Velleman / Voltcraft PCS64i

Eine Kommunikation über die parallele Schnittstelle (LPT1) zum PC war nicht möglich. Zuerst vermutete ich noch einen "echten" Defekt im Gerät, weshalb ich mich bei der Fehlersuche etwas verrannte (und diese deswegen recht lange dauerte). Zum Glück hatte ich aber Schaltungsunterlagen, worin aber ausgerechnet die wichtige Schnittstellen-Sektion mit der galvanischen Trennung mittels Optokopplern fehlte...

Meine erste Vermutung, der Taktgenerator für 32 MHz sei defekt, erwies sich als einfacher Messfehler, da ich nicht an die obere Grenzfrequenz meines Osziloskops gedacht hatte... Um nun überhaupt weitere Messungen durchführen zu können, mußte ich das Gerät in einen möglichst normalen Betriebsszustand versetzen. Das war weder mit dem Originalprogramm von Velleman (http://www.velleman.be) möglich, noch mit der Software eines Drittanbieters (SCOPE-IT). Beide Programme testen nämlich erst, ob eine Kommunikation erfolgreich abläuft. Ist dies nicht der Fall, wird das DSO aus Sicherheitsgründen auch nicht weiter angesteuert (es könnte ja ein falsches Gerät angeschlossen sein, z.B. ein Drucker). Das half mir also alles nicht weiter.

Zum Glück fand ich dann noch ein drittes Programm (QtDSO 0.1), welches allerdings nur unter Linux läuft. Mit einiger Mühe (Konfigurations- und Installationsarbeit) konnte ich nach 4 Stunden das Programm endlich fehlerfrei compilieren, und erfolgreich starten. Dieses Programm prüft in dieser frühen Entwicklungsphase noch nicht das Vorhandensein des richtigen Gerätes, sondern schickt fleissig weiter Steuerinformationen an das Gerät (so wie ich es haben wollte).

Bei den anschließenden Messungen und Tests stellte ich dann die wahre Fehlerursache fest. Der Low-Pegel an den 5 Optokoppler-Ausgängen in Richtung PC (4xDaten, 1xTakt) war noch "zu high", daß heißt so etwa zwischen 1,0 und 1,6 Volt ! Später stellte ich bei Messungen von 8 der 15 Optokoppler Streuungen zwischen 0,8 und 2,2 Volt fest ! Es scheint sich hierbei also um eine (mir vorher unbekannte) Alterungserscheinung der Optokoppler durch längeren Betrieb zu handeln. Dies betrifft also die 5 Optokoppler für Daten IC41(A),IC42(B),IC43(C),IC44(D) und Takt IC40 (!END-COUNT).

Kurrioser Weise funktionierte das Gerät bei Anschluss an meinen Uralt-Laptop später einwandfrei. Das muß daran gelegen haben, daß die Pull-Up-Widerstände in der LPT-Schnittstelle größer waren, als die in der Schnittstelle meines Towers. Messungen zeigten einen ordentlichen Low-Pegel.

Um den Fehler zu beheben, wollte ich nun Optokoppler mit einem höheren Strom-Übertragungsfaktor (CTR) einbauen (alle 15 enthaltenen Optokoppler befinden sich auf einer IC-Fassung). Nur leider gab es wegen der hohen Geschwindigkeiten (kleinste gemessene Impulsbreite 5µs) keine wirklichen Alternativen zum bereits eingebauten 6N136. Dieser kann nämlich bis zu 1MBit/s. Alle Anderen (bei Reichelt Elektronik erhältlichen) waren entweder viel zu langsam, oder hatten - wenn schnell genug - einen zu geringen CTR (6N135) bzw. eine zu hohe Stromaufnahme (6N137).

Mir blieb also keine andere Wahl, als mir 5 neue 6N136 zu bestellen. Auch hatte ich mir gleich noch ein paar 180 Ohm SMD-Widerstände bestellt, um damit gegebenenfalls die Vorwiderstände der Emitterdioden (240 Ohm) zu ersetzen, womit der Strom von 13mA auf 18mA steigen würde. Dabei muß man allerdings aufpassen, daß der zulässige Gesamtstrom des Treiber-ICs 74HC244 von 75 mA nicht überschritten wird (4x18mA=72mA).

Die neuen Optokoppler eingesetzt, bekam ich sofort ein Bild meines Signals am Oszilloskop-Eingang. Nur leider entsprach dies noch nicht der Sinusform des Eingangssignals. Daher sah ich mir nocheinmal alle Spannungen an Pin 6 aller 5 Optokoppler an. Tatsächlich lagen nun die Low-Pegel bei 4 der 5 Koppler zwischen 0,5 und 0,7 V, nur eben bei einem nicht. Ich stellte fest, daß der SMD-Vorwiderstand des Lichtemitters von 240 Ohm auf 1 kOhm gestiegen war. Als dieser Fehler schließlich auch behoben war, konnte ich mein Sinussignal in voller Pracht bewundern.

Und die Moral von der Geschicht' : Traue Optokopplern nicht !