STK500 reparieren

[Bert 4. (b42)]

Hallo zusammen! Ich bräuchte mal eure Ratschläge. Mir ist vor kurzem 
mein langjähriger Begleiter STK500 kaputt gegangen. LEDs leuchten alle 
normal, aber keine Verbindung vom PC mehr. In einem anderen Forum habe 
ich einen alten Post von jemandem gefunden, bei dem die Elkos des MAX202 
die Ursache waren. Daher habe ich mal diverse Spannungen gemessen:

- VCC ist 4,9V (ok)
- VTG ist 4,9V (das ist plausibel, ich glaube das war zuletzt auf 5V 
eingestellt)
- VAREF ist 3,3V (erinnere mich nicht mehr was die letzte Einstellung 
war, aber ist auch plausibel)
- Die beiden OpAmps, die die LM317s ansteuern, haben an ihren Ausgängen 
jeweils 1,25V weniger als VTG bzw. VAREF, scheinen also auch ok zu sein.

Spannend wird es beim MAX202:
VCC 5V, GND 0V, aber V+ ist 6,4V und V- ist -3,4V. Im Schaltplan heißen 
die beiden Netze V8P und V8M. Ich weiß nicht ob das heißt, dass dort 
immer +-8V anliegen sollten, aber die Asymmetrie ist zumindest 
bedenklich, oder?

Kann ich davon ausgehen, dass der MAX kaputt ist? Oder die 
Kondensatoren? Oberflächlich ist nichts zu sehen. Ich habe keine Ahnung 
von Ladungspumpen, aber ist es vielleicht möglich, anhand der 
Pin-Spannungen rückzuschließen ob und evtl. welcher der Kondensatoren 
möglicherweise kaputt ist?

- Pin 1 (C1+): 5,8V
- Pin 2 (V+): 6,4V
- Pin 3 (C1-): 2,6V
- Pin 4 (C2+): 2,9V
- Pin 5 (C2-): -1,6V
- Pin 6 (V-): -3,4V
- Pin 7 (T2OUT): -3,4V
- Pin 8 (R2IN): 0,1V
- Pin 9 (R2OUT): 4,9V
- Pin 10 (T2IN): 4,9V
- Pin 11 (T1IN): 0V
- Pin 12 (R1OUT): 4,9V
- Pin 13 (R1IN): 0,1V
- Pin 14 (T1OUT): -0,3V
- Pin 15 (GND): 0V
- Pin 16 (VCC): 4,9V

An den RxIN liegt keine gültige Spannung (<-3V oder >3V) an, insofern 
haben die RxOUT vermutlich keine Aussagekraft.
Aber die TxIN sind auf 0V und dann sollten die TxOUT doch >3V sein, 
korrekt?
Oder spielt das gar keine Rolle mehr, wenn V+ und V- nicht da sind wo 
sie sein sollten?

Gibt es andere wahrscheinliche Fehlerquellen, die ich prüfen sollte?

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Jaja, die MAX Chips gehen ab und zu kaputt, vor allem vertragen sie 
keinerlei Überspannung an der +5V Versorgung. Wenn du ein Oszi hast, 
kannste die Ladungspumpen an den Kondensatoren mal messen, aber nötig 
ist das nicht. Einfach austauschen.

[Bert 4. (b42)]

Du meinst es ist eher der MAX selber als die Elkos? Mist, ich hatte 
gehofft kein SOIC löten zu müssen.

[Mark S. (voltwide)]

Also wenn überhaupt eine neg Spannung ansteht, würde erstmal auch nicht 
auf den Max232 tippen. Sondern auf taube Kondensatoren.

[Wastl (hartundweichware)]

Bert 4. schrieb:
> Mist, ich hatte
> gehofft kein SOIC löten zu müssen.

Das ist doch Pipifax. Zwei fette Drähte mit viel Lötzinn auf
die Pinreihen löten und dann wechselweise je eine Reihe
vollständig mit dem Lötkolben aufheizen und das IC mit einer
Schraubenzeiher-Klinge auf dieser Seite leicht anheben.
Zwei-, dreimal wiederholen und der Käfer ist ab.

