Fehlerteufelchen im Schaltplan des Core entdeckt

Amiga-Falcon · October 12, 2008, 2:25pm

Moinsen allerseits,

ich denke, daÃŸ die folgende Info fÃ¼r alle wichtig ist, die ein GM5-Midimodul nutzen.

Da meine LC nun nicht mehr Ã¼ber USB mit Strom zu versorgen ist (es ist alles angeklemmt), habe ich

folgende LÃ¶sung gefunden:

Ich versorge das GM5 Modul Ã¼ber USB. Das bedeutet, daÃŸ das GM5 auch ohne Stromversorgung fÃ¼r die LC

lÃ¤uft. Das habe ich so gemacht, weil ich die 3 zusÃ¤tzlichen MIDI Ein-/AusgÃ¤nge auch ohne die LC

nutzen mÃ¶chte. Das alles klappert auch perfekt.

Nun fiel mir gestern Abend auf, daÃŸ immer wenn ich USB an die Box angesteckt habe, das Netzteil aber ausgeschaltet ist, trotzdem meine 4 LCDs schwach leuchten ??!!

Hmmm… Hab ich gedacht, woran das wohl liegen mag… ?

Ein kurzer Blick ins Schaltbild des Core brachte dann auch die LÃ¶sung:

Ãœber R6 (1.2 k Ohm), der an den internen midi-Port auf +5 Volt legt, flieÃŸt die vom MIDI-Out des GM5

5 Volt Spannung und dient so indirekt und unbeabsichtigt als Versorgungsspannung fÃ¼r das gesamte Core,

sowie die daran angeschlossenen Erweiterungen (D-In, D-Out, MF, LCD, etc.).

Somit zieht die gesamte Schaltung fÃ¤lschlicherweise Strom Ã¼ber R6.

Allerdings spielt die Schaltung nicht “sauber”, da 2-3 Volt (je nach Verbrauchern) zu wenig ist.

Ich habe dann eine Schottky-Diode in Reihe zu R6 gelegt, sodaÃŸ die Spannung von R6 zwar in Richtung Optokoppler (Pin 6) flieÃŸen kann, jedoch nicht zurÃ¼ck ins Core.

Zum besseren VerstÃ¤ndnis habe ich den entsprechenden Schaltungsteil mal als Bild angehÃ¤ngt.

Evtl. kÃ¶nnte man dies in die nÃ¤chste Version (?) des Core-Schaltbildes mal einfÃ¼gen.

Der Spannungsabfall Ã¼ber die Diode (1N5818 oder Ã¤hnlich) ist mit 0,3 Volt so gering, daÃŸ ansonsten

keine Ã„nderungen nÃ¶tig sind. Auch wird die Funktion in keinster Weise beeintrÃ¤chtigt.

Anzumerken wÃ¤re nur noch, daÃŸ man Zwischen dem GM5-Modul und dem Core nur die MIDI-I/O Verbindungen, sowie eine Masseverbindung setzt.

Die +5 Volt des GM5 dÃ¼rfen nicht mit den 5 Volt des Core verbunden werden, bzw. sollten es nicht, denn wir wollen ja nicht den PC Ã¼ber das Core/Gm5 mit Spannung beschicken.

Amiga-Falcon.

doc · October 12, 2008, 6:53pm

Hi,

nun mal langsam mit den wilden Pferden …

So ganz nachvollziehbar ist Deine Schilderung für mich nicht.

R6 am Core ist lediglich ein Pullup Widerstand für den RX Port vom PIC.

Ãœber R6 (1.2 k Ohm), der an den internen midi-Port auf +5 Volt legt, flieÃŸt die vom MIDI-Out des GM5

5 Volt Spannung und dient so indirekt und unbeabsichtigt als Versorgungsspannung für das gesamte Core,

Nun ja. Wenn vom GM5 Midi-Out 5V an den Midi In des CORE gehen, so ist ja (gerade aus diesem Grund) ein Optokoppler dazwischen.

