man mal einen Abend nicht da, und schon soo viele 
Nachrichten! Zur erst mal Danke für die konstruktiven Vorschläge!

Joachim B. schrieb:
> Du bis immer noch die Spannung von der Isolationsmessung schuldig!

Axel S. schrieb:
> Genau so hatte ich das auch verstanden. Das sind zwei unabhängige Tests.
> Erst auf Funktion (alle gewollten Verbindungen sind vorhanden, aber
> keine ungewollte Verbindung). Und danach erst Isolationstest.

Genau so ist es, für das Gerät geht es tatsächlich nur um den 
Funktionstest.

Wolfgang schrieb:
> Bei richtig langen Kabeln wird deine Prüfgeschwindigkeit durch
> Kabelkapazitäten und -widerstände bestimmt. Wie lange darf eine
> vollständig Prüfung so eines Kabels mit 256 Pins denn dauern?
> Wären Relais überhaupt ausreichend schnell, zumal du mit Kontaktprellen
> rechnen musst?

Eine Prüfung sollte in "wenigen Sekunden durchgeführt werden", um das zu 
beziffern sagen wir mal 3 als Wunschwert.

Die Kabellänge wird 100m nicht überschreiten.

Harald schrieb:
> MIC5891 fällt mir noch ein, müsste man aber in der Zuleitung zum
> MIC5891
> die 24V extern im Strom begrenzen, da nicht kurzschlussfest (z.B. LM317
> als current limiter)
Harald schrieb:
> MC33880
Harald schrieb:
> oder 32 * (HC595 + 8x IC-DP), lässt sich schön kompakt routen. Ja,
> sind
> viele Bauteile, dem Bestückungsautomaten ist das egal.

Da kenn ich bisher noch keinen von, ich gucke mir die Datenblätter mal 
an.

Chris schrieb:
> Er hat doch schon die input chips gefunden, tpic6a595 mit 12k
> pull-up
> (2mA) als output lösen doch sein Problem.

Das klingt tatsächlich ganz gut.


Ich werde jetzt mal einige Varianten durcherechnen (Kosten, vor allem 
Platz etc.) Und nochmal gucken ob die Spannung verhandelbar ist. Beste 
Dank nochmal.

von lala (Gast)


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sct2026 kann 17v bei 16 Kanälen sinken ...

von Joachim B. (jar)


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Vincent R. schrieb:
> Joachim B. schrieb:
>> Du bis immer noch die Spannung von der Isolationsmessung schuldig!
>
> Genau so ist es, für das Gerät geht es tatsächlich nur um den
> Funktionstest.

und warum schreibst du dann so verschwurbelt?

Ich kann nur lesen was aus deiner Tastatur kommt!

Vincent R. schrieb:
> Ja es müssen 24 Volt sein, obwohl später noch eine
> Isolationprüfung mit hoher Spannung folgt.

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