[Bert 4. (b42)]

Ja, wenn es muss, dann muss es wohl. Hab leider kein gutes Werkzeug und 
der IC ist auch noch an einer ganz blöden Stelle, eingekeilt zwischen 
den Elkos und dem DB9-Buchsen.
Ich denke mal ich werde erst die Elkos tauschen und wenn das nicht 
reicht, den MAX auch noch.

[Martin H. (horo)]

Bert 4. schrieb:
> Mir ist vor kurzem
> mein langjähriger Begleiter STK500 kaputt gegangen.

Vielleicht hilft das:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/274296/fixSTK500.pdf

[Bert 4. (b42)]

Danke, das habe ich schon gesehen. Ich bin im Moment noch guter 
Hoffnung, dass die beiden AVRs ok sind. Immerhin erzeugt der ATmega das 
PWM-Signal für die beiden variablen Spannungen und die sind da.

[Bert 4. (b42)]

Matthias S. schrieb:
> Wenn du ein Oszi hast, kannste die Ladungspumpen an den Kondensatoren
> mal messen

Ein richtiges Oszi habe ich nicht, nur ein Multimeter mit so einer 
Pseudo-Oszi-Funktion. Damit "messe" ich Folgendes:
- C1+ (Pin 1): 4,5..7V
- C1- (Pin 3): 0,6..4,3V
- C2+ (Pin 4): 0,6..5,6V
- C2- (Pin 5): -3,7..0,5V
Alles so halbwegs rechteckig mit 265kHz. Ist das die Frequenz mit der 
der MAX202 arbeitet?

Ein Test, den ich vielleicht schon früher hätte machen sollen, aber bis 
eben vergessen habe: Wenn ich auf dem Board RX und TX SPARE jumpere und 
den RS-232 SPARE an den PC hänge, kommt kein Echo. Also ist da definitiv 
was kaputt.

Beim ATmega habe ich die PWMs gecheckt und die sind ok. Das einzig 
verdächtige ist, dass die Software-Clock an Pin 1 von OSCSEL (die ja vom 
ATmega erzeugt wird) 28,5kHz ausgibt. Ich glaube nicht, dass ich die 
jemals so eingestellt habe und der Default sollte laut User Manual 
3,68MHz sein. Würde aber trotzdem nicht so weit gehen, zu behaupten, 
dass der ATmega kaputt ist.

[H. H. (Gast)]

Bert 4. schrieb:
> Alles so halbwegs rechteckig mit 265kHz. Ist das die Frequenz mit der
> der MAX202 arbeitet?

TI gibt 275kHz an.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Bert 4. schrieb:
> nur ein Multimeter mit so einer
> Pseudo-Oszi-Funktion.

Damit wird es vermutlich nicht möglich sein, die Signaltreue über dem 
Elko zu messen. Taube Elkos übertragen schlecht und der Rechteck sieht 
dann auf der einen Seite nicht mehr wie ein Rechteck aus, sondern eher 
wie ein Sägezahn.

[Gerald B. (gerald_b)]

Was für Kondensatoren sind denn dort verbaut? Wald und Wiesen Elkos, 
Tantalperlen, oder KerKos? Letztre beide sollten eigentlich nicht 
kaputtgehen. Selbst die berüchtigten Tantalperlen, da hier die 
Ladeströme eher moderat ausfallen. Wenn es normale Billigelkos sind, 
würde ich auf die Schnelle mal den selben Wert parallel freifliegend 
dranpappen und gucken, ob es dann funzt und dann die Elkos sauber 
tauschen.
Da erstmal was schwingt, sollte grundsätzliche Funktionsbereitschaft da 
sein.
Solltest du doch das SMD IC tauschen müssen, kannst auch vorsichtig die 
Pins mit einem Skalpell kappen und dann mit dem Lötkolben einzeln 
absammeln.
Will man das IC nicht zerstören, tut es notfalls auch ein Bauföhn. Bei 
enger und kritischer Bestückung kann man auch ein Stück Küchenkrepp 
feuchtmachen und als Wurst um das eigentliche Corpus Delicti legen und 
so das Umfeld schützen. Vor 20 jahren, bevor ich meine Heißluftstation 
hatte, habe ich so schon von Mainboards - auch Lapptop - FLASH Chips 
rausgeföhnt, neu geflasht und gesockelt ;-)

[Klaus H. (hildek)]

Gerald B. schrieb:
> Was für Kondensatoren sind denn dort verbaut?