Mir ist nicht klar, weshalb bei Dir die 5V vom Midi-Out des GM5 auf einen Midi-Out des Core wirken können. Diese Verbindung ist (dank 6N138) eigentlich optisch getrennt.

Wenn Du Dein GM5 per USB versorgst und die 5V vom Core ausgeschaltet sind, sollte da auch nix über R6 reinkommen können. Da liegt ja immerhin ein Optokoppler dazwischen. Komische Sache.

Und selbst wenn über den 6N138 Spannung über R6 auf Rx abgeleitet werden würde: Dieser Pin (26) am PIC ist eigentlich auch nicht in der Lage Deine Spannung als Versorgung weiter zu geben. Dies ist ein Dateineingang… echt seltsam!

Kann es sein, das Du die Versorgungspannung vom CORE und die Spannung vom GM5 an irgend einer anderen Stelle gekoppelt hast?

Denn, wenn Du Dir das Datenblatt des 6N138 ansiehst, scheint es technisch nicht möglich zu sein, eine Spannung über den Optokoppler zu emittieren, wenn nicht irgendwo schon 5V auf der CORE Seite vorhanden sind. Pin 2 und 3 des 6M138 sind lediglich eine Leuchtiode. Wie soll da Spannung fliesen???

Bevor wir den Schaltplan des CORE ändern, bitte ich Dich, noch einmal Deine Schaltung zu überprüfen. Aus meiner Sicht kann Dein Phänomen nur auftreten, wenn R6 auch vom USB Port versorgt wird. Wenn Dein CORE komplett extern seine 5V bezieht, kann eine “Spannungsübertragung” über den Midi-In-Port des COREs nicht stattfinden.

Anzumerken wäre nur noch, daÃŸ man Zwischen dem GM5-Modul und dem Core nur die MIDI-I/O Verbindungen, sowie eine Masseverbindung setzt.

Die +5 Volt des GM5 dürfen nicht mit den 5 Volt des Core verbunden werden, bzw. sollten es nicht, denn wir wollen ja nicht den PC über das Core/Gm5 mit Spannung beschicken.

Zwischen CORE und GM5 sollten eigentlich nur 2 Midi-Kabel sein. Sonst nix. (Ausser, man versorgt das CORE via USB oder alles extern).

Wenn das GM5 Modul seine Betriebsspannung nicht via USB (sondern via externem Netzteil) beziehen soll, muss man lediglich die 5V Versorgung am USB Port des GM5 Modules auftrennen. Dann kann keine Versorgung des PC’s erfolgen.

Gruss

Doc

Amiga-Falcon · October 12, 2008, 10:49pm

Hallo doc,

ich glaube, Du hast da etwas miÃŸverstanden.

Zwischen dem MIDI-Port des GM5 und dem Core ist (bei mir) kein Optokoppler.

Warum nicht ?

Ganz einfach, weil das MIDI-Signal direkt an den (ich nenn den mal so) “MIDI-Intern” Port des

Cores direkt geht.

Der Optokoppler des Cores dient lediglich dazu, externe GerÃ¤te (z.B. den PC) anschlieÃŸen zu kÃ¶nnen.

Ansonsten mÃ¼ÃŸte ja auf dem GM5 auch ein Optokoppler sitzen (ich meine nicht den, der standardmÃ¤ÃŸig

fÃ¼r die MIDI-Buchsen des 1. Ports da drauf ist !).

Wieso sollte man das MIDI-Signal zuerst in ein optisches Signal wandeln, um es direkt wieder zurÃ¼ck zu verwandeln in ein elektrisches Signal ?

Und das innerhalb “einer” Schaltung ?

Bei externen MIDI-GerÃ¤ten ist die galvanische Trennung ja gewollt und auch vollkommen korrekt.

Aber innerhalb des selben GerÃ¤tes… ?!

Hast Du in Deinen GerÃ¤ten wirklich echte MIDI-Kabel als Verbindung zwischen z.B. 2 Cores liegen ?

Also so richtig mit 5-pol DIN Buchse, etc ? Ich denke nein.

