Homeoffice oder: der dumme USB Sharing Switch

Seit Mitte März arbeite ich nun durchgehend zu Hause.

Damit es keine Doppelbelegung gibt und auch der Laborplatz verwendet werden kann, hängt das Arbeitsnotebook an meiner restlichen Peripherie. Die ersten Tage bin ich jeden Tag noch zweimal unter den Tisch, um die DisplayPort-Stecker von PC zu Notebook und wieder zurückzustecken. Recht schnell kam dabei der Gedanke: für wie viele Zyklen sind die Konnektoren überhaupt gemacht?

Leider hat das Dock vom Arbeitsgerät nur VGA (für 1440p eine Zumutung) und 2x DP. Aber: das Notebook selbst hat zumindest einen HDMI und meine Bildschirme jeweils auch. Mein uraltes Thinkpad hatte doch auch (nur) Displayport und alles, woran man es damals anschließen wollte, hatte wenn dann nur HDMI – also kam mal ein Adapter ins Haus.

Nun muss nur noch, Maus, Tastatur, Mikrofon und Kamera umgesteckt werden. Um nicht alles einzeln zu machen hängen alle Geräte an einem USB-Hub. Auch wenn es jetzt deutlich bequemer ist, unter den Tisch muss man trotzdem noch.

Aber auch das Problem lässt sich lösen. Für eine alte Bastelei hatte ich noch einen USB-Schalter – den auf Umschalter umzubauen, dazu noch mit vernünftigem Power select (keine Rückströme), dürfte ziemlich unangenehm sein. Glücklicherweise gibt es so etwas im Austausch kleine bunte Papierstreifen nach Hause geliefert:

USB-Umschalter „Auto Sharing Switch“

2 Buchsen für den PC, eine (verbogene) für ein Gerät, zwei Tasten. Einfach wie effektiv. Bei den Kosten und aus reiner Neugierde kann man schon einmal einen Blick ins Innere werfen. Zunächst die Unterseite:

Leiterkarte des USB-Umschalters von unten

Hmm, mit lecker Kruste sowie Hotfix (rechts oben) und ein bisschen Lötzinn an der USB-Buchse als Beilage. Das kann oben nur besser werden…

Oberseite des USB-Umschalters

Ok, das Teil heißt also FJ-U02S und stammt von www.fj-gear.com und sieht soweit gar nicht mal so gut aus – man beachte den Bereich rechts unten – da ist wohl mal der Schraubendreher (oder Hammer?) ausgerutscht…

Noch einmal ein bisschen näher:

Was um alles in der Welt haben die in der Fabrik mit dem Teil angestellt? Es fehlen Pads von 5 Bauteilen und der Hotfix macht es auch nicht besser… Die beiden Widerstände sind übrigens 1k. Der C war warscheinlich ein kläglicher Versuch, noch irgendwas am Ausgang zu filtern. Der kann von mir aus weg bleiben. Trotzdem habe ich es mir nicht nehmen lassen, die Leitungen noch ein bisschen zu verstärken.

Der Transistor schaltet übrigens die Versorgung des angeschlossenen Devices – auch dank der Dioden in Reihe mit VBUS von den Hosts ist es nicht ratsam, ein Gerät das sich über USB versorgt anzuschließen – zumindest ohne aktivem USB-Hub. Ohne Last habe ich am Ausgang knapp 4,3 V gemessen (obwohl es nach Marking Schottky-Dioden sein sollten).

Ansonsten finden sich folgende Hauptkomponenten auf dem Board:

  • WCH CH440G – Analog-Switch (PDF-Link nach China)
  • WCH CH9882 – Vermutlich ein Mikrocontroller mit USB
  • OnSemi NC7SZ32 – TinyLogic OR-Gate
  • NXP 74HC123D – Dual retriggerable monostable multivibrator with reset
  • ST LM358 – Operationsverstärker

Warum das Teil einen Mikrocontroller hat? Vermutlich aus dem gleichen Grund, warum eine CD beiliegt: Damit man vom (nicht verbundenen) PC aus den Host umschalten kann. Ich war so mutig/dumm und habe die Software installiert – allerdings tut sich soweit gar nichts.

Das Gerät meldet sich mit VID 0x1A86 und PID 0xE040 als HID an und hat sonst keinerlei Beschreibungen. Laut HID-Descriptor hat es eine Reportlänge (in und out) von 9 Byte (inkl. Report ID). Wer sich für mehr interessiert, hier mal der komplette Dump aus USB Device Tree Viewer

Leider ist das Teil nicht intelligent genug, auf den Host umzuschalten, der gerade aktiv ist (wenn der andere aus ist). Damit könnte das Teil einfach unsichtbar unterm Schreibtisch verschwinden.

Unterm Strich sieht mein Setup nun ungefähr wie folgt aus:

Einzig der (powered) USB-Hub muss manchmal aus- und wieder eingeschaltet werden, wenn die Einschaltreihenfolge der Stromversorgung und PC nicht passt. Aber vielleicht findet sich dafür auch eine sinnvolle Lösung 🙂

Beim Schreiben des Beitrags ist mir übrigens aufgefallen, dass Video auch gänzlich übers Dock funktionieren dürfte, da die Grafikkarte am PC auch einen HDMI hat. Also: 1x DP und 1x HDMI jeweils vom PC & Notebook. Solange ich aber nicht spontan zwischen Homeoffice und Arbeitsplatz wechsle bleibt es erst einmal so wie es ist.