10µ/16V Elko SMD, 3mm Durchmesser, 5mm Höhe (grob gemessen). So bei 
meinem.

[Bert 4. (b42)]

Das ist eine Super-Idee, danke!

Wenn ich einen 10uF Elko parallel zu C304 oder C307 oder C308 halte, 
funktioniert es. Und zwar auch wenn ich den Elko danach wieder 
wegnehme?!? (bis zum nächsten Aus-Einschalten des Boards) Bei C305 hat 
es dagegen keinen Effekt.

Zur Info:
- C304 ist zwischen V+ und 5V
- C305 ist zwischen GND und V-
- C307 ist zwischen C1+ und C1-
- C308 ist zwischen C2+ und C2-

Das sind, glaube ich, ganz normale Elkos, also halt so silberne 
SMD-Dinger in der Form eines kopfstehenden Bechers. Aufdruck "69" und 
"10" und "16V". Keine Ahnung wofür 69 steht.

[Klaus H. (hildek)]

Bert 4. schrieb:
> Aufdruck "69" und
> "10" und "16V". Keine Ahnung wofür 69 steht.
Bei mir steht "8i" drauf - auch keine Ahnung wofür 😀. Charge, 
Fertigungsdatum?

Bert 4. schrieb:
> Wenn ich einen 10uF Elko parallel zu C304 oder C307 oder C308 halte,
> funktioniert es.

Also, Elkos ersetzen!

[Bert 4. (b42)]

Ja, ich werde heute nachmittag mal den Lötkolben schwingen.

Wenn ich sage "es funktioniert", dann meine ich nur Loopback auf dem 
RS-232 SPARE, was anderes habe ich nicht getestet.

[H. H. (Gast)]

Eigentlich braucht der MAX202 keine 10µF, dem reichen 0,1µF.

[Bert 4. (b42)]

Mist. Hab die Elkos getauscht, aber das hat es eher verschlimmert. Jetzt 
habe ich 4,6V an V+ (kleiner als VCC!) und 1,7V an V- (nicht mal mehr 
negativ).

Habe bereits geschaut ob ich die Elkos richtig gepolt habe und habe 
außerdem von den Elko-Kontakten zu den entsprechenden Pins des MAX 
durchgepiepst.

Die 265kHz kann ich an den C1+/C1-/C2+/C2- Pins auch nicht mehr messen 
und einen THT-Elko parallel hinhalten bewirkt auch nichts mehr.

[H. H. (Gast)]

Die neuen Elkos vor Einbau geprüft?

[Bert 4. (b42)]

Nein... O.o

Aber ich weiß auch nicht, was ich da groß hätte prüfen können. Ich kann 
sie an die CAP-Messung meines Multimeters stecken. Das hat aber auch bei 
den ausgelöteten keinen Fehler gebracht (waren alle 11,?uF).

[Ron-Hardy G. (ron-hardy)]

Wurde der Abblockelko an der Betriebsspannung überprüft/gewechselt?

[Ron-Hardy G. (ron-hardy)]

BTW: da hängt wohl noch mehr dran, Ladungspumpenansteuerung und OPVs

[Bert 4. (b42)]

Du meinst C306? Nein. Aber wenn es der ist, kann ich sowieso nichts 
machen - so klein kann ich nicht löten.

[Ron-Hardy G. (ron-hardy)]

Bert 4. schrieb:
> Du meinst C306? Nein. Aber wenn es der ist, kann ich sowieso nichts
> machen - so klein kann ich nicht löten.
Der ist auch sicher noch io.

[Bert 4. (b42)]

Ok, also ich bin jetzt offiziell verwirrt. Das Board reagiert völlig 
erratisch. Nachdem das mit dem Austausch der Elkos nicht geholfen hat, 
musste ich für eine Stunde weg. Und als ich zurückkam, waren die 
Spannungen plötzlich wieder wie vor dem Austausch, also V+ bei ca. 6V 
und V- bei ca. -3V.

