Einfache Tastaturpufferung - interessante Erweiterung für "kleine" ST's

[Burkhard Mankel]

Bei der Durchsicht meiner "neuen" Erungenschaft - nämlich alter ST-Computer-Zeitschriften eine kleine Umrüstanleitung in die Hände gefallen, die vor allem Anwender der "kleinen" kompakten ST interessieren könnte, die ihrem Liebling noch keine Hardware-Uhr spendierten. Das möchte ich hier als Tipp weitergeben: Die Schaltung basiert auf der Idee, den Tastaturprozessor zu Puffern, dh. Dauerstrom anlegen. Wenn man die Schaltbilder aller ST/TT vergleicht, kann man feststellen daß die Pins 4,5,7 und 21 zusammen auf +5V liegen. Diese dürfen verständlicher Weise am Ende auch nicht mehr am Rechnerstrom verbunden sein, da man sonst alle möglichen Teile des ST unter Dauerstrom setzt, was nicht nur zu hohe Belastungen der Akkus zur Folge haben dürfte! Auch werden wir Modifikationen nicht am Prozessor vornehmen, um einen möglichst rückstandlosen Rückbau möglich zu haben. Noch zu bedenken ist, daß man mit einem Druck auf die Reset-Taste einen Reset auch an die Tastatur schickt, was auch die Timer wieder nullt! Darum sollte man auch die Reset-Funktion des Chips vor solchen ungewollten Ereignissen bewahren. Idealer Weise ist das der Pin 6. An einer 40pol. Zwischenfassung - Entgegen den Abbildungen der originalen Anleitung, die eine Präzisionsfassung zeigen, empfehle ich eine 0-8-15 Fassung ... - werden nun die Pins 4-7 und 21 hochgebogen. nun werden die Pins 4,5,7 und 21 direkt über kurze Litzen miteinander verlötet. am Pin 4 lötet man noch eine längere Leitung (*) an, die später mit dem + der Akku(s) verbunden wird. Nun benötigt die Tastaturprocessor einen kleinen "Anstoß" durch einen Reset, um überhaupt anzulaufen. Das realisieren wir durch einen Taster, den man per Hand auslösen kann. Zudem muß die Reset Leitung über einen (nachgetragen:) 10K-Widerstand an einer Stromquelle liegen. Wir bereiten nun also den Wid so vor, daß das eine Beinchen auf 180° abgewinkelt wird An der nun längeren freien Fläche löten wir eine Leitung einer Zwillingslitze an. Der Widersrand wird dann an Pin 6 und Pin 7 verlötet, so daß das Beinchen mit dem Kabel am Pin 6 anliegt. Wer auf die Ladeschaltung verzichten will, kann sich jetzt direkt um den Akkuhalter bemühen. Da ich keine Anbieter für passende 4,8V Zellen gefunden habe und in diesem Fall auch die Stromabgabe weniger wichtig ist, empfehle ich möglichst leistungsstarke (längere Wirkungszeiten) handelsübliche 1,2V AA(A)-Zellen (Mikro oder Mignon) und so einen Halter ...:

... den man sich erreichbar und möglichst nahe des Tastaturprozessor auf dem Abschirmblech des ST fixiert.
(*) Wenn man sich für den oberen Halter entscheidet, nimmt man einen sogenannten Battericlip und lötet die rote Leitung statt dem Kabel an Pin 4 unserer vorbereiteten Fassung, das Schwarze Kabel kann man später an einer der vielen vorhandenen Massebrüken nahe des Prozessors anlöten.
Wenn man dann noch einen Platz für den Taster gefunden und die Akkus bestückt hat, heben wir vorsichtig den Prozessor aus der Fassung (evtl muß er dazu mit einem Schraubendreher mit sanfter Gewalt ausgehebelt werden) und setzen die Fassung ein - wobei die noch freie Leitung (nachgetragen:) für den Taster mit dem Pin 1 der Fassung verklemmt wird - und setzen hier den Prozessor wieder ein. Nach dem Zusammenbau muß man - wie auch nach jedem Akkuwechsel - bei der Bootphase beim ersten Einschalten einmal kurz Reset drücken, um die Tastatur "anzuwerfen". Auch darf man nicht mehr das alte CONTROL.ACC, sondern muß das vom Blitter-TOS oder neuer (15329) anwenden, da das alte nicht die Zeit aus dem Tastaturchip zum Rechner überträgt, sondern die Zeit im Tastaturprozessor kaputtschreibt! Wer auf das Kontrollfeld verzichten kann sollte es deaktivieren, sobald einmal die Zeit gesetzt wurde!