Lageerkennung als MEMS noch teuer war (Part 2)

Weil die Teile der anderen Kamera doch noch herausgekommen sind, so hat es Canon früher bei den EOS gemacht:

Die gezeigte Fläche zeigt nach unten (in Richtung Stativgewinde)

Die beiden Bauteile auf der „Origami FPC“ erwecken schon den Eindruck von Gabellichtschranken. Setzt man den Schraubendreher an, kann man den Deckel öffnen und sieht dann sogleich die Plastikkugel, die je nach Lage den Lichtstrahl unterbricht:

Lageerkennung als MEMS noch teuer war

Durch Zufall ist mir vor kurzem eine ältere kaputte Canon-Kompaktkamera in die Hände gefallen. Eigentlich war ich nur an der Optik interessiert, das Mainboard wanderte aber nicht direkt in die Tonne.

Als ich es heute dann doch mal in die Recycling-Box packen wollte, fiel mir ein Bauteil auf:

Neben Controller, Speicher, Oszillator und weiteren befindet sich ein eher auffälliges Bauteil auf der Leiterkarte

Hoch und Keramikdeckel. So ähnlich sahen auch schon die früheren Beschleunigungssensoren aus Thinkpads aus. Unter dem Aufdruck „1453K“ bzw. „35184“ ließ sich nichts im Netz finden. Da der Deckel etwas übersteht, warum nicht mal daran knibbeln?

Das war etwas unerwartet. Der kleine Metallpuck lässt sich frei bewegen und obwohl er sehr nach Neodym-Magnet aussieht, ist er nicht einmal ferromagnetisch. Die Scheibe oben ist von innen mit Gold beschichtet, der Grundkörper hat 3 Löcher. Bei genauerem Blick entpuppen sich diese als…

…etwas optisches!

Durch etwas mehr Knibbeln lässt sich der Körper entfernen:

Klick macht wie immer groß

Meine beste Vermutung ist: oben eine (IR-)LED, links und rechts Fotodioden. Der Deckel dürfte ein ziemlich guter Reflektor sein. Je nachdem, wo die Metallscheibe liegt, lassen sich alle für die Fotografie grundlegend wichtigen Lagen für Portrait und Landscape erkennen, das sogar binär. Rechts im Bild ist Kamera oben, nennen wir den rechten Sensor (oben) mal 1 und den linken (unten) 2, so erhalten wir folgende Zustände:

Sensor 2Sensor 1Lage ScheibeOrientierung
dunkeldunkellinksPortrait (90° )
dunkelhelluntenLandscape (0°)
helldunkelobenLandscape kopfüber (180°)
hellhellrechtsPortrait (270°)

Genial einfach und „damals“ einfach genial. Leider habe ich die Innereien einer alten Canon DSLR schon weggeworfen, dort befanden sich zwei gedeckelte Optokoppler, im 90° Winkel angeordnet, mit zunächst unbekannter Funktion. Beim Schütteln haben sie geklappert, beim Öffnen kam jeweils eine kleine Plastikkugel entgegen. Die Mechanik ist vermutlich auch der Grund, warum sich meine olle PowerShot eine Zeit lang entschied, alle Bilder im Portrait darzustellen – vermutlich ist Feuchtigkeit in den Sensor gekommen und hat die Kugel/Scheibe „verklebt“.

In meine aktuelle Kamera (von 2016, wie die meisten anderen) hat mittlerweile einen Beschleunigungssensor und schreibt die Informationen sogar in die Bilder:

Accelerometer Z                 : 132
Accelerometer X                 : -8
Accelerometer Y                 : 213
Camera Orientation              : Tilt Downwards
Roll Angle                      : -3.2
Pitch Angle                     : -58.1

Good boy. Leider fehlen bei der Lumix so Informationen wie Temperatur und intrinsische GPS-Koordinaten (GPS-Tagging per Handy ist Mist).

Wer den Lagesensor noch einmal genauer (allerdings nicht ganz so guter Abbildungsleistung) sehen will, here you go:

Die Goobay Steckdosenleiste

Der neue Rechner steht da und funktioniert soweit, nur gibt es nun ein Problem: Die Leitungsschutzschalter in meiner Wohnung sind nach über 30 Jahren schon ziemlich ausgenudelt und nachdem mein PC samt Peripherie bei Nichtbenutzung vom Strom getrennt wird (bisweilen mit Taster + Stromstoßschalter) ist der Einschaltstrom zu viel für den LSS, auf dem die halbe Butze hängt.

Beim alten PC habe ich immer hinter das Gehäuse gefasst und das Netzteil vor dem Betätigen des Hauptschalters kurz ausgeknipst. Neue Gehäuse haben das Netzteil unten verbaut, hieße: unter den Tisch krabbeln.

eBay fördert ein Wunderwerk des China-Exports zu Tage: eine Steckdosenleiste mit Haupt- und Einzelschaltern, sogar noch genug von der Sorte um den Drucker und Verstärker getrennt zu schalten (seitdem ich einen DAC und vernünftige Kopfhörer habe, bleiben die größeren Lautsprecher öfter aus). Also bestellt und zwei Tage später von innen bewundert:

Eine Kombination aus Ultraschallschweißen und Verlöten – Einzelne Leitungen zu den Dosen hätte ich ehrlich gesagt nicht erwartet, eher dass die Federkontakte direkt an die Schalter gelötet sind…

Der Hauptschalter ist zweipolig – so wie es sein sollte. Die Einzelschalter knipsen leider nur einpolig aus. Ich hatte schon vor dem Kauf noch die Hoffnung, dass die LED anzeigt, wenn die Phase auf der richtigen Seite hängt, ein genauerer Blick verrät aber:

Nope, nix schickes drin, nur ein Kondensatornetzteil damit nicht nur die Schalter sondern die (selbstverständlich) blaue und viel zu helle LED die Netzhaut runterbrennt. Immerhin: Es gibt tatsächlich einen Überspannungsschutz. Wie gut er ist habe ich nicht weiter untersucht.

