Säkerhetslåda för dator-I/O?

[cjonash]

I princip är det korrekt att isoleringen inte är meningsfull om inte allt är isolerat. I praktiken beror det så klart på vad du faktiskt kopplar in - men om du kopplar in en och samma enhet på en isolerad och en oisolerad ingång samtidigt, så blir det ju inte längre isolerat.

Det jag menade var att det inte är onödigt att ha en isolering på USB (om vi bortser från alla andra portar just nu) med hänvisning till att det bara är färdigbyggda enheter som kopplas in där. Eftersom även en "färdig" enhet i sin tur kan vara kopplat till ett labb, och därmed orsaka skada.

Jag har själv inte använt isolerade anslutningar i mitt labb, och jag har ännu inte bränt någon port i datorn. Jag kommer heller inte att ha isolerade portar i den nya verkstad/labb jag håller på att bygga nu. Sunt förnuft kommer man långt med, och kombinerat med lite tur så kanske jag klarar mig i fortsättningen också.

Däremot försöker jag lägga en del arbete på att få det funktionellt och snyggt. Nu blir det ju lite enklare för mig, eftersom jag valt att bara dra fram USB anslutningar, eftersom allt jag vill koppla in kan anslutas med USB. En av de vanligaste enheterna jag kopplar in är just serieportar (antingen RS232 eller RS422/485), och båda fungerar utmärkt med USB. Då kan man använda dessa fina kontakter: https://www.kjell.com/se/sortiment/dato ... 2-0-p38024 (USB1/2) eller https://www.kjell.com/se/sortiment/dato ... 3-0-p67496 (USB3)

Jag monterar dem oftast i rackpaneler, men de fungerar utmärkt i en låda också. Kan vändas så du har antingen A eller B kontakten på utsidan. En hubb (gömd under bordet) och fyra kontakter på en rackpanel ger mig mer än tillräckligt antal anslutningar till datorn.

[MiaM]

Att inte visa ett pulsdiagram för hur ett tecken sänds och tas emot är dåligt, tycker jag.

Datapinnarna på en EPP, vilket alla är i dag är dubbelriktade, måste nog vart det från allra första början också, för annars borde inte hårdvarulåsen kunnat fungera, och de kom ju på 80-talet.

De första parallellportarna var inte dubbelriktade utan hårdvarulåsen använde separata pinnar som utgångar (D0-D7, strobe, auto feed XT, init, slct in) och ingångar (slct, busy, pe, ack).

Men om man tittar på schemat (källa) så anar man att det finns en ledig utgång på 74LS174. Genom att skära bort jordningen av OE på 74LS374 och ansluta till den lediga utgången på 74LS174 så får man en dubbelriktad port kompatibel med PS/2 o.s.v. (källa)

IBM-LPT.PNG

Jag antar att schemat kan vara av intresse för Roger, det berättar lite om vilka ben som faktiskt används för signaler, vilka som är jord och vilka som över huvud taget inte är anslutna.

Men observera att det är för parallellportar från stenåldern. Sedan dess har portarna matats med anabola och fått massor av nya funktioner. Det finns lägen där man i princip kan adressera register i extern hårdvara och utföra busscykler som om det vore en processorbuss, och där hårdvaran i datorns printerport gör att dessa överföringar går riktigt snabbt. För all form av hårdvara som inte är en printer som fungerar fullt ut även på andra parallellportar än på en PC så kan man nog räkna med att hårdvaran oftast kräver eller åtminstone hemskt gärna önskar modernare paralellport. Annars kan funktionen utebli helt eller så växlar hårdvaran till ett långsammare kompabilitetsläge.

[MiaM]

Om du ska använda transformatorer så kosta på dig två helt separata nätdelar som kan mata op-förstärkare på var sida av transformatorerna. Då kan du ha aktiv elektronik som ger hög inimpedans och låg utimpedans mot omvärlden oberoende av transformatorernas impedans.

Har nog bestämt mig för att skippa transformatorer rakt av, blir för dyrt.

Samtidigt ser jag inte problemet du beskriver, jag har ju i min senaste skiss transformator enbart ut mot dator och i ena fallet ser således datorn i princip OP'ns utgångsimpedans i andra fallet ser datorn OP'ns ingångsmotstånd.

Det beror förstås på vad du använder för trafos. Min erfarenhet är att trafos från gamla modem, på den tiden de var så stora att man körde telefonlinjens likström direkt genom trafon, kan låta alldeles utmärkt för audio men då om de drivs med låg impedans och lastas med hög impedans. En krets som buffrar före och en annan efter kan alltså vara bra.

