Schaltplan erstellen aus unbekannter Platine? (Für ein Projekt mit dem Pico)

  • Endlich habe ich mal ein Projekt für einen Raspberry Pico: Die Steuerung einer LED-Lampe. Mehr dazu in Kürze im Pico-Teil des Forums.

    Vorab eine Frage an die Elektroniker hier.

    Die zu steuernde Lampe wird manuell mit 4 Tastern (ein/aus, heller, dunkler, Auswahl der 1./2./beider LED-Reihe(n)) bedient.
    Um mit dem Pico da einzuklinken, musste ich irgendwie verstehen, was da in der Lampe abgeht und an welche Kontakte ich heran kann.

    Also hatte ich die Schaltung ausgebaut und versucht, sie zumindest halbwegs zu verstehen, also einen Schaltplan zu erstellen. (Ich bin kein Elektroniker!)

    Hier im Forum wurde mal KiCAD erwähnt und das habe ich ausprobiert. Die Lernkurve war allerdings zu steil (für mich und diesen Einsatzzweck).

    Dann habe ich Fritzing probiert. Das schien mir realistischer und die Ansichten Schaltplan/Platinenansicht schienen hilfreich zu sein.

    Trotzdem war es ein riesen Gefummel, die Schaltung zu erfassen/erstellen.
    Und der resultierende Schaltplan bedurfte heftiger Nacharbeit (eines diesbezüglichen Laien: mir), um halbwegs nachvollziehbar zu sein.

    Und das ist nun endlich meine Frage:

    Gibt es empfehlenswerte Hilfsmittel/Programme/Vorgehensweisen, aus einer unbekannten Platine halbwegs komfortabel einen Schaltplan zu erstellen?


    Das ist übrigens das bisherige Ergebnis (falls jemand Lust hat, drauf zu schauen: Sieht es sinnvoll aus, was ich da ermittelt habe?):


    Mit Spannung (24V) versorgt wird das Ganze über die grüne Klemme unten, im Schaltplan JU.
    Der 5-V-Regler direkt über der Klemme ist "geraten", er sieht aus wie ein normaler Transistor, an die Beschriftung komme ich nicht ran.
    Die beiden gleichen ICs sind LM358P, der andere (IC1) ist nicht beschriftet.

    Edit: Die Transistoren sind 2x H8050CF (TO-92) und 2x B772 (TO-220).

    Edited 2 times, last by simonz: Bezeichnungen der Transistoren am Textende korrigiert + ergänzt. (March 21, 2024 at 2:13 PM).

  • Schaltplan erstellen aus unbekannter Platine? (Für ein Projekt mit dem Pico)? Schau mal ob du hier fündig wirst!

  • Es ist ziemlich ungewoehnlich gezeichnet

    :saint:
    Ich habe halt die Bauteile so lange hin- und hergeschoben, bis es möglichst wenig Spaghetti-Leitungswurschtel gab...
    Und bis die offensichtliche Zweigleisigkeit der Schaltung (für die beiden LED-Blöcke) für mich irgendwie deutlicher wurde.

    So hatte ich die Hoffnung, zu verstehen, was da abgeht.
    Das wäre zwar für meinen Projekt nicht in dem Detailgrad nötig gewesen, aber ich hatte Ehrgeiz.
    (Jugend forscht halt. So wie in meiner Jugendzeit damals ;))

    Und so kann ich (hoffentlich) dafür hilfreiche Software finden und kennenlernen.

    Was ist dein Ziel: die ganze Schaltung zu ersetzen oder sie mit dem Pico anzusteuern?

    Ich möchte nur Teile der Schaltung mit dem Pico ansteuern. Genauer: Die originalen Taster intern "fernsteuern".
    Die manuelle Bedienung soll parallel erhalten bleiben.

    Bin gerade dabei, darüber einen Forumsbeitrag vorzubereiten. Den verlinke ich dann hier.