Jetzt aber noch kurz, warum ich von den einpoligen Schaltern und der nicht vorhandenen Phasenanzeige nicht so begeistert bin:

Der Schalter ist aus, der Lügenstift leuchtet aber trotzdem – nanu?

Es ist ausnahmsweise keine Fehlfunktion des „Phasenprüfers“, an der Buchse liegen tatsächlich 230 V an. Der Grund ist einfach wie fatal: unsere (sonst eigentlich gut durchdachten Schuko-Stecker) kann man in beide Richtungen stecken und es gibt m.W. auch keine Vorgaben, wo an Steckdosen die Phase hängen muss. Wenn nun ein einpoliger Schalter auf diese Unbekannte stößt, besteht eine 50:50-Chance, dass es nicht leuchtet, dafür aber brennt.

An Geräten mit Metallgehäuse kann man sich dadurch entweder lustige Elektrovibration oder einen eher unangenehmen Schlag abholen (da muss dann aber schon mehr schief gegangen sein), schön ist es trotzdem nicht.

Ich hab an beiden Enden (Stecker und Buchsen) nun einfach die dauerhaft verbundene Seite mit „N“ beschriftet und mich nochmal an der Steckdose anlügen lassen.

Bezüglich der Leitungsschutzschalter: Der Techniker ist informiert, dabei wird dann auch gleich der uralt-FI in den Ruhestand geschickt.

廉价 oder 有利

Günstig oder billig?

Ein Kollege brachte heute ein Stück Technik vorbei, das zwar funktionierte, aber nicht so richtig wertig wirkte:

Links ist das gute Stück, rechts ein zum Verwechseln ähnlicher USB-Charger von Samsung. Abgesehen von der Größe und und dem fehlenden Samsung-Logo (ok, das CE-Logo sieht auch eher nach „China Export“ aus) merkt man den Unterschied, wenn die Steckernetzteile in der Hand hält: Das Gewicht ist doch ziemlich unterschiedlich: Der Samsung-Charger wiegt mit 40 g ein bisschen mehr als doppelt so viel wie das Teil aus dem Reich der Mitte (18 g).

Mit ein bisschen Gewalt am oberen Ende offenbarte das Ladegerät seine inneren Werte, die man vorher schon an der USB-Buchse riechen konnte (heißes Hartpapier). Entsprechend meinen Erwartungen wurde ich nicht enttäuscht:

Hmmm, Crusty!

Zum Vergleich die Innereien eines anderen Samsung-Ladegerätes, das ich mal auseinandergenommen habe (IIRC ohne „adaptive fast charging“):

Auffälligster Unterschied: Eine richtige Sicherung, eine Common-Mode-Choke zur Funkentstörung, bisschen höherwertige Kondensatoren (wobei mir „Chang“ nicht als besonders hochwertig in Erinnerung ist), ein im Vergleich richtig fetter Transformator und ein halbwegs seriöser X-Kondensator zwischen Primär- und Sekundärseite. Der größte und auffälligste Unterschied: Eine Isolationsplatte, die durch den Slot zwischen Netzspannung und Schutzkleinspannung greift. In den Bildern sieht man es leider nicht so richtig: sie ragt 3,5 mm über die andere Seite der Leiterkarte heraus.

Aber auch auf der Unterseite sieht man deutliche Unterschiede. Zunächst, als Positivbeispiel Samsung:


Muss man noch etwas dazu sagen?

…und nun das, was man für 3,50 1,86 Euro mit USB-Kabel und Versand bekommt:

Der Isolationsabstand zwischen Primär- und Sekundärseite beträgt ca. 1,5 mm. Die Kriechstrecke sollte IIRC eher die vierfache Breite haben

Völlig unklar ist auch, wie gut die Wicklungen im Trafo voneinander isoliert sind. Wenn man genauer hinsieht, kann man zwar noch eine rote Folie unter der äußeren Wicklung erkennen, aber die Zweifel bleiben

Kurzgesagt: Das Teil würde ich definitiv nicht an mein Telefon oder etwas anderes anschließen.

Noch ein weiteres Leckerchen: Die Interpretation einer Sicherung (der Eingangswiderstand) oder besser sein Beinchen (unten mitte-links im Bild) ist so ungeschickt abgeschnitten, dass der Pin sehr nah in Richtung Ausgangsseite des Gleichrichters reicht.

Den Ausfall dürfte man dann ziemlich schnell merken 😉

Teardown von Trådfri

Nachtrag 18.03.2019: Dieser Blogeintrag wurde mit mehr Details ins Wiki übernommen.