Dann wÃ¤re ja auch der “Digitale MIDI” vÃ¶llig unnÃ¼tz (z.B. fÃ¼r das LTC-Modul), bzw. mÃ¼ÃŸte man auch hier wieder Optokoppler einsetzen.

EIn anderes Beispiel:

Stell Dir vor, Du empfÃ¤ngst digitales SAT-TV. Da kommen die Bilder digital (also stÃ¶r- und rauschfrei) vom Satelliten. Wie gehtÂ´s dann weiter ?

Dein LNB empfÃ¤ngt diese Daten und gibt sie, ebenfalls digital, an den Receiver weiter.

Dieser wiederum wandelt auch nicht erst nach analog, damit der Fernseher die Daten wieder digitalisieren muÃŸ

(eine HDMI-Verbindung vorausgesetzt).

Stell Dir mal vor, das LNB wÃ¼rde nach analog wandeln, der Receiver es wieder digitalisieren, direkt wieder

analogisieren, damit der Fernseher es wieder digital aufbereiten kann.

Verstehst Du, was ich damit meine ?

Wieso sollte man zwischen GM5 und Core 2 Optokoppler setzen wollen, einen aufÂ´s GM5 und einen aufÂ´s Core ?

Ok, aus SicherheitsgrÃ¼nden sehe ich das irgendwo ein. Aber man baut ja auch nicht an jedes wichtige Bauteil auf dem Core eine eigene Sicherung ein, oder ?

Ich hatte das ganze auch nicht als “bÃ¶se Meckerei” gedacht, sondern lediglich als Tipp fÃ¼r Leute, die

ein Ã¤hnliches Problem haben und nicht erst 2h lang Ã¼berlegen wollen, warum die LCDs ohne Versorgung des

Cores schwach leuchten.

Die Spannung kommt Ã¼brigens vom MIDI-Out des GM5.

Diese gehen dann Ã¼ber R6 des Cores auf die +5 Volt Leitung (also auf die gesamte Versorgung).

WÃ¤re der Pullup (R6) nicht dazwischen gewesen, dann hÃ¤tte mein USB-Port wohl sehr schnell die Augen zugemacht, denk ich mal.

Bei 2 PICs, 5 LCDs und jede Menge LEDs… Au backe…

In diesem Sinne wÃ¼nsche ich eine gute Nacht,

Amiga-Falcon

doc · October 13, 2008, 5:46am

Hi Amiga-Falcon,

Zwischen dem MIDI-Port des GM5 und dem Core ist (bei mir) kein Optokoppler.

Das ist der Fehler.

Der Optokoppler des Cores dient lediglich dazu, externe Geräte (z.B. den PC) anschlieÃŸen zu können.

Eigentlich soll der Optokoppler an dieser Stelle genau das verhindern, was Dir passiert ist: Ein Einwirken jeglicher Art von Aussen. Wenn “Aussen” in diesem Fall eine USB-Versorgungsspannung ist, hat der Opto an dieser Stelle seine Berechtigung, oder?

Man könnte auch sagen: Der Opto schützt das Core vor seinem User … ;D ;D

Wieso sollte man zwischen GM5 und Core 2 Optokoppler setzen wollen, einen auf´s GM5 und einen auf´s Core ?

Ok, aus Sicherheitsgründen sehe ich das irgendwo ein. Aber man baut ja auch nicht an jedes wichtige Bauteil auf dem Core eine eigene Sicherung ein, oder ?

Es sind nicht zwei Optokoppler zwischen GM5 und Core. Der Optokoppler sitzt jeweils am Midi-In. Midi geht schön der Reihe nach… Von Out nach In und von Out nach In. Also jeweils nur ein Optokoppler an JEDEM Midi-In. Das macht durchaus Sinn so und entspricht auch den Konventionen.

Jedes Modul ist für sich abgeschlossen. So war (und ist) der Plan. Sehe es mal so: Hättest Du jeden vorgesehenen Optokoppler eingesetzt, hättest Du nicht 2h einen Fehler suchen müssen, der so nicht vorgesehen war … 8)

Und gerade dann, wenn verschiedene Module von unterschiedlichen Versorgungen gespeist werden, sollte ein Optokoppler zwingend vorhanden sein.