  • Moinsen,

    zu deiner Frage:

    Gibt es empfehlenswerte Hilfsmittel/Programme/Vorgehensweisen, aus einer unbekannten Platine halbwegs komfortabel einen Schaltplan zu erstellen?

    Die Antwort hattest du dir schon selber gegeben, jedoch wegen einer zu steilen Lernkurve wieder auf das Abstellgleis geschoben.
    KiCAD beherrscht den *.SVG Import. Damit kannst du in den Layouteditor die vorhandenen, abfotografierten in SW konvertierten Leiterbahnen übernehmen ( auch mehrlagig ), anschließend die Bauteilposition als Footprint-Vorlage mit einer Bauteilbezeichnung / Typisierung versehen, und das Ganze dann in den Schaltplan-Editor rekonvertieren. Allerdings fehlen dann noch die lokalen Netzbezeichner, welche einen guten Schaltplan erst übersichtlicher machen. -> Ja es geht, es bedarf aber einiger Vorbereitungen, besonders bei der Erstellung einer SVG Vorlage, und einiges an Übung im Umgang mit diesem Programm, sowie dem Vorhandensein entsprechender Bauteil- und Footprintbibliotheken ( Plugin- Verwaltung ).

    Was mir bei der Betrachtung deines Schaltplanes sofort aufgefallen ist, ist die Diode in der Nähe des Spannungsreglers. Wenn das ein positiv-Spannungsregler sein soll, wird mit dieser Orientierung der Kathode zu VC+24V / Anode zum Regler Vin niemals funktionieren ! Der Regler wird von der Pinbelegung und Gehäuseorientierung wahrscheinlich ein 2950-50 sein.

    Franky

  • Offenbar geht es dir um die vier Taster/Schalter S1-S4, oder?

    Die sind offensichtlich mit Pullup-Widerständen auf Vcc gezogen und werden bei Betätigung auf GND gelegt.

    Wenn du das mit dem Pico ansteuern willst, kannst du das mit vier Transistoren machen (Open-Collector-Schaltung) oder du nimmst einen 4-Kanal-Optokoppler 847, das ist im Zweifel einfacher und sicherer. Du legst einfach den Ausgang des Optokopplers parallel zum Schalter - eigentlich keine große Sache.

    Oh, man kann hier unliebsame Nutzer blockieren. Wie praktisch!

  • Moinsen

    Wenn du das mit dem Pico ansteuern willst, kannst du das mit vier Transistoren machen (Open-Collector-Schaltung) oder du nimmst einen 4-Kanal-Optokoppler 847, das ist im Zweifel einfacher und sicherer. Du legst einfach den Ausgang des Optokopplers parallel zum Schalter - eigentlich keine große Sache.

    Würdest du bei deiner Aussage bitte auch beachten, das der PICO GPIO nur mit 1,6 mA belastet werden kann, und somit eine direktes Ansteuerung dieses LVT 847 mit wahrscheinlich 5 mA um eine vollwertiges 5,0 Volt Pegelkonformes Ausgangssignal zu erhalten dieses PICO wahrscheinlich auf Dauer in den Tot reißen wird, wenn man diesen Optokoppler direkte nur mit einem Vorwiderstand anschließt.
    Kann man machen, sollte man aber nicht !
    Zumal unter Betrachtungsweise uns seitens des TO nicht mitgeteilt wurde, welchen PICO-Typ er verwenden will, und was noch so alles mit an diesem PICO angeschlossen werden soll. Sollte es sich um ein PICO W mit WLAN Interface handelt ( nur geraten ) ist das Strombudget, welches der Onboard Spannungsregler zur Verfügung stellt noch geringer. Das Thema GPIO Belastbarkeit des PICO W wurde hier erst unlängst ausgiebig beleuchtet - mit der zusammengefassten Erkenntnis, das bei aktiver WLAN Schnittstelle die GPIO Belastbarkeit sogar auf 1,2 mA sinkt. Vielleicht sollte man dann der Optokoppler nicht direkt aus dem GPIO ansteuern, sonder via eines PNP / PMOS nochmal vorverstärken, um wirklich Ausgangsseitig das volle Spannungsschaltvermögen sicherstellen zu können ?