Fortsetzung (Ladeschaltung) folgt ...


edit: habe eben festfestellt, daß der Wert des Widerstandes nicht deutlich hervorgeht - und das eben verbessert!
Außerdem darf man beim Zusammenbau nicht den Taster vergessen 

[Arthur]

Das hört sich ja interessant an. Bin gespannt wie Du das löst. Bei Tastaturpuffer dachte ich erst an einen Zeichenpuffer.

[1ST1]

Die Schaltung habe ich noch fertig in meiner Sammlung rumliegen, die wurde damals überflüssig, als ich mir den ICD AdSCSI+ST Hostadapter holte. Die Schaltung hat auch einen Nachteil, und zwar stürzt damit manchmal der Tastaturprozessor damit ab. 

[Burkhard Mankel]

Das hört sich ja interessant an. Bin gespannt wie Du das löst. Bei Tastaturpuffer dachte ich erst an einen Zeichenpuffer.

Tut mir leid - aber Tastaturpufferung beim ST bedeutete immer, den Timer des Tastaturprozessors als Ersatz für die fehlende Echtszeituhr zu nutzen. spätere (als der Erscheinungsmonat des Artikels) veröffentlichte Programme machten sich diesen Umstand zunutze, um die Daten möglichst mit aktuellen Zeitattributen abzuspeichern!

Weiter im Text - die Ladeschaltung:
Sie besteht im Prinzip nur aus wenigen Bauteilen:

Achtung: eine Diode muß jetzt zwisch Akku-+ und der Tastatur eingefügt werden! Damit das ganze auch funzt sollten die Akkus "nur" einen Strom von 450-500 mAh liefern.
Damit ist jetzt eigentlich alles nennenswerte zu Nachbau dargestellt!
Die 12V soll im 520 (260) an der Eingangsdrossel abgegriffen werden können - in der Original-Anleitung wird ein "Bild 5" erwähnt, das aber definitiv nicht dargestellt wurde. Bein STf läßt sich die 12V am Floppystecker oder Netzteil finden ...

Nun habe ich noch die Idee gehabt, eine Kontrolle für die Akkus hinzuzufügen. Meine erste Idee (linkes Schaltbild) gebirt aus der Idee, wie die Power-LED einfach eine LED mit VoWi in parallel anzuschließen. Aber so wie im Bild angeschlossen würde nicht nur der Akkuzustand anzeigen können (wenn überhaupt) sondern auch einen vollen Akku anzeigen, sobald ich den ST einschalte!

Das rechte Schaltbild zeigt eine angedeutete Sperrdiode - was kann man dafür nehmen? reicht das überhaupt oder muß man noch was hinzufügen?

[Burkhard Mankel]

Die Schaltung habe ich noch fertig in meiner Sammlung rumliegen, die wurde damals überflüssig, als ich mir den ICD AdSCSI+ST Hostadapter holte. Die Schaltung hat auch einen Nachteil, und zwar stürzt damit manchmal der Tastaturprozessor damit ab.

Während ich meinen Post setzte, hast Du das gepostet! Ist diese Pufferung nicht gut?

[1ST1]

Hin und wieder musste ich den Tastaturprozessor mal resetten, warum war mir allerdings auch nie klar. Vielleicht liegt es daran, dass der Tastaturprozessor im Aus-Zustand des Rechners mit nur max. 4,8 V (4 Akkuzellen) läuft. Deine Schaltung weicht allerdings etwas von meiner Ausführung ab, meine Platine kommt mit nur 5V Eingangsspannung aus. Du solltest übrigens auch deine LED durch 2 Pfeile entsprechend kennzeichnen, momentan ist das nur eine Diode und ziemlich sinnlos, außer dass sie Strom verbraucht. Das mit dem Stromverbrauch der LEDs finde ich übrigens kontraproduktiv, vor allem bei der von dir vorgeschlagegenen geringen Akkukapazität. Damit es richtig funktioniert, braucht man übrigens auch noch ein kleines Programm im Autoordner, welches direkt beim Systemstart ganz am Anfang des Autoordners die Uhrzeit aus dem Tastaturcontroller ausliest. Ich meine, das heißt gettime.prg.