Ãœbrigens hinkt auch Dein Vergleich mit dem Sat-TV.

Es geht hier nicht um eine Umwandlung eines Signales, sondern um eine sichere (möglichst potientialfreie) Ãœbertragung eines Signales.

Ich hatte das ganze auch nicht als “böse Meckerei” gedacht, sondern lediglich als Tipp für Leute, die

ein ähnliches Problem haben und nicht erst 2h lang überlegen wollen, warum die LCDs ohne Versorgung des

Cores schwach leuchten.

Oh. Ich habe es auch nicht als Meckerei verstanden. Ãœberhaupt nicht. Ich wollte eigentlich eher darlegen, dass das von Dir beschriebene Verhalten eigentlich nicht sein kann, wenn man die Module (wie vorgesehen) verbindet.

Da Du zunächst nicht geschrieben hast, dass Du keinen Optokoppler verwendest, musste ich Dieses lediglich vermuten.

Du darfst nicht vergessen, das viele newcomer sich zunächst durch das Forum lesen. Wenn die nun alle eine Diode vor den Optokoppler zimmern, oder gar einfach den Optokoppler weglassen, ohne zu verstehen warum, wird das “Troubleshooting” schwierig.

Ich halte auch nichts davon, den Schaltplan des Cores zu ändern, da er eigentlich richtig ist.

Ich kann das “Fehlerteufelchen” halt nicht sehen. Es erscheint mir besser, wenn die Leute brav die Optokoppler an den richtigen Stellen setzen, bevor wir geschlachtete Cores (oder noch schlimmer: geschlachtete Motherboards) vorgeworfen kriegen.

Der Vollständigkeit halber:

Es gibt auch Applikationen, wo man den Optokoppler weglassen kann (z.B. bei der Verbindung mehrerer Cores für den SID). Keinesfalls sollte man aber zwischen GM5 und dem CORE auf den Optokoppler verzichten. Es sei denn, man trennt die +5V der USB-Buchse am GM5 und versorgt das GM5 mit einer externen Spannungsversorgung (da ist der zusätzliche Optokoppler aber eher der geringere Aufwand und auch der bessere Weg…).

Man sollte auch nicht vergessen, das eine komplette optische Trennung der “Störungsquelle”-PC sinnvoll und berechtigt ist. Wer schonmal mehrere Stunden mit der Suche nach Masseschleifen verbracht hat, weiss eine derartige Trennung stets zu schätzen.

Also. Nix für ungut.

Gruss

Doc

Amiga-Falcon · October 13, 2008, 10:52am

Jau, Du hast Recht, doc !

Ich hab genau an DER Stelle den Denkfehler gemacht, als ich mir gedacht habe,

daÃŸ ich die I/O-Pins des GM5 direkt mit den I/O-Pins des Cores (LTC-AnschluÃŸ) verbinden kann.

Technisch klappt das zwar, aber eben nur so lange, wie man eine Stromversorgung benutzt.

In meinem Fall ist es , im Nachhinein, vollkommen logisch, daÃŸ der oben beschriebene “Fehler” auftritt.

Ich nehm dann mal die “vorgesehenen” MIDI-I/Os des Cores statt des LTC-Ports.

Dann sollte es, auch ohne Diode, klappen.

Aber trotzdem danke für´s Lesen, sich Gedanken machen und Antworten,

Amiga-Falcon.

doc · October 13, 2008, 1:56pm

Ich hab genau an DER Stelle den Denkfehler gemacht, als ich mir gedacht habe,

daÃŸ ich die I/O-Pins des GM5 direkt mit den I/O-Pins des Cores (LTC-AnschluÃŸ) verbinden kann.

Meinst Du mit “LTC-AnschluÃŸ” J11 vom CORE?

Ich nehm dann mal die “vorgesehenen” MIDI-I/Os des Cores statt des LTC-Ports.

Dann sollte es, auch ohne Diode, klappen.

Das wären dann J12 und J13 des CORE.