Serieportar är rätt stryktåliga och det är sällan du har högre spänningar än typ +/- 15V i ett bygge som använder serieportar så risken för överspänning är inte så stor. Å andra sidan är det bra med galvanisk isolering, så därför kan du med fördel göra nån optokopplarbaserad koppling. Även här går det givetvis åt fler nätdelar.

Intressant men iom att LPT inte går att galvaniskt isolera så skippar jag detta även för COM, även om optokopplare inte är så dyra.

Det är väl inte så ovanligt att man ansluter serieporten men inte parallellporten till något bygge? Då har du åtminstone galvanisk isolering i det läget.

När du ändå micklar med serieport så gör gärna så att du också kan köra 5V-nivåer och kanske 3,3V-nivåer rakt av, så slipper du använda ytterligare en omvandlare om du labbar med mikrokontrollers eller liknande. Använd en annan typ av kontaktdon för 3,3/5V-nivåerna så att ingen kopplar fel av misstag.

Men det är väl det jag gör?

Jag seriekopplar ju två RS232-kretsar och i mitten plockar jag ut UART.

Fast i nuläget är UART på 5V...

Jag tänker alltså att dessa 5/3,3V-nivåer ska vara tillgängliga på en separat kontakt, utöver de 12V-nivåer som du egentligen "ska ha".

Jag skulle föreslå att du caddar kort så att du kan ha en hel driva små nättransformatorer för att driva ungefär varje ports "omvärld"-sida separat om du så vill, och om du inte från början vill ha mängder av trafos så kan du mata flera delar från samma trafo. På så sätt så kan du i framtiden få line in isolerad från line out.

Intressant!

MEN, om alla datorns I/O som jag vill nyttja alltid är inkopplade till lådan då räcker det ju med att en enda I/O inte har galvanisk isolering för att allt ska bli "ogalvaniskt" isolerat, eller?

Det beror förstås på vilka saker du ansluter. De olika portarna ut mot omvärlden bör ju inte vara sammankopplade med varandra. Även om det kanske inte hjälper till att skydda så är det mättekniskt bra om line out och line in är galvaniskt isolerade från både varandra och allt annat, eftersom du då slipper jordslingor när datorn används för att mäta-fixa-dona på någon uppkoppling.

Vi får se hur jag gör men nu har jag lite kött på benen. Helt klart är att jag vill ha en låda, det ska liksom inte hänga en massa kablar på väggen och jag funderar tom på att skruva fast lådan i labbänken så att den står stadigt, sen är det mycket skönt och smidigt att ha alla signaler tillgängliga på ovansidan labbänken så man slipper gå ner på knä och krypa under labbänken bara för att koppla in nåt. Och när man ändå bygger en låda, varför inte försöka säkra upp den så mycket det går utan att det kostar skjortan?

Mycket bra att ha en riktig låda fastmonterad. Om jag vore dig så skulle jag ha en hylla lite ovanför bänken och montera t.ex. denna låda och annat liknande på underkanten av hyllan. Hyllan blir också bra hylla för instrument och liknande. Det ger mer arbetsyta ledig och mindre risk att det du jobbar med står i vägen för något instrument. Alltid lika jobbigt att behöva böja sig över objektet för att se vad multimetern, oscilloskopet eller liknande visar.

[Spisblinkaren]

Tack för dina alltid lika trevliga tips, MiaM!

Jag trodde ett tag att jag var klar med planerandet av min låda och bara att "rita om".

Men jag respekterar din kompetens så mycket att jag faktiskt får tänka om en gång till

Nu tror jag att jag kör med transformatorer/optokopplare så mycket det går och skippar att LPT inte riktigt går att galvaniskt isolera.

Jag kommer även göra som så att jag nyttjar trafo "i mitten" av LINE_OUT respektive LINE_IN (med förstärkning för MIC-nivåer) med OP på vardera sida, singel-op obs

MVH/Roger
PS
När det sen gäller UART-sidan är min tanke nu MAX3232 med en brytare (med armlås obs) där man antingen matar den kretsen med 3,3V eller 5V, vad tror du om det?

[Spisblinkaren]

Att inte visa ett pulsdiagram för hur ett tecken sänds och tas emot är dåligt, tycker jag.

Datapinnarna på en EPP, vilket alla är i dag är dubbelriktade, måste nog vart det från allra första början också, för annars borde inte hårdvarulåsen kunnat fungera, och de kom ju på 80-talet.

De första parallellportarna var inte dubbelriktade utan hårdvarulåsen använde separata pinnar som utgångar (D0-D7, strobe, auto feed XT, init, slct in) och ingångar (slct, busy, pe, ack).

Men om man tittar på schemat (källa) så anar man att det finns en ledig utgång på 74LS174. Genom att skära bort jordningen av OE på 74LS374 och ansluta till den lediga utgången på 74LS174 så får man en dubbelriktad port kompatibel med PS/2 o.s.v. (källa)

IBM-LPT.PNG

Jag antar att schemat kan vara av intresse för Roger, det berättar lite om vilka ben som faktiskt används för signaler, vilka som är jord och vilka som över huvud taget inte är anslutna.