[Arthur]

Die eine voll pinke Diode verhindert das Laden des Akkus oder täusche ich mich da?

[1ST1]

Oh, ja, stimmt, die Diode verhindert das Laden! Die muss komplett weg.

[Burkhard Mankel]

Oh ja - Denkfehler von mir! Ich wollte mit der Diode erreichen, daß die LED (angedeutet durch nicht ausgefüllte Flächen) keinen Ladestrom durch eingeschalteten Rechner erhält, um nicht dadurch heller zu werden ...
Dadurch blockiere ich aber tatsächlich den Ladestrom und mache die ganze Schaltung nutzlos! Naja - dann geht es - wenn ich mit begrenzten Mitteln eine Akkukontrolle hinzufügen möchte, wohl nur so:

... wobei es wohl egal ist, ob man die vor oder nach der rechten offiziellen Diode einsetzt!
Man kann halt nicht alles haben !!!

[Arthur]

Oder  besser so...

[1ST1]

Ich würde es übirgens sogar noch anders machen....



Fälle:

Annahme: Alles Siliziumdioden mit einer Diffussionsspannung von UDx = 0,7V.

1. Rechner ist eingeschaltet:
Ua = 5V + UD1 + UD2 + UD3 = 5V + (3x 0,7V) = 7,1 V
Ub = Ua - UD4 - UD5 = 5,7V
Uc = Ua - UD6 = 6,4 V
Das heißt, die LED hat Spannung von UB-UC = - 0,7V, d.h. Uc größer Ub, d.h sie sperrt also und leuchtet nicht.

2. Rechner ist ausgeschaltet:
Ua = 0V
Ub = Akkuspannung, also idealerweise 4x 1,2V = 4,8V
Uc = Ub - Uled = naja je nach verwendeter LED 1,8..2,5V, positiv, leuchtet

Das heißt, die LED leuchtet nur, wenn der ST ausgeschaltet ist...

[Arthur]

@1st1, das warmhalten des 220 Ohm Widerstandes durch D6 halte ich für Bauteil- und Strom-Vergeudung. Oder was für ein Trick verbirgt sich dahinter?

@Burkhard, auch die Dioden (D1 - D4) sorgen dafür das noch mehr zu Verlöten ist als nötig. Evtl. gehts ohne diese Dioden wenn gleich ein 7806 oder 7807 zum Kompensieren des Diodenspannungsabfalls benutzt wird.

D5 ist klar wegen Rückfluss der Akkuspannung und dadurch Zerstörung des Festspannungsreglers 7805 (Ua darf nicht größer als Ue sein). D7 macht Sinn wenn die Pins aus der Fassung gebogen werden was aber bestimmt schon von Burkhard oben so beschrieben wurde.


 

[Arthur]

@1st1, hab mir deine Erklärung nochmal durch den Kopf gehen lassen. Wenn ich dich richtig verstanden habe dann hebst Du das Potenzial hinter der LED an damit diese im Netzbetrieb nicht leuchtet... wenn das so geht hab ich wieder was dazu gelernt. Danke.

[1ST1]

Ja genau das ist der Trick. Nachteil ist wie du schon erkannt hast, dass da ständig ein Strom über D6 und den Widerstand fließt, wenn der Rechner an ist, genauer gesagt I = Uc / 220 ohm = 6,4V / 220 Ohm = 29 mA.

Man könnte es aber noch schicker machen, und zwar mit einem Transistor zwischen LED und Widerstand. Die Basis (Bipolar) bzw. das Gate (Unipolar) wird über einen Spannungsteiler von der Versorgungsspannung angesteuert, und macht den Transistor sperrend, wenn der 7805 eine Spannung liefert, muss also ein selbstsperrender FET (n-Kanal) sein, evtl. gehts auch mit einem bipolaren NPN. Aber ob man damit Strom spart?

