bouwverslag analoog netwerk

[ambi-j]

komt goed, chapoo

 

[Anatal]

thnx, het ziet er allemaal goed uit idd. Eerst alles doorgemeten of de connector pinnen juist verbonden zijn met de chip pinnen. Toen de chips erin gedaan en hun functioneren getest door een spanning vanaf de arduino op input 1 te zetten en te meten of op de geselecteerde uitgang dezelfde spanning staat. Dat bleek ook allemaal goed te werken waarmee ik voorzichtig de conclussie trek dat er geen foutjes in het pcb ontwerp zitten. Nog 1 ad hoc tulp connector gemaakt zodat de modular aangesloten kan worden. Hier 1 plaatje van hoe het nu aangesloten is. Aan de onderkant zitten de 32 ingangen , aan de bovenkant de 32 uitgangen. De helft is dus tulp en de andere helft minijack. links de usb voor in de pc en rechts de power supply met +-12v, 5 volt komt via de regulator van de arduino uit de pc usb connector

Het plan is om bij de volgende post een audio demo te geven op basis van modulaties. Ik kan niet helemaal inschatten hoeveel tijd me dat gaat kosten nog. De labels aanbrengen in de software is nog even een eenmalig werkje, als het daarna een beetje meezit kan ik eindelijk iets laten horen/zien.

 

[Anatal]

nog een plaatje van de onderkant, oranje zijn de statische analoge netwerk verbindingen. de andere kleuren betreffen de digitale aansturing van de chips. Het gaat daarbij om 3 signalen per chip. 1 signaal is de zogenaamde clock die het ritme aangeeft, dat komt van 1 arduino pin en wordt in 6 gesplitst zodat elke chip hetzelfde clock signaal krijgt. Signaal 2 betreft de data van de chip configuratie, dus welke ingang naar welke uitgang moet voor 1 specifieke chip. Ook deze wordt gesplitst in 6 , voor elke chip dezelfde data. Dit lijkt vreemd omdat niet elke chip hetzelfde moet worden geconfigureerd. Teveel data wordt echter weer afgevoerd zodat je zeker weet dat altijd de laatste data geldig is. De data wordt pas actief na een zogenaamd latch signaal. Dit 3de signaal heeft daarom per chip een eigen arduino pin zodat je de data kan inklokken per chip. Het is zodoende gelukt met 8 arduino pinnen in totaal 6 chips aan te sturen. Eerdere pogingen een zogenaamde daisychain aan te leggen waren mislukt, ik kwam er niet achter waar het aan lag en heb daarom voor de huidige oplossing gekozen, die gelukkig wel goed lijkt te werken.

Vanuit de software komt configuratie voor 6 chips binnen igv een 32x32, de data van chip 1 wordt verstuurd naar alle chips, alleen chip 1 krijgt het latch signaal en configureert zich. De data van chip 2 wordt verstuurd naar alle chips, de data van chip 1 wordt zo weggedrukt uit alle chips, chip 2 krijgt het latch signaal enz enz tot chip 6 ook geconfigureerd is. Alle chips hebben op dat moment de data van chip 6 maar omdat ze geen latch krijgen heeft het geen effect.

 

[Anatal]

functioneel gezien niet veel opgeschoten sinds het laatste bericht. Qua ontwikkeling wel enigzins. In de software zaten fouten die niet opvielen bij een enkele chip. Nu met meer viel op dat de ingangen met de uitgangen verwisseld waren. Er wordt geen richting gespecificeerd, in de documentatie staat ook ingang/uitgang dus je mag ze verwisselen. Ik had het daarom niet zo snel gevonden wat het probleem was. De volgorde van de chips aansturen was ook niet goed. Waar ik het meest mee zat was de grote hoeveelheid testpunten die ik handmatig moest aflopen. Een 16x16 chip heeft 256 schakelingen die op hun stand moeten worden getest. De chips zijn regelmatig verkeerd aangesloten of anderzijds verkeerd behandeld tijdens de ontwikkeling, soms doen ze het direct daarna nog wel maar enige tijd daarna niet meer.