Eigentlich habe ich mich nur in der Ausfahrt vertan – was bin ich nur für ein Dussel. Weil ich aber schon dort war, habe ich mir etwas mitgenommen: Die billigste verfügbare Lampe mit Funkanbindung (GU10 mit 400 lm, 803.652.70) und einen drahtlosen Dimmer (003.478.31), der eine relativ interessante Funktionsweise hat: Man kann ihn in quasi beliebiger Raumlage drehen (liegend oder an der Wand klebend) – die Halterung braucht man dafür nicht. Daher meine Vermutung: Da muss ein mindestens ein Drehratensensor (Gyroskop) oder gar ein Kompass drin sein.

Der Hauptgrund des Einkaufes war – zumal es in meiner Wohnung keine Leuchten mit GU10-Lampen – eher ein Teardown, da ich online bis jetzt noch nichts finden konnte.

Nimmt man das „User-servicable“ Gehäuse vom Dimmer ab, bekommt man folgendes zu Gesicht (klick macht wie immer groß):

Die Typenbezeichnung ist also neben der Ikea-Nummer ICTC-G-1. Obwohl das Gehäuse den Anschein macht, als wäre es Ultraschall-verschweißt, ist es nur geklipst. „Built to a price“, das Schweißen wäre ein zusätzlicher Produktionsschritt und die Spritzguss muss sowieso ran. Mit einem Schraubendreher lassen sich die Gehäuseteile vorsichtig trennen.

Das Rückteil ist weniger spektakulär – ein Magnet und eine Kontaktfeder für die Batterie. In der anderen Hälfte steckt die „Magie“:

Der Codename für das Leiterkärtchen ist allen Anschein nach „Nebula_1F“. Ich bin kein Trekkie, aber ist das eine Anspielung auf eine Schiffsklasse? Halbwegs futuristisch ist die Bedienung immerhin…

Hirn und Herz ist ein Silabs EFR32 MG1P132GI. Für ein Datenblatt sollte man den Suchbegriff auf „EFR32MG1“ einschränken: „Mighty Gecko Mesh Networking Wireless SoCs for Zigbee and Thread“-Produkt-Familie beim Hersteller.

Leider hört es da auch schon fast auf. der IC rechts unten (mit der Aufschrift „I4BEB2 P10343“) dürfte ein EEProm sein (nachdem der Gecko wohl keinen internen hat), bei den oberen beiden (Aufdruck „S2 636“ und „628“) dürfte es sich vermutlich um Magnetometer und Gyro handeln. Letzteres vermutlich eher links oben, da diese Komponenten meines Wissens etwas höhere Pulsstromaufnahmen (schließlich muss die Mikromechanik angeschubst werden) haben.

Schön an den Geckos ist, dass man die Pins ziemlich komfortabel auf die gewünschten Funktionen routen kann, für’s Reverse Engineering ist das allerdings nicht so ganz schön.

Wenn man die Leiterbahnen etwas verfolgt erkennt man, dass es die Leiterkarte mehr als 2 Lagen hat, halbwegs erstaunlich, bei der vergleichsweise geringen Komplexität. Bei der Leiterkartenproduktion wurde das aber wieder reingeholt: Die Leiterkarte ist gestanzt statt gefräst und das Material sieht eher billig als günstig aus. Immerhin sind die Kontakte vergoldet und es wurden einige Testpunkte spendiert – da wird sicher ein I²C dabei sein.

Objekt 2 ist, wie oben geschrieben, eine GU10-Lampe:

Der Deckel bzw. die Optik geht erstaunlich leicht runter, Innen sieht es erstaunlich unspektakulär aus:

Ein herumflatterndes Kupferfähnchen? Sieht nach einem late fix zum Bestehen der EMV-Prüfungen aus. Das LED-Modul hat keine Wärmeleitpaste im Rücken und die leicht verklebte Metallplatte lässt sich mit sanfter Gewalt (mit dem Schraubendreher am Schraubloch hebeln) herausnehmen. Dahinter begrüßt einen die Elektronik – oder zumindest das Funkmodul.

Es sieht besser aus als es ist. Ich bin mir nicht sicher, ob das Shielding seinen Namen verdient hat, es wackelt wie ein Kuhschwanz. Eine saubere elektromechanische Verbindung sieht auf jeden Fall anders aus. Ein bisschen mehr hebeln und das Innere erblickt das Tageslicht:

Das Silabs-Logo lässt sich erahnen, links unten sitzt auch ein „alter Bekannter“. Bin mir ziemlich sicher, dass es sich hier um einen EEProm handelt. Im Bild sieht man auch, dass das Modul by design eher bescheiden eingelötet ist: unter der linken Kante sitzt ein SMD-Widerstand, unter der rechten nicht. Da man sowas maschinell nicht vernünftig gelötet bekommt: Messer rein, Gedärme raus. Natürlich: Modul rein, Lötzinn-Raupe drüber.

Mit ein bisschen Zug kommt auch das Netzteil + Controller raus. Es ist hinten nicht verlötet und sieht von oben zwar sehr eng gepackt aber dennoch halbwegs ok-ish aus:

Von unten sollte man es – zumindest wenn man Elektroniker ist und einen schwachen Magen hat – besser nicht ansehen. Verdammt viele Handlötungen, mehr Lötzinn als mir lieb ist und noch mehr ekelhafte Flussmittelrückstände:

Der 5-Beiner oben ist mit ZR7IB beschriftet (kein Datenblatt auffindbar). Das Beuteil im SO-8-Gehäuse heißt BEH7JB (auch nix zu finden). Die Qualität dieser Leiterkarte ist leider nicht wirklich rühmlich.