Wenn ich das serielle Kabel vom PC anstecke, brechen beide Spannungen 
leicht ein (auf ca. 5V und -2V). Loopback über RS232 SPARE funktioniert, 
dafür reicht das offenbar. Dann wollte ich die andere serielle testen 
(RS232 CONTROL). Dazu habe ich einen ATmega328p eingesteckt und das 
ISP-Kabel. Das hat den Effekt, dass VTG auf 5,7V steigt! Wtf??

Den ATmega habe ich natürlich gleich wieder rausgezogen und betrachte 
den als defekt. Aber wie kann sowas zustande kommen?

Nebenbei: Gibt es eigentlich eine Methode, die Verbindung zum Board zu 
testen (von Linux, ohne Atmel Studio) ohne einen AVR draufzustecken? 
Avrdude kann das m.E. nicht.

[Klaus H. (hildek)]

Hast du einen Schaltplan vom STK500?

[Ron-Hardy G. (ron-hardy)]

Klaus H. schrieb:
> Hast du einen Schaltplan vom STK500?

Beitrag "Re: STK500 reparieren"

[Klaus H. (hildek)]

Ok, hatte ich übersehen.

[H. H. (Gast)]

Man kann den STK500 mit jedem Terminalprogramm ansprechen, das Protokoll 
liegt ja offen (AVR061).

[Bert 4. (b42)]

Ah, diese AN kannte ich noch gar nicht. War auch nicht nötig so lange 
alles funktionierte.

Ich denke der Plan ist jetzt erstmal einen neuen MAX202 bestellen und 
einlöten. Denn die Spannungen sind ja noch immer nicht ok. Und ob es 
dann weitere Probleme gibt, wird sich zeigen. Andere Ideen habe ich im 
Moment nicht.

[Thomas (kosmos)]

in dem Bild steht ein ganz bestimmter Chip um die ESD Festigkeit zu 
verbessern. Ich denke der Chip hat eine elektrostatische Entladung 
abbekommen. Bei den AVR Dragons gabs da auch so Probleme, da die Leute 
da alles anfassen konnten.

Kann es sein das ihr einen gut isolierten Boden habt und du evtl. auf 
einem Bürostuhl mit Kunststoffrollen und Schuhe mit Gummisohle 
arbeitest.

Ohne Schuhe an dem Zeug zu arbeiten, hilft gegen ESD, gerade im Winter 
ist das Risiko durch die trockenere Luft nochmal um einiges höher und 
ohne Schuhe leitest du genug ab so das du dich(Kleidung) selber nicht 
auflädst.

Ansonsten kannst du dir ein https://de.wikipedia.org/wiki/Antistatikband 
holen. Ich würde den Chip und die 5 Kondensatoren ersetzen.

[Alexander S. (alesi)]

Hallo Bert,

folgende Spannungen messe ich am MAX202 auf einem STK500:

                   Bert  alesi
- Pin 1 (C1+):     5,8V  6,50V
- Pin 2 (V+):      6,4V  7,4V
- Pin 3 (C1-):     2,6V  2,9V
- Pin 4 (C2+):     2,9V  3,1V
- Pin 5 (C2-):    -1,6V -2,8V
- Pin 6 (V-):     -3,4V -5,1V
- Pin 7 (T2OUT):  -3,4V -4,3V
- Pin 8 (R2IN):    0,1V  0,06V
- Pin 9 (R2OUT):   4,9V  5,0V
- Pin 10 (T2IN):   4,9V  4,7V
- Pin 11 (T1IN):   0V    5,0V
- Pin 12 (R1OUT):  4,9V  5,0V
- Pin 13 (R1IN):   0,1V  0,06V
- Pin 14 (T1OUT): -0,3V -5,1V
- Pin 15 (GND):    0V
- Pin 16 (VCC):    4,9V  5,0V

Alle Angaben ohne Gewähr. Manchmal musste ich mehrmals ansetzen, um 
wieder den gleichen Wert zu messen.

[Klaus H. (hildek)]

Vorsicht bei der Interpretation! Die Pins R1/2in haben bei euch beiden 
0V, das ist kein definierter RS232-Pegel und daher könnten an R1/2out 
zufällige Pegel (H oder L) auftreten.
Man müsste eine RS232-Gegenstelle anschließen ...
An den Tout sollten mindestens ±5V herauskommen. Range: ±5V ... ±8V 
(oder ±9V, je nach Datenblatt).