Ik had wel een tijd al de wens dit testen te automatiseren maar dat kost ook tijd en een duidelijke visie. De netwerk technologie zoals ik het hiervoor gebruik kent meer toepassingsgebieden waaronder ook electronica testen. Omdat het nu om 6 chips gaat is het zo vervelend en vermoeiend dat ik niet zoveel keus meer had in doorgaan of eerst een testframework maken. Ik ben dus voornamelijk daarmee bezig geweest maar inmiddels wel zover dat het niet meer handmatig hoeft, dat scheelt een berg stress en tijd. In de software en bedrading kan ik niets fout ontdekken, daarom nu eerst alle chips controleren of ze wel goed zijn nog. Ongeveer de helft van de signalen volgt nu het juiste pad en komt bij de juiste uitgang eruit nu. Ik dacht ook even dat ik er al was toen de eerste paar paden goed waren maar niet dus, bummer.

Ik zet dus 1 stroom van de arduino op 1 chip ingang en verbind alle uitgangen van die chip op de ingangen van een andere. Zo kan je met code in een loop op alle ingangen van chip 2 een voor een stroom zetten. De uitangen van chip 2 worden op de analog read van de arduino gezet zodat die kan controleren of ergens stroom op staat of niet. Zo kan ik voorprogrammeren op welke uitgang ik stroom verwacht, als dat klopt dan is de test goed verlopen. Zo kan in seconden de chip getest worden. Precies zo kan 1 netwerk de andere testen of andere electronica. Input geven en verwachte output meten. Maar je moet dus eerst wel 1 goed werkende hebben wat nog niet zover is. Eerst nu dus de individuele chips testen, ik hoop eigenlijk dat het aan de chips ligt omdat ik anders even niet weet waaraan het dan wel ligt.

Btw als gevolg van het bezig zijn met de analog read kwam ik wel weer op een mooie toepassig van de arduino. Omdat je ook 1 signaal naar meerdere uitgangen kan sturen, kun je de arduino als osciloscope gebruiken om signalen te kunnen zien. Je hoeft alleen niet meer handmatig de probes aan te sluiten, in de software kun je elk punt naar een analog read sturen. Ik moet nog wel wat code maken zodat het in een grafiek zichtbaar wordt.

En de conectoren zijn binnen. Ik heb gelijk een 32 netwerk gemaakt, het ziet er netter uit maar vooral belangrijk is dat het zo veel sneller gaat met aansluiten.

 

[Designer]

Je moet die VEE nog aan de min gooien ofwat ?

 

[Anatal]

ja dat zjn aparte stekkers die heb ik er tijdelijk even afgehaald en eraf gelaten voor de foto zodat je duidelijk kan zien hoe de statische signaal verbindingen lopen. Ik heb net ook de 64 connectors gemaakt waarmee 2 pcb's aan elkaar worden gekoppeld. Ik ga nog wel pcb's laten maken maar ik moet eerst zeker weten dat het zo goed werkt. Je ziet tov de 32 connector dat het fijnmaziger wordt. Bij elke volgende uitbreiding moet je 2 keer zoveel kabels hebben en die ook doormidden scheuren als het ware.
Er moeten 2 van deze per netwerk gebruikt worden, op de rij eronder ook 1

 

[Anatal]

dit zijn de stroom en control tracks. Rechtsboven zie je de chip stekkers, de tracks komen samen op de wirewrap pinnen linksboven. Feitelijk allemaal ster configuraties. Alleen de paarse inklok/pclk tracks in het midden hebben elk hun eigen arduino pin. Ondanks dat de chips geen chipselect hebben functioneert het wel als zodanig. Ik heb het wel besproken met specialisten, het kan goed werken zo. Ik wil het eerst prototypen voordat het op pcb kan, de tekeningen liggen wel klaar al.

Het werkt op het eerste gezicht ook allemaal prima met simpele testjes. De chips krijgen allemaal aansturing en bij 1 naar 1 IO gaat alles goed qua metingen. Als ze allemaal hun eigen config krijgen en tezamen 1 functionele matrix moeten vormen dan gaat het nog niet 100% goed. Ik ben nu even een paar dagen weg van mijn pc waarop ik kan testen, van de week kan ik er weer mee verder, kan niet wachten maar even afstand moet ook af en toe om de blik helder te houden. Het zijn de laatste loodjes hoop ik en ze zijn ook behoorlijk zwaar, het is fijn zo dichtbij te zijn maar de teleurstelling is ook des te groter als er toch nog iets blijkt te mankeren. Je weet nooit precies wanneer je met het laatste probleem bezig bent. Ik zal als ik er weer achter zit zo duidelijk mogelijk weergeven wat op dit moment nog het probleem is dan kan iedereen meekijken en denken, dan moet het goed komen.