Men observera att det är för parallellportar från stenåldern. Sedan dess har portarna matats med anabola och fått massor av nya funktioner. Det finns lägen där man i princip kan adressera register i extern hårdvara och utföra busscykler som om det vore en processorbuss, och där hårdvaran i datorns printerport gör att dessa överföringar går riktigt snabbt. För all form av hårdvara som inte är en printer som fungerar fullt ut även på andra parallellportar än på en PC så kan man nog räkna med att hårdvaran oftast kräver eller åtminstone hemskt gärna önskar modernare paralellport. Annars kan funktionen utebli helt eller så växlar hårdvaran till ett långsammare kompabilitetsläge.

Mycket intressant schema, MiaM!

Jag älskar logikkretsar

Hämtade således min Toshiba HCMOS-bok från 80-talet och slog upp kretsarna (374 använde jag dock nyligen så den kom jag ihåg), såg sedan snabbt att antalet ingångar och utgångar på 174 inte stämde, korrelerade det med vad du säger och kom också fram till att det finns en D-vippa över, sen förlorar du mig dock.

Men en sak kan jag kanske få inflika, hög nivå hos /OE på 374:an sätter utgångarna i 3-state samtidigt som det varken finns pull-down eller pull-up på utgångarna dvs den kan inte vara annat än aktiv.

MVH/Roger

[Spisblinkaren]

Räcker det möjligtvis med att RS232-signaler (på datorsidan) precis innan RS232-kretsen bara tillåts spela +15V/0V dvs +15V för Låg och 0V för Hög?

Om detta räcker kan man nämligen rätt enkelt slänga dit en optokopplare innan RS232-kretsen.

Eftersom ström drivs in i en fotodiod och spänning tas ut på kollektorn på fototransistorn blir dock signalen inverterande men det kan man ju fixa med ytterligare en vanlig transistor i CE-koppling på utgången.

Men om signalen in till RS232-kretsen behöver vara +/-15V så vet jag inte riktigt hur jag ska kunna nyttja optokopplare.

MVH/Roger

[lond]

Det finns RS232-drivare med inbyggda optokopplare att tillgå.

/// Marcus

[cjonash]

Räcker det möjligtvis med att RS232-signaler (på datorsidan) precis innan RS232-kretsen bara tillåts spela +15V/0V dvs +15V för Låg och 0V för Hög?

Det skall du nog inte räkna med. Beror väl främst på vilka drivkretsar som sitter i datorn, men jag hade inte satsat på en sådan lösning.

Men om signalen in till RS232-kretsen behöver vara +/-15V så vet jag inte riktigt hur jag ska kunna nyttja optokopplare.

Den vanligaste lösningen är att antingen använda interfacekretsar med inbyggd optokopplare eller, vilket jag gjort själv, använda dubbla kretsar precis som i ditt schema. Optokopplarna sitter då mellan kretsarna, och varje sida av optokopplarna matas av varsin strömförsörjning. Du har alltså en strömförsörjning för allt som är på PC-sidan, och en för allt som är på labb-sidan. En (isolerad) DC-DC omvandlare kan ju användas om man inte vill ha dubbla nätaggregat.

På samma sätt fungerar de USB-isolatorer som jag länkat till tidigare.

Om du vet vad du skall ansluta till parallellporten (och detta inte kräver dubbelriktade datalinjer) så kan man ju använda samma princip där. Det fungerar dock mindre bra om du skall kunna koppla in "vad som helst" där, eftersom det då blir svårt att få till dubbelriktad data.

[TomasL]

enklaste för parallellporten är väl att köra via USB och en USB-Parallellports konverter. samma gäller Serieportarna, då behöver man ju bara isolera USB-linan.

[cjonash]

Fast just parallellportar fungerar inte alltid med USB konverters. Det beror på hur mjukvaran använder porten.

Serieportar däremot har jag personligen aldrig haft problem med, när det gäller mjukvara. Däremot finns det mer eller mindre bra versioner av dem (eller snarare av drivrutinerna).

[Spisblinkaren]

Men om signalen in till RS232-kretsen behöver vara +/-15V så vet jag inte riktigt hur jag ska kunna nyttja optokopplare.

Den vanligaste lösningen är att antingen använda interfacekretsar med inbyggd optokopplare eller, vilket jag gjort själv, använda dubbla kretsar precis som i ditt schema. Optokopplarna sitter då mellan kretsarna, och varje sida av optokopplarna matas av varsin strömförsörjning. Du har alltså en strömförsörjning för allt som är på PC-sidan, och en för allt som är på labb-sidan. En (isolerad) DC-DC omvandlare kan ju användas om man inte vill ha dubbla nätaggregat.