[Hmmm (hmmm)]

Alexander S. schrieb:
> - Pin 11 (T1IN):   0V    5,0V

Das ist besorgniserregend, an T1 hängt der Controller, und der sollte in 
Ruhelage den auch beim intakten STK500 gemessenen High-Pegel liefern.

[Martin H. (horo)]

Vielleicht würde es helfen, statt MAX202 einen USB-TTL-Seriell-Wandler 
anzuschließen, die es als Interface-Platine oder direkt als USB-Stecker 
mit Kabelschwanz gibt - sowas sollte in keiner Bastelkiste fehlen.

[H. H. (Gast)]

Martin H. schrieb:
> Vielleicht würde es helfen, statt MAX202 einen
> USB-TTL-Seriell-Wandler
> anzuschließen, die es als Interface-Platine oder direkt als USB-Stecker
> mit Kabelschwanz gibt - sowas sollte in keiner Bastelkiste fehlen.

Die vom MAX erzeugten Spannungen werden auch anderweitig benötigt.

[Martin H. (horo)]

H. H. schrieb:
> Die vom MAX erzeugten Spannungen werden auch anderweitig benötigt.

Schon klar, aber dann könnte die Kommunikation mit dem 8535 schon mal 
getestet werden. Und oben kam die Info, dass VTarget und VAref wohl 
passen würden.
Beitrag "Re: STK500 reparieren"

[Alexander S. (alesi)]

Bert 4. schrieb:
> Matthias S. schrieb:
>> Wenn du ein Oszi hast, kannste die Ladungspumpen an den Kondensatoren
>> mal messen
>
> Ein richtiges Oszi habe ich nicht, nur ein Multimeter mit so einer
> Pseudo-Oszi-Funktion. Damit "messe" ich Folgendes:
> - C1+ (Pin 1): 4,5..7V
> - C1- (Pin 3): 0,6..4,3V
> - C2+ (Pin 4): 0,6..5,6V
> - C2- (Pin 5): -3,7..0,5V
> Alles so halbwegs rechteckig mit 265kHz. Ist das die Frequenz mit der
> der MAX202 arbeitet?
>

Die Signale an C1+ (max202p1.png) und C2+ (max202p2.png)  sehen bei mir 
(nicht bei Bert) aus wie im Anhang.

[Bert 4. (b42)]

@alesi: Danke für die Mühe, die du dir gemacht hast!

Bei T1IN, da muss ich einen Fehler beim Messen gemacht haben, dort 
liegen auch 4,9V an.

Ich habe jetzt nochmal neu gemessen mit den neuen Elkos, einmal mit und 
einmal ohne das serielle Kabel zum PC.

                                |- neue Elkos -|
                   Bert  alesi  ohne  / mit ser. angeschl.
- Pin 1 (C1+):     5,8V  6,50V  6,4V    5,6V
- Pin 2 (V+):      6,4V  7,4V   7,4V    6,1V
- Pin 3 (C1-):     2,6V  2,9V   2,7V    2,6V
- Pin 4 (C2+):     2,9V  3,1V   3,3V    2,8V
- Pin 5 (C2-):    -1,6V -2,8V   -2,6V   -1,3V
- Pin 6 (V-):     -3,4V -5,1V   -5,2V   -3,0V
- Pin 7 (T2OUT):  -3,4V -4,3V   -5,2V   -3,0V
- Pin 8 (R2IN):    0,1V  0,06V  0,1V    0,1V
- Pin 9 (R2OUT):   4,9V  5,0V   4,9V    4,9V
- Pin 10 (T2IN):   4,9V  4,7V   4,9V    4,9V
- Pin 11 (T1IN):   0V    5,0V   4,9V    4,9V
- Pin 12 (R1OUT):  4,9V  5,0V   4,9V    4,9V
- Pin 13 (R1IN):   0,1V  0,06V  0,1V    0V
- Pin 14 (T1OUT): -0,3V -5,1V   -5,2V   -2,1V
- Pin 15 (GND):    0V           0V      0V
- Pin 16 (VCC):    4,9V  5,0V   4,9V    4,9V

Das Hauptproblem scheint zu sein, dass die Spannungen einbrechen, sobald 
man etwas anschließt (in meinem Fall einen USB-Serial-Converter). Ich 
konnte mich tatsächlich mal ganz kurz verbinden und per avrdude ein paar 
Daten auslesen:

         Programmer Type : STK500V2
         Description     : Atmel STK500 Version 2.x firmware
         Programmer Model: STK500
         Hardware Version: 2
         Firmware Version Master : 2.10
         Topcard         : Unknown
         Vtarget         : 5.1 V
         SCK period      : 22.2 us
         Varef           : 3.3 V
         Oscillator      : 28.800 kHz

Aber stabil ist das nicht. Beide serielle Buchsen gleichzeitig 
anzuschließen traue ich mich erst gar nicht.