Einen High-Pot-Test würde ich angesichts solcher Lötstellen nicht unbedingt machen:

Warum man den Bose Flugzeugadapter verwenden sollte…

…auch wenn im Flugzeug eine Stereo-Klinke vorhanden ist.

Gemeint ist dieses Kerlchen hier:

Neben dem mechanischen Umsetzung beinhaltet der Adapter Spannungsteiler, die eine Dämpfung einfügen. Dadurch werden bei PAs (Durchsagen), deren Lautstärke man in aller Regel nicht unter einen bestimmten Wert einstellen kann, hoffentlich nicht mehr die Trommelfelle rausgeblasen.

Beim QC35 ist der Adapter noch dabei, warum Bose ihn beim Nachfolger QC35 II zu einem höheren Preis (der Google Assist-Taster rechtfertigt diesen IMHO nicht) weggelassen hat, erschließt sich mir nicht.

Zerlegt: Billig-Akku-Ladegerät

So, es gibt ein neues Spielzeug, das als Rattenschwanz auch gleich Zubehör braucht.

Bei meinen anderen Kameras war immer ein externes Ladegerät dabei, bei der neuen leider nicht mehr. Die Akkus werden bei der Lumix zwar in der Kamera über USB geladen, aber nur, wenn sie abgeschaltet ist. Das ist mehr als schade. Leider kann man die Kamera über USB auch nicht versorgen. Sie zieht am nur um die 6 mA und zeigt beim Einschalten eine Meldung an, dass der Akku nicht mehr geladen wird. Warum nur?

So braucht man für den Betrieb an der Steckdose wieder einen Battery-Dummy, der die Kamera dann wieder nicht richtig aufs Stativ passen lässt. Zudem hat sich der Stecker am Dummy meiner SX280 als etwas wackelig herausgestellt – ab und an geht die Kamera einfach aus. Mit Versorgung aus dem USB könnte die Kamera auf interne Versorgung zurückfallen, falls nichts mehr von draußen kommt. Ok, das Powermanagement ist vielleicht etwas aufwändiger, aber das sind einmalige Entwicklungskosten. Hätte, könnte, müsste, sollte.

Wie auch immer, ich habe grundsätzlich mehrere Akkus dabei, wenn länger unterwegs bin. Da ist das Laden nur in der Kamera unpraktisch. Aber zum Glück gibt es den Aftermarket:

charger-ext

Ich frage mich immer wieder, wie man das für so wenig Geld produzieren kann. Die Stromversorgung findet über eine Micro-USB-Buchse statt. Laut Typenschild 1 A bei 5 V rein, 500 mA bei maximal 8,4 V raus. Nachdem der Originalakku ein bisschen über 1 Ah hat, wird mit 0,5 C geladen. Klingt ganz ok.

Clever am Design: die obere Gehäusehälfte besteht nur aus der Akkuschale, der Rest kann gleich bleiben. Ich würde fast wetten, dass es den gleichen Lader auch für Nikon, Canon, Sony etc. gibt.

Nur was ist da drin? Auf jeden Fall ein Schaltwandler und ein Laderegler. Was solls:

charger-int

Ok, dann eben beides in einem gänzlich unbeschrifteten Chip. Eingangsfilterung ist zumindest mal keine vorhanden (C5 zählt nicht), die Induktivität macht zusammen mit Q3 und D1 den Aufwärtswandler. RJ3 ist dann wohl die „Sicherung“. Da die Schaltung, an der der Akku direkt hängt, wirklich einfach ist, hier mal der in ein paar Minuten abgepinselte Schaltplan:

charger-sch

Das Diodensymbol sollte eigentlich eine Schottky sein. R8 und C12 stellen einen Snubber dar, vielleicht ist das Teil EMV-technisch doch nicht katastrophal (man wird ja wohl noch träumen dürfen). R9 dient wohl als Grundlast für den Schaltwandler, damit dieser nach dem Abschalten in absehbarer Zeit gegen 0 geht. Bei τ = 2,2 Sekunden sind es immerhin knapp 11 Sekunden, bis der Elko nahezu leer ist. Besser als nichts.

Nachdem Li-Ion-Akkus mit CC-CV geladen werden müssen, sollte eigentlich sowohl eine Strom- und Spannungsregelung vorhanden sein. Q1 dient wohl eher dazu, den Akku nach dem Laden zu trennen, weniger der Stromregelung. Ich vermute, das diese indirekt über die Spannung am Schaltwandler geregelt wird.

Abgesehen davon, dass der IC kein Marking hat, sieht die Schaltung auf den zweiten Blick nicht ganz so dubios aus, wie ich zunächst befürchtet hab. Ob sich mein Gefühl bestätigen wird, werde ich wohl erst wissen, wenn der erste Akku abgebrannt ist (was durch dessen Schutzschaltung hoffentlich nicht passieren wird).

Was kommt raus? Im Leerlauf (also ohne Akku) habe ich an den Anschlüssen etwas um die 11 V gemessen, die einbrechen, sobald ein Akku dran hängt. Sobald ein Akku eingelegt wird, bricht sie natürlich ein. Ladeendspannung habe ich bei 8,38 V gemessen, also 4,19 V pro Zelle. das ist IMHO ganz ok.