 

[Anatal]

ja hij doet het!!! na alles door de automatische test te halen bleek het dat alle chips goed stonden. Het kon dus alleen maar aan de verbindingen tussen de chips liggen. De header pinnen om female stekkers aan elkaar te verbinden waren te kort om gegarandeerd contact te maken. Ik moet eigenlijk langere gebruiken maar ik had alleen normale nog liggen. Ik heb daarom de wirewrapped stekkers weer terug gezet, toen bleek na controle alles te kloppen. Ik heb de combinatie zoals op de foto gebruikt vanuit de software simulatie geplakt in de code. Het 32x32 netwerk is daarmee maximaal bezet, elke ingang gaat naar een eigen uitgang.
Onderaan staat de combinatie, ingang 1 gaat naar 3, 2 gaat naar 25 etc etc. Daarboven staat het resultaat van het algoritme dat berekend hoe de chips moeten staan zodat het klopt. Als je er 32 meegeeft met de functie dan snapt die dat je daar 6 chips voor nodig hebt en geeft terug hoe ze moeten staan. Deze standen heb ik per chip getest.



Ik ga eerst een paar vca's aansluiten zodat de levels onder controle zijn. Ik ben superblij met dit resultaat uiteraard. Ook voor wie mee wil doen is het nu gegarandeerd dat je werkende spullen krijgt zonder risico dat er nog geld bij moet voor aanpassingen of dat het helemaal nooit gaat werken.

 

[marcmarc]

@Anatal:
Felicitaties!

 

[ambi-j]

tot welke signaal levels kan je switchen?

 

[Anatal]

@Anatal:
Felicitaties!

dankjewel, en ook iedereen die meeleest bedankt voor de interesse tot nu toe. Het stopt hier niet btw, de bedoeling is ook te laten zien en horen wat je ermee kan, wat dat betreft gaat het nu pas beginnen.

Ik heb nog wat extra minijack connectoren gemaakt en eraan gehangen. Tevens de protodraadjes een beetje uit het zicht gehaald. Het ziet er weer een stukje netter uit. Ik kijk erg uit naar de pcb versie van de xchange, zogauw die er is zijn er helemaal geen protodraadjes meer.

 

[Anatal]

tot welke signaal levels kan je switchen?

25 volt peak to peak, ik heb een +-12volt voeding en zodoende gelijk al een probleem met het 15 volt modular cabinet wat ik wil aansluiten.

Ik wil zowieso op elke ingang een vca hebben en iets van een diode clamp om tegen te hoge voltages te kunnen. Ik denk dat ik op de poorten waar meer als +-12volt kan staan een statische voltage divider zet die als attentuator/verzwakker kan dienen. Wat is jouw opinie daarover?

Ik plak nog even een foto hier omdat ik per post maar 1 kan invoegen op de iPad, het gaat hier dus om een 32x32 met minijack connectoren

 

[ambi-j]

in een 15 volt systeem is de voeding +-15 de signalen zijn meestal maar +-10v .uitzonderingen zijn mogelijk
waarom de vca's niet aan de uitgangen en passieve verzwakkers aan de ingangen?

 

[marcmarc]

@ambi-j:
Bij een +/- 15V PSU systeem kunnen signalen makkelijk clippen tegen de PSU lijnen. Bijvoorbeeld bij mixers (al dan niet CV) en filters. Bij de meeste OpAmps betekend dat max +13V8/-14V3. Dat is weliswaar niet zo bedoeld maar het gebeurt wel.

Om te voorkomen dat het prachtige werkstuk de vernieling in wordt geholpen, is het verstandig om een serieweerstand (470 Ohm) op te nemen op iedere ingang en daarbij Schottky clamp dioden naar Vdd en Vss.
Dan weet je zeker dat de ingangen van de schakelchip niet beschadigd worden.

De PSU dient wel in staat te zijn de overvoltage die afgvloeid worden door de clamp dioden naar de PSU