[Arthur]

Ich hab da jetzt durch deinen Trick noch eine Idee. Eine zweite LED  parallel zur ersten LED, nur halt entgegengesetzt gepolt und evtl. in einer anderen Farbe. Dann leuchtet doch die eine nur im Netzbetrieb und die andere im Akkubetrieb, oder?

[1ST1]

Darüber habe ich auch schon nachgedacht. Damit die umgekehrt angebrachte LED sichtbar leuchtet, dazu dürfte der Spannungsunterschied nicht reichen. Evtl reicht er, wenn der Akku gerade tiefentladen ist und auch die Versorgungsspannung des Tastaturprozessors zusammenbricht. Das wäre dann eine WarnungsLED. Das müsste man aber mal genauer durchdenken oder ausprobieren.

[Arthur]

Stimmt... wären ja nur 0,7Volt Differenz. Vielleicht gibts ja so Ultra low Voltage LEDs. Aber wichtiger wäre für mich das es mit dem Datum ab Jahr 2000 zurecht kommt sonst wärs ja überflüssig.

[1ST1]

Zur Jahr 2000 Problematik kann ich nichts sagen, das müssten wir mal für die verschiedenenen möglichen Fälle in einem extra Thread ausklabüstern und dann im Wiki dokumentieren, da wird es sicherlich für die verschiedenen Hardwareuhren irgendwelche Softwarepatches geben. Würde mich auch mal im Detail interessieren, weil sich bei mir alle Rechner unterschiedlich verhalten und kein Patch für alle Konfigs richtig funktioniert..

Ob es solche Ultra-Low-Voltage-LEDs gibt, weiß ich nicht, meines Wissens brauchen die mindestens das doppelte, um sichtbar zu leuchten.

[Burkhard Mankel]

Zur Jahr 2000 kann ich folgendes mitteilen:
Ich habe ja immer mit dem PD Bootloader SETUP.PRG gearbeitet. Die frühere Version nutzte ich seit etwa '92/'93. Da der 1040STf keine Uhr besitzt, habe ich beim täglichen "Erststart" des ST immer Zeit und Datum eingetragen. Da nach jedem Reset aber die aktulle Zeit - zumindest bis '99 - unverändert in den Feldern steht, denke ich es wird die Zeit aus dem Tastaturprozessor genommen oder zumindest verglichen ...
Lange Rede - kurzer Sinn: nach Überschreiten der Jahrtausendschwelle stand als Jahreszahl nach einem Reset immer wieder '99 und mußte aktualisiert werden, bis ich in den letzten Jahren dank Maxon-CD auf die neue Version wechselte! Bei dieser wird auch jetzt die aktuelle Jahreszahl erkannt! Ob man jetzt aber drauf schließen kann, daß das "Milleniumproblem" eher ein Softwareproblem ist oder ...
Das Gleiche ist aber auch beim Manhattan (Mega ST) bzw den Mega ST(E)s aufgefallen die ja bekanntlich eine Hardware-Uhr haben!

Zu den von mir veröffentlichten Schematiken. Das "nur" in Schwarz (Linien/Bauteile) gehaltene ist so wie in ST-Computer Juni 1986 veröffentlicht 1-zu-1 übernommen. Ich hatte dann die Idee, damit man in erster Linie an einem nicht sehr häufig benutzten Gerät den Akku Zustand kontrollieren kann!
Ich selber bin auch nicht unbedingt auf eine solche Schaltung angewiesen, da im Prinzip "nur noch" Mega ST(E)s hauptsächlich neben meinen PC Geschichten betrieben werden! Ich wollte mit dieser Veröffentlichung halt der allgemeinen ST-Gemeinschaft diese Infos zugänglich machen!

[Börr]

Ich hab da jetzt durch deinen Trick noch eine Idee. Eine zweite LED  parallel zur ersten LED, nur halt entgegengesetzt gepolt und evtl. in einer anderen Farbe. Dann leuchtet doch die eine nur im Netzbetrieb und die andere im Akkubetrieb, oder?

RGB Led? Ist es nicht einfach sich die Uhrzeit per WLAN zu holen?