Zu guter Letzt: habe eigentlich erwähnt, wie wenig ich so gelb-„grüne“ LEDs mag? Die im Lader ist zwar nicht ganz so schlimm, aber auch nicht ganz so schön. Nachdem in der Grabbelkiste mittlerweile eine größere Stückzahl in sattem Grasgrün herumliegt, konnte ich es nicht lassen:

charger-led

In Natura kommt das grün natürlich noch ein bisschen besser raus.Jetzt muss nur noch der Lightguide schön matt werden 😉

Über Spannungen und deren (Einschalt-)folgen

Was ist cooler als ein Logic 16 von Saleae? Natürlich ein Logic Pro 16!

Neben den 16 Kanälen, die (bei 4 Kanälen) mit bis zu 500 MS/s samplen können (100 MS/s bei 16 Kanälen) kann man selbige auch analog aufzeichnen lassen. Das macht die Sache zwar langsamer und es benötigt sehr viel Speicher, aber es bieten sich interessante Möglichkeiten. Nein, es wird kein Oszilloskop daraus. Auch wird es kein Datenlogger. Das Gerät eröffnet wie ich finde eine neue Geräteklasse – einen Hybriden, der es ermöglicht, für Oszilloskope zu breite Busse digital zu analysieren und dabei – wohl bemerkt in den gegebenen Grenzen – auch das Analogverhalten der Signale anzusehen.

Es gibt einen Anwendungsbereich, für den der Pro wie geschaffen ist: Power-up-Sequenzen. Als Bastler kennt man sie nicht, weil man sie nicht braucht. In komplexeren Systemen gibt es oft viele Spannungen, deren Einschaltreihenfolge und teilweise auch die Art des Einschaltens von großer Wichtigkeit ist, da sonst Komponenten entweder nicht richtig funktionieren oder sogar Schaden nehmen. Nehmen wir einfach mal ein Handy: Beim Einschalten bekommt die CPU nicht einfach Strom, zunächst muss das Power Management hochfahren, das den Rest regelt. Anschließend bekommt der Arbeitsspeicher Strom, dann der Prozessor. Dann kommt der Takt. Danach kann langsam die Peripherie hochgefahren werden – Sensoren, Audio, Display und alles andere.

Um es sehr einfach zu umreißen: Würde das Display bzw. dessen Hintergrundbeleuchtung als aller erstes Strom bekommen, würde man als allererstes – weil der ganze Rest noch gar nicht läuft – irgendwelchen Mist auf dem Display sehen. Bei meinem alten China-Scope (Unitrend 2042) war das zum Beispiel der Fall. Wertig wirkt das nicht.

Um das GPS-Modul etwas besser kennenzulernen, sollte man wissen, wann es wo welche Spannung braucht. Mittlerweile habe ich auch den letzten Fädeldraht angelötet. Um keine Kurzschlüsse am Konnektor zu erzeugen, kratzte ich (schweren Mutes) die Flex zum Empfänger auf und verging mich an ihr – mal hoffen, dass der Draht und die Flex hält:

gnss_powerseq_Leitung4

Das GNSS-Modul ist zunächst getrennt – um zu sehen, welche Spannungen die Kamera zur Verfügung stellt. Zu Beginn der Messung ist die Kamera vom Strom getrennt und wird anschließend über das Akkufach versorgt und bleibt für den Benutzer auch aus. Trotzdem tut sich was:

gnss_powerseq_aus

An Pin 1 – im Foto oben (wie in den Posts von gestern) links liegen 3 V an. Pin 2 ist GND und daher in diesem Kontext uninteressant. Pin 3 hat 3,3 V. Pin 4 bis 7 floaten vor sich hin – das dürften alles Datenleitungen sein. An Pin 8 liegen wiederum 2,43 V an.

Im nächsten Screenshot sieht man die Stärke des Pro:

gnss_powerseq_aus_timing

Cursor A1, B1 und C1 liegen so gut wie möglich aufeinander. A2 zeigt die Verzögerung von Pin 3 zu 1 und 8, wobei man darüber streiten kann, ob hier tatsächlich eine Sequenz gefahren wird – schließlich sind es nur knapp 120 µs Unterschied. Was man mit einem normalen Logic Analyzer nicht gesehen hätte – und mangels Kanälen an einem Oszi auch nicht ist das Verhalten beim Hochfahren der Spannungen aller Kanäle. Bei Pin 1 dauert das ca. 6,35 ms, bei 3 und 8 ca 8,8 ms, wobei Pin 8 etwa eine drittel Sekunde früher komplett hochgefahren ist. Ich wollte aber niemanden mit Cursorn erschlagen.

Auch nach einer Viertel Stunde ändert sich nichts. Das Modul wird also dauerhaft mit Strom versorgt. Das ergibt auch Sinn – um einen schnellen GPS-Fix zu erhalten, ist es wichtig, dass die Uhr im Empfänger dauerhaft läuft. Die Auswirkung auf die Betriebsdauer des Akkus spürt man so gut wie gar nicht, weil man den Unterschied nicht kennt 😉

Schaltet man die Kamera ein, zeigt sich folgendes Bild:

gnss_powerseq_an

Es ändert sich lediglich was an Pin 5 – das ist der UART-Tx (zum GNSS-Modul). Im „Stüpfel“ weiter rechts, werden ein paar Byte übertragen:

gnss_powerseq_nebensprechen Leider kann man keine Analyzer auf Analogsignale anwenden – das fehlt dem Logic noch. auf Pin 6-8 sieht man leichtes Nebensprechen – ob es tatsächlich an den Signalen oder meinem bescheidenen Aufbau liegt, kann ich nicht sagen, vermute aber letzteres.