@horo: Ich bin mir inzwischen ziemlich sicher, dass der 8535 noch lebt. 
Die PWM- und Taktsignale, die er ausgibt sind jedenfalls alle gut. Und 
zumindest kurzzeitig hat er ja jetzt auch mal geantwortet. Einen 
USB-TTL-serial hat meine Bastelkiste tatäschlich sogar, aber ich wüsste 
nicht wie ich den dranhängen sollte ohne den MAX runterzulöten. Aber ist 
wie gesagt auch nicht nötig m.E.

[Thomas (kosmos)]

Ich kann mich noch erinnern mal an einem RS232 Wandler 18V abgenommen zu 
haben. Der gab also +-9V aus. Ältere Rechner hatten ja meist sogar +-12V 
an der RS232 Schnittstelle. Deswegen kommen mir deine Pegel, die ja 
völlig unbelastet gemessen sind etwas arg niedrig vor. Die aktuellen 
Datenblätter sprechen meist bei einer Belastung von 3kOhm von +-5 bis 
+-9V und unbelastet von +-14V. Vielleicht sind auch deine Elkos bei der 
Lötaktion etwas zu warm geworden.

Vielleicht gibt aber auch generell die Spannungsversorgung des Bords mit 
den Jahren nach, den die Elkos werden mit der Zeit nicht besser.

Das Rigol DS1054Z
https://www.batronix.com/versand/oszilloskope/Rigol-DS1054Z.html
gibts übrigends gerade wieder mit allen Optionen als Aktionspreis von 
355€ damit hast du erstmal ne ganze Weile ausgesorgt, wenns erstmal was 
billigeres sein soll gibt so kleine Taschenoszis im Handyformat für um 
die 50€.

[Spess53 .. (hardygroeger)]

Hi

>Ältere Rechner hatten ja meist sogar +-12V an der RS232 Schnittstelle.

Ja. Dir kamen aber auch aus dem PC-Netzteil und nicht aus einer 
Ladungspumpe.

MfG Spess

[Bert 4. (b42)]

So, inzwischen sehe ich etwas klarer. Ein großer Teil des Problems war, 
dass der ATmega, mit dem ich getestet habe, kaputt war. Mit einem neuen 
sieht die Sache schon besser aus, zumindest sind die Ergebnisse 
reproduzierbar.

Die Spannungen V+ und V- des MAX202 sind auch nach dem Tausch der 
Kondensatoren nicht großartig, aber reichen gerade so aus, um mit dem PC 
zu kommunizieren.

Ich werde jetzt folgendes tun: Bei der nächsten Reichelt-Bestellung 
packe ich einen MAX202 dazu und tausche den dann evtl. irgendwann mal 
aus. Das hat aber vorerst keine Priorität.
Ich habe mir ein MPLAB Snap gegönnt, nachdem ich gesehen habe, dass das 
inzwischen auch von avrdude unterstützt wird. Das wird in Zukunft mein 
Haupt-Programmer werden, zumal ich in letzter Zeit auch mehr mit 
PIC16/18/24 mache. Das STK500 bleibt im Schrank falls ich mal einen AVR 
HV-programmieren muss.

Danke an alle hilfreichen Kommentierenden!

[Volkmar S. (voschi)]

Hallo,

ich gebe ein STK 500 und ein STK 600 ab, beide in bestem Zustand.
Hat jemand Interesse daran?

voschi

[Gerald B. (gerald_b)]

Mach doch einen neuen Tröt in der Rubrik Kauf/Verkauf auf, statt den 
hier zu kapern. Wieviel potentielle Interessenten, meinst du, werden 
hier wohl reingucken?