Det här hade jag inte förstått men när du nu är så övertydlig så förstår jag, ett klockrent tips ju

På samma sätt fungerar de USB-isolatorer som jag länkat till tidigare.

Det här förstår jag inte alls, finns det dedikerade USB-drivkretsar som man kan kaskadkoppla, alltså?

Jag ska studera dina länkar närmare.

Om du vet vad du skall ansluta till parallellporten (och detta inte kräver dubbelriktade datalinjer) så kan man ju använda samma princip där. Det fungerar dock mindre bra om du skall kunna koppla in "vad som helst" där, eftersom det då blir svårt att få till dubbelriktad data.

Bekväm fråga, är det skillnad på en scanner och en JTAG-programmerare vad gäller datariktning?

Finns nämligen en liten risk att jag emellanåt kopplar in min gamla scanner som gick på en Win95-dator för länge sedan, jag tror att den även gick att köra på min XP printerdator (dvs den vi diskuterar).

Men i princip är det bara JTAG-programmeraren som ska kunna kopplas in.

MVH/Roger
PS
Skulle scanner-protokollet skilja från JTAG-protokollet väljer jag JTAG bara, jag kan nämligen lösa scanner-behovet på annat sätt idag.

[cjonash]

När det gäller USB isolering, så finns speciella kretsar för detta. Det är en krets, inte två som kaskadkopplas. Men internt fungerar den på liknande sätt; isolering och separata spänningsmatningar.

Det är omöjligt att svara säkert på din fråga om JTAG kontra skanner - men sannolikt används inte porten på samma sätt.

Med JTAG kan jag tänka mig att databussen är enkelriktad, och andra pinnar används för returdata (men det är inget jag vet). Med scannern är databussen sannolikt dubbelriktad för att få en vettig överföringshastighet. Och därmed svår att isolera.

[Spisblinkaren]

Tack återigen för ditt svar, cjonash!

Då kommer jag satsa på att bara köra JTAG på parallell-porten.

Som du säger skulle man kunna ta reda på exakt vilka LPT-pinnar som används för TMS, TDI, TDO och TCK samt fullständigt avsäkra och isolera endast dom (dvs bara typ 4 av 17).

Men jag tror det blir Zener + motstånd på samtliga pinnar för dels blir det för dyrt dels förstår jag på dig att det kan bli problem om en apparat plötsligt kräver dubberiktad data.

En variant för min scanner är emellertid att man kopplar förbi lådan i just det fallet.

Jag är nämligen lite osäker på inkommande kablage's hona/hane, jag vill ha modell skarv-kablage (och då funkar ovan) men det blir nästan fjantigt om t.ex LINE_OUT ska vara hona från datorn samtidigt som gränssnittet mot låda ska vara hona (som är det enda som funkar som chassi-kontakt) för då måste jag bygga små kablage hane-hane för dator/låda

Att sen bygga nåt liknande typ 1dm kablage för LPT...

Fast där kanske det finns hane för chassi?

Jag tror att jag egentligen bara får problem med USB på detta viset, jag menar om jag vill ha skarv-kablage för allt då måste jag möta dator-kabeln med en TYP A Hane samtidigt som detta (väl?) inte finns som chassi-kontakt?

Misstänker att bara TYP B Hona finns som chassikontakt, varvid ett 1dm USB-kablage behövs också.

Men som jag ser det är det bara problem med AF-kablaget och USB-kablaget för DSUB/Chassi finns nog som både hane/hona.

Personligen tycker jag det vore roligt om man hade dator-gränssnittet intakt innan låda för att få exakt samma gränssnitt efter låda för detta gör att man kan felsöka bättre typ "varför funkar det inte, nåt fel på min låda, eller?" och så bypassar man bara (vilket är enkelt för t.ex en JTAG som bara hänger i luften).

Slutligen, vågar jag ens koppla in denna låda när jag är klar

MVH/Roger
PS
Om jag satsar på att bygga 1dm kablage så tror jag jag gör det för alla I/O, kablarna blir då ekvidistanta. Fast den här biten retar mig lite, ge mig USB Typ A Hane som chassi-kontakt och Japan Hane som chassi-kontakt




J

[E85]

Det finns "breakout boards" med optokopplare till parallellporten att köpa för CNC-bruk. Kan nog vara användbara även i andra sammanhang.
http://eu.stepperonline.com/5-axis-cnc- ... p-197.html

[Spisblinkaren]

Ledsen men jag förstår ingenting av det där.

Tack ändå men jag satsar nog på nåt jag förstår istället.

Tack ändå för ditt inlägg.

MVH/Roger