Wenn man in den Kameraoptionen die GPS-Funktion abschaltet, tut sich erst einmal nichts. Im Gegenteil, alle Stromversorgungen bleiben an. Allerdings ist nicht sicher, ob es einen Enable gibt und dieser auf Kameraseite ein Open Drain mit Pull-up im Modul ist.

Interessant ist ebenfalls, dass die Kamera auch nach dem Ausschalten noch eine ganze Weile mit dem Modul zu kommunizieren versucht. Entweder ist es der klägliche Versuch, das Modul in den Tiefschlaf zu schicken oder etwas anderes. Auf jeden Fall bleibt der UART noch relativ genau 30 Sekunden aktiv, bevor er abschaltet. Die Versorgungsspannungen bleiben aber – wie erwartet – danach aktiv.

So, nun einmal mit Modul – wieder zunächst das Anklemmen der Versorgung im Akkufach:gnss_powerseq_mit_modul_aus

Ok, ein leichter Unterschied. Die Versorgungspins bleiben wie erwartet gleich. Pin 4 dümpelt nach wie vor vor sich hin (hätte ich ihn wirklich anlöten müssen?) Pin 5 hat nun auch hier seine 1,8 V. Da muss wohl ein Pull-up im Modul verbaut sein. Pin 6 ist nun auch aktiv. Nach dem kleinen Knick bei ca. 0,75 s steigt die Spannung übrigens von 1,7 auf 1,8 V – vielleicht der Pull-Up des Prozessors der Kamera? An Pin 7 liegen nun dauerhaft 1,8 V an. Entweder der Ausgang eines GNSS-internen Spannungsreglers oder Interrupts oder sonstwas?

Nach nicht ganz einer Sekunde ist der Spuk auf jeden Fall vorbei, die Kamera ist wieder im Tiefschlaf. Was vorhin nicht zu sehen war: Bis auf der Versorgung an Pin 3 werden alle abgeschaltet. Das muss für die Uhr im Empfänger sein.

Um nicht mit ganz so vielen Screenshots zu spammen, hier mal Power-up und Power-down zusammengefasst und dazu die absoluten Zeitstempel. Wer rechnen will, gerne:

  • A1: 0,604856 s (versteckt hinter B1)
  • B1: 0,604999 s
  • A2: 0,611305 s
  • B2: 1,560646 s
  • C1: 1,560977 s

gnss_powerseq_mit_modul_aus_zoom

Kommen wir nun zum Einschalten der Kamera mit Modul:

gnss_powerseq_mit_modul_an

Das meiste ist bereits bekannt, ich hab nach wie vor keine Ahnung, was Pin 4 macht. Vielleicht wird er ja high, wenn es einen GPS-fix gibt? Nächste Frage. Nun gibt es auch auf Pin 6 und 7 ein Signal. Pin 6 ist augenscheinlich der Rx vom Application Processor, also Tx vom GNSS. Der bisschen breitere Block an Pin 5 ist das Hochladen der Almanach-Daten. Die sporadischen Stüpfel an Pin 6 die Bestätigung davon. An Pin 7 liegen konstant 1,86 V an. Sieht entweder nach dem Ausgang eines Spannungsreglers oder doch einem anderen Signal aus. Bis jetzt konnte ich dort nichts beobachten.

Was die Spannung an Pin 8 macht ist mir ehrlich gesagt auch nicht klar. Sie springt auf 1,6 V hoch um kurzzeitig wieder auf die ohne Modul beobachteten 2,41 V zu schalten, wieder runterzugehen und dann doch wieder kurz auf 1,6 V zu springen. Die kurze „high-Phase“ fällt mit den ersten zwei gesendeten Blöcke zusammen. Diese waren das „Hello world“ des Chipsatzes (siehe vorletzter Blogpost). Vielleicht gehört das zur Initialisierung. Wenn man bedenkt, dass hier mutmaßlich der Spannungsregler stärker belastet wird und dadurch einbricht: tolle Initialisierung.

Um vielleicht doch noch herauszufinden, wofür Pin 4 und 7 sind habe ich im Menü Geotagging ein- und ausgeschaltet – ohne Auswirkung auf auf die Signale.

Nachdem die Kamera nun seit 1 Milliarde Samples bei 1 MHz, also etwas mehr als 16 Minuten, keine Regung beim GNSS-Icon zeigte, muss ich leider davon ausgehen, dass entweder der Empfänger oder die Kamera einen Schuss weg hat. Das Mistding versucht anscheinend noch nicht einmal, Satelliten zu suchen.

Aus den Traces habe ich die UART-Daten extrahiert und einem NMEA-Parser zum Fraß vorgeworfen. Mehr als leere RMC- und GGA-Botschaften kam nicht heraus. Hmpf – da ist wohl wirklich nix zu reißen – und nun auch nichts mehr zu verlieren. Mit meiner Lieblingslötspitze (der Hohlkehle) geht es an das Shielding.

Nanu, da ist ein Bauteil nicht ganz so, wie es sein sollte:

gnss_powerseq_noshieldEtwas mit der Pinzette gezupft und das andere Pad vom Kondensator war abgehoben. Bzw. blieb eher auf der Leiterkarte hängen. Ich bin mir sehr sicher, dass das nicht ich war. Beweisen kann ich es aber nicht. Wieder notdürftig angelötet tut sich… …nichts.