    Franky

  • 1,6 mA, selbst 1,2 genügen völlig, um mit dem Optokoppler den popligen 10-K-Widerstand runterzuziehen. Er darf gerne drauf achten, ein Modell (B, C, D) mit höherem CTR zu verwenden. Notfalls gibts auch Darlington-Optokoppler.
    Und falls das nicht reicht, kann er immer noch was davorschalten.

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  • Franky07 und Gnom Danke für euren Input!

    Aber bitte kloppt euch nicht schon wieder, denn dann macht es mir (und anderen Mitlesern) nämlich keinen Spaß mehr, am Thema zu bleiben.

    Der Pico ist einfach ein Pico, also ohne W und ohne H. Und es soll nichts weiteres angeschlossen werden.

    Das mit dem vermutlichen 5V-Spannungsregler ist eben nur das, eine Vermutung. Ich wollte den direkt daneben steckenden Elko nicht auslöten, nur um an die Bezeichnung zu kommen...

    Bzgl. KiCAD: Gut zu wissen, dass es damit geht. Ist mir aber zu heftig für "nur mal eben" ein Basteldingens zu bearbeiten.

    Die Kontakte S1-S4 wollte ich per Transistor schalten, parallel zu den Original-Tastern. Beim Ersten - zum Testen - klappt es problemlos.

  • Moinsen,

    1,6 mA, selbst 1,2 genügen völlig, um mit dem Optokoppler den popligen 10-K-Widerstand runterzuziehen. Er darf gerne drauf achten, ein Modell (B, C, D) mit höherem CTR zu verwenden. Notfalls gibts auch Darlington-Optokoppler.
    Und falls das nicht reicht, kann er immer noch was davorschalten.

    Würdest du bitte beachten, das ich nicht von der Output-Seite gesprochen habe, sondern von der Input-Seite des Optokopplers.
    Aber um diese interne LED so hell leuchten zu lassen, das der entsprechende Verstärkungsfaktor ( Spannung ) zustande kommt, ohne die Seite Phototransistor zu überlasten, muss man halt auf der Input Seite etwas Strom reinschicken. Auch wenn der Input mit nur 1,2-1,4 Volt arbeitet, und man bei einer GPIO Out-Spannung von 3,3 V einen Vorwiderstand wählen muss, dass bei entsprechendem Strom die Eingangs-LED nicht durchbrennt, ändert das nichts am Stromfluss, welcher über den GPIO entnommen wird ! Denn in einer Reihenschaltung ist der Stromfluß an jeder Stelle der gleiche, nur die Spannungen addieren sich auf !
    Und sorry, auch wenn ich nur einen LVT 816C Single zur Hand habe, aber bei einem IInput_Forward von 1,6 mA bei UInput_Forward von 1,4 V und einer Collectorspannung von 5,0 Volt ( Emitter Pulldown - schaltend ) passiert rein gar nicht ! Wahrscheinlich wirst du jetzt behaupten mein Optokoppler sein kaputt. Erst wenn ich den IInput_Forward Strom auf 3,6 mA erhöhe, bekomme ich zwischen Emitter und Pulldown ein High-Signal, welches der Pegelspannung des logischen TTL-HIGH entspricht ! Da die Auswertung wahrscheinlich ( mit größer Wahrscheinlichkeit ) von einem VC 5,0 V µC vorgenommen wird, muss man schon die Pegelspannungsbereich TTL-5,0 V einhalten, damit die Erfassung korrekt erfolgt !

    Das mit dem vermutlichen 5V-Spannungsregler ist eben nur das, eine Vermutung. Ich wollte den direkt daneben steckenden Elko nicht auslöten, nur um an die Bezeichnung zu kommen...