… und das klappt bestimmt!

Und die restlichen 4 Midi-Ports des GM5-Moduls haben auch alle einen Optokoppler, oder? Eh klar.

Aber trotzdem danke für´s Lesen, sich Gedanken machen und Antworten,

Kein Ursache,

dafür sind wir da.

Gruss

Doc

Amiga-Falcon · October 14, 2008, 10:25am

Also ich habs noch nicht testen kÃ¶nnen, da meine LC mitten im GehÃ¤usebau ist

(LED-Ringe von Hand sind schon hard work…), denke aber, daÃŸ es Ã¼ber die Optokoppler klappen muÃŸ.

Der Denkefehler lag in der Tat bei mir (Asche auf mein Haupt). Ich dachte mir, was ja prinzipiell auch richtig ist, daÃŸ “gerÃ¤teintern” eine dreikte Verbindung ausreichend wÃ¤re.

Im Grunde stimmt das ja auch, solange man mit EINER Stromversorgung fÃ¼r GM5 und Core arbeitet.

Was die Optokoppler des GM5 angeht, habe ich natÃ¼rlich eine extra Platine mit 4 Kopplern + 7400 zur Anzeige, da ich das GM5 Ã¼ber Logic gleich auch als “Mini-MIDI-Router” benutze, was ganz hervorragend klappt.

GruÃŸ,

Amiga-Falcon.

dubstructor · March 20, 2009, 11:40pm

Hi guys, tried the best I could to understand your subject but replying in german is beyond my abilities, I fear … (english asks me already such an effort ^^)

So, still in the informations-gathering phase, I found this subject while wondering myself exactly the same question than amiga-falcon - just because my first order ever (he he) is already running and I don’t wanna have to pay the ship fee just for one more small 6N138 :)

Actually I just ordered one because I thought that one day I’ll maybe have to use real MIDI ports, but I will begin only with USB, so my plan was to let the optocoppler, the DIN jacks and so on … unstuffed and, as amiga-falcon did it, just wire between core:j11 and gm5:j6.

Why did I poor lil noob think it should work ? Just because of that, found in the GM5 page :

"GM5:J6 : Digital MIDI IO pins. Can be used for direct digital connections to J11 (MIDI Link port) of the MBHP_CORE module. Connect a J6:Ox pin to J11:MI, and J6.Ix to J11:MO. Up to 5 cores can be bidirectionally linked this way. Ground (J11:Vs, don’t forget it!) is available at J7.

For audio applications like MIDIbox SID, MIDIbox FM or MIDIbox CV it is recommented to use an optocoupler at MIDI In to avoid a ground loop between USB and audio (-> 50 Hz hum!)

For a full featured 2x5 MIDI Interface, line I2-I5 and O2-O5 can be connected to a breakout board with 4 additional opto isolated MIDI INs and 4 additional MIDI Out Jacks."

(And I precise, I’m just trying to build a very basic midibox w/o any of the features listed beyond).

Yet, I understood all what you guys said (I think ? Mein deutsch müsste sich verbessern, aber ich habe noch Errinerungen von meinen alten Schulja(ä?)hren).

So … Can’t help being confused … ??? (my only idea about it is that it’s valuable only when the GM5 is the main PSU … right ? And in this cas, assuming that I only use LEDS, pots and buttons, is this worth providing power for the core through USB ? This famous “ground loop” couldn’t scramble my MIDI messages ?)

Sorry for suddenly lowering the level in this topic . Tschüss ^^

EDIT : of course you can answer in german ^^ won’t hurt

abcmann · March 21, 2009, 12:02pm

the problem of amigafalcon was, that he used 2 seperate psu’s for the core and the gm5. That NEEDs an optocoupler between them. If you power the gm5 and the core from the same psu (usb or ONE psu for both / not usbpower-psupower mixed or 2 psus! ) you can leave the optocoupler out.

But I’ll point to the 2 hours amigafalcon spent, because he left out the opto and get an error because nobody thought of that (even simple?!) problem before.