Das Oszi spricht: beide Quarze schwingen. der oben im Bild mit 32 kHz, der unten mit ca. 16,4 MHz. Klingt plausibel.

Jetzt ist auch sicher, welcher Chip verbaut ist – ein MTK3339AV. Google spuckt zwar kein Datenblatt aus, aber das Teil wird mit ähnlicher Antenne flächendeckend verkauft. Adafruit hat ein Datenblatt zu einem Modul mit diesem Chipsatz.

Der Versuch, das Teil zum Laufen zu bekommen wäre damit (vorerst) beendet, leider.

Drei verschwendete Abende? Nein. es war auf jeden Fall interessant, das Modul zu erforschen, auch wenn es sich schlussendlich als Kaputtnik herausgestellt hat.

Strg+Z

Argh! Am liebsten würde ich jetzt so lange auf Strg+Z hämmern, bis ich die Kamera nicht zerlegt habe. In wieder mal jugendlichem Leichtsinn habe ich den Bildsensor vom Objektiv getrennt und den Reflektor vom Display gerissen. Mann, bin ich dumm!

Denn: Die Kamera lebt! Einzig der fehlende Blitz wird beim Einschalten bemängelt.

SX280_lebt

Es wäre die perfekte Opferkamera geworden, für nichtmal nen Zehner. Könnt ihr euch vorstellen, wie ich mir gerade in den Allerwertesten beiße? Keine Ahnung, warum das Teil vorher nicht komplett einschaltete (Doch, die 6. Stelle der SNR ist eine 4). Irgendein Dösbaddel hat die Flex zur Hintergrundbeleuchtung abgerissen – und ich möchte nicht ausschließen, dass ich dieser welcher war. *seufz*

Naja, zumindest kann man versuchen, das Beste aus der Situation zu machen – zum Beispiel den GNSS-Empfänger weiter erforschen. Es wäre interessant, ob, wann und wie die Almanach-Daten in den Empfänger kommen. Erster Versuch: Einfach mal die alte EED-Datei drauf und gucken was auf dem UART passiert. Kurz: Nix. Ok, vielleicht lädt die Kamera clevererweise nur die Daten, wenn sie auch gültig sind. Also einfach mal das Datum auf irgendwann 2014 (im gültigen Bereich) gesetzt und neu gestartet.

Here we go:

SX280_upload_almanach

Eine halbe Sekunde Upload. Bei einer Byte-Länge (mit Pause) von ca. 95 µs sind das ca. 7 KiB. Also wohl ein Auszug aus der Datei. Näher hab ich es mir noch nicht angeschaut.

Ok, nun ein völlig abstruses Experiment. Versuchen wir doch mal eine aktuelle EED-Datei, heute frisch vom Canon-Server geladen. SD-Karte rein, Datum umgestellt, Neustart. Der Logic Analyzer zeichnet wieder einen Transfer auf und die Kamera zeigt im A-GPS-Screen den Gültigkeitszeitraum richtig an. WTF!?

Canon, ich glaube, wir haben ein Problem! Ein persönliches sogar!

Als „Beweis“ habe ich ein Video gemacht. Die SD-Karte enthält bis auf die Bilder nichts, was GPS-Infos tragen würde. Meine richtige Kamera lädt keine Daten mehr. Sie ist in dieser Hinsicht also kaputt. Keine Ahnung warum, weil abgesehen von diesem Fehler funktioniert Geotagging ohne Probleme.

Jetzt wäre natürlich der Gedankengang nahe, eine Transplantation durchzuführen: Engine aus der Bastelkamera in die „Produktivkamera“. Nein. Nicht, weil ich fürchte, dass die Kamera dann im Einsatz nicht mehr so stabil läuft – ich vermute eher, dass der Flash neben dem Killflag für A-GPS auch Kalibrierdaten für den Autofokus (obwohl es der dumme mit Kontrastgrenze ist), Bildstabilisierung und ähnliche Korrekturdaten (Tote Pixel) der Kamera enthält. Es wäre ziemlich großer Mist, diese zu „verlieren“.

Jetzt muss Canon ran! Garantie ist vorbei, aber das ist ganz offensichtlich ein Fehler, für den ich nichts kann. Ich hätte gerne eine Erklärung!

Und es wäre nicht das erste Mal, dass sich eine PowerShot ohne meine Hilfe verabschiedet. Bei meiner A95 haben sich die Bond-Drähte vom Sensor gelöst und die A2100 bekam Alzheimer und wusste nicht mehr, wie sie hieß. Beide hat Canon auch nach der Garantie- bzw. Gewährleistungszeit kostenlos repariert, nervig ist es aber trotzdem. Die 300D von meinem Vater habe ich selbst wieder in Gang gesetzt. Mit einem Reißnagel. Vier von 6 Kameras sind somit im Eimer, wobei ich die 400D wegen Unzulänglichkeiten in der Software bzw. einem Objektivfehler auch nicht mehr wirklich nutze. Bleibt also nur die aktuell (noch) intakte 600D von meinem Paps. Vielleicht sollte ich doch mal über einen Systemwechsel nachdenken. Schade, denn ich mochte sie eigentlich ganz gern. Bis auf die Akkulaufzeit bei der SX280 im Videomodus und den nicht sauberen 60 fps-Aufnahmen…