    Das mit deiner Annahme ist schon soweit richtig.
    Denn der direkt gespeiste µC verträgt nur maximal eine Eingangspannung von 6,5 Volt, welches es aber so als Festspannungsregler nicht gibt. Zudem die LM358 OPVs tuen es nicht wirklich unter 3,7 Volt, so das ein 2950-33 als solches auch ausscheiden würde. Ebenso die Variante LM7805-TO-92 - hier wäre die Pinbelegung bei dieser Gehäuseform eine andere.

    Franky

  • Die GPIOs können je nach Registerwert mit 2, 4, 8 oder 12 mA belastet werden. Als Default sind 4 mA eingestellt.

    Das ist soweit richtig, nur steht diese Option unter µPython nicht zur Verfügung.
    Und bei 28 *12 mA klatscht dann auch der Spannungsregler in die Hände.
    Aber ja, der TO hat bereits verlauten lassen, das er dieses Projekt zur Steigerung seiner Lernkurve im µPython durchführen möchte.

    Hinweis: dann solltest du auch in die Maximum Ratings der electrical characteristics schauen. Die Summe aller Strome die den RP2040 via GPIO verlassen dürfen, dürfen in der Summe 50 mA nicht überschreiten !

    Franky

  • <X<X<X

    Häng dir deine großmäulig rumposaunten aber falschen 1,6 mA übers Bett und freu dich, statt hier immer wieder nach neuen, und immer dümmeren Argumente zu suchen, warum DU IMMER RECHT hast! Es ist unerträglich!

    Thema wird von mir jetzt ignoriert!

    Oh, man kann hier unliebsame Nutzer blockieren. Wie praktisch!

  • Häng dir deine großmäulig rumposaunten aber falschen 1,6 mA übers Bett und freu dich, statt hier immer wieder nach neuen, und immer dümmeren Argumente zu suchen, warum DU IMMER RECHT hast! Es ist unerträglich!

    Tja da ist es wieder die Theorie die Praxis und der Wissensstand zum Zeitpunkt der Aussage !
    Es wusste im Vorfeld keiner wie viele GPIOs der TO nutzen wird !
    Und wenn du mal selber zum Taschenrechner greifen bürdest, der Pico hat 28 als Output nutzbare GPIOs. und bei einem Limit von 50 mA durch 28 potentielle Abgänge sind wir bei 1,78 mA / Ausgang, oder um genau zu machen wenn man die Core-Unit noch abzieht bei 1,6 mA.

    Also fange an die Fragen zu stellen, was du sagst, in welchem Zusammenhang diese stehen, und was war zu Zeitpunkt der einzelnen Antworten durch den TO bereits bekannt gegeben.

    Franky

  • Also früher gab es mal EAGLE als Platinenstrippenzieherlayouterstellerdingensbumens.

    Das wurde dann von Autodesk aufgekauft und in Fusion 360 integriert.

    Ich meine mich zu erinnern, dass man da sowohl aus Schaltplänen Platinen machen konnte und umgekehrt.

    Fusion 360 ist für den Privatgebrauch kostenlos aber ich habe da seit Langem nix mehr gemacht.

    Installiere und teste das einfach, mehr als Zeit kannst Du da nicht verlieren.

    Falls das nix wird, evtl. inspiriert Dich das Programm ja trotzdem, z.B. zur 3D-Objekte-Erstellung und 3D Druck ....

    ;) Gruß Outi :D
    Pis: 2x Pi B, 1x Pi B+, 1x Pi 2 B in Rente / 2x Pi 3 B (RaspberryMatic / Repetier Server) / 2x Pi Zero 1.2 / 2x Pi Zero 1.3 / 2x Pi Zero W 1.1 / 1x Pi Zero 2 (BW+CUPS/SANE) / 1x Pi 3 B+ (Tests) / 1x Pi 4 B 4GB (Tests) / Pi 400 (BW) / 1x Pi 5 (BW) / 2x Pi Pico / 2x Pi Pico W
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