Can’t you find a PC900 optocoupler in your area? You’d have to exchange some pins or built a very small pcb for adapting the pinout.

USB poweres up to 500mA. You have to calculate or measure with a multimeter how much current your box will need. But I think that should work ( if you dont use a backlit lcd at all)

lucem · March 21, 2009, 12:29pm

Noch ein wenig KlugscheiÃŸerei:

Strom flieÃŸt, Spannung liegt an. Nicht umgekehrt.

dubstructor · March 22, 2009, 12:57pm

OK abcmann, that all makes sense now

Aaaaah and I just understood that this “ground loop” when you power from USB is bothering only for audio applications … still don’t see why it doesn’t bother us for MIDI messages but ok.

Not sure that USB powering will be enough since I’ll have an LCD (w/o backlight though) - and I actually bought and (proudly )mounted the PSU with capacitors and 7805 (my first circuitry ever he he) so I would be soooooo pleased to use it somewhere in my midithing - but anyways you’re right, I’ve been so used to buy on the internet that I just forgot “physical” stores round my place. So an extra optocoppler will probably not be the worst difficulty on my midi-quest )) …

lucem : Ich bin versichert. Es ist genau was ich glaubte ^^.

OK y’all, thanks a lot, now I can get back to my today’s resistor sorting activities.

TschÃ¼ss !

lucem · March 22, 2009, 5:01pm

That “KlugscheiÃŸer”-stuff was pointed to the OP

Ground loops on digital circuitry doesn’t matter, since the noise introduced by that is comparably low

and will not get amplified.

In audio circuits, the audio signal is “poisoned” by the noise, which is normally >80dB away from the signal,

but with ground loops this noise carpet can be lifted up to signal level, and will get amplified too.

dubstructor · March 26, 2009, 1:10pm

Got it ^^ Thx for the explanations.

Just another lil question about the linking between the CORE and the GM5 : ok I stuff the optocopleurs circuitry. But can I just use simples wires instead of MIDI cables and sockets (two per MIDI cable, on DIN:pin 2 and pin 4) ? I guess yes, but I don’t quite understand the role of the ground pin on MIDI outs, since the facing pin of MIDI ins is not connected to anything ?

And a last question that has nothing to see with it, but can I use only one IO in 5 IO mode on the gm5 ? Else I’ll have to cut some jumpers. I mean, “who can the more can the less”, but electronics is such a strange world …

abcmann · March 26, 2009, 2:40pm

You dont need to use those 5-pin DIN connectors if you mean that. The cable itself is a normal 3-pole, shielded cable. You can take a cheap stereo microphone cable and solder it directly to the pins.

I THINK the ground is just to shield the inside of the cable against radiatons from outside. (Please correct me someone if I am wrong here). So, if you wire it internally and the connection is not very long, you can use 2 pieces of a normal ribbon cable and let the ground away for that few centimeters.

For GM5: Did you add a optocoupler etc. for the other IOs ?

For moderator: Change this to the english section because it gets too long ?

greets

dubstructor · March 30, 2009, 12:56am

OK exactly what I was thinking (for the cable ground). Damn parasits ^^ But anyway it’s clear (I think it’s clear) that for this use it shouldn’t mess around … And for the same reason, as lucem explained it so well, that parasits such as “USB ground loop” are significant only in audio applications, not in digital ones - unless the fluctuations don’t overcome the TTL level, I guess …

For the GM5 : no I just stuffed one optocoupler … Because for the moment I just need one IO… I just was wondering this because for now I can’t achieve my first testings, waiting the next month for my missing parts, so I’m still in my info-gathering phase. And think it would be dumb to erase those jumper tracks if later (who knows) I need it. But anyways, this is just a matter of days for me to try it out and finally know… So don’t get too bothered about it …

Good night everybody

EDIT : ah ah yeah maybe this should be sent to english section … But how the hell will I find it back without this “Fehlerteufelchen” i like so damn much ^^ … he he german is such a beautiful language. Know, two days ago I met two german people hitch-hiking and couch-surfing. What a pleasure for me to speak again in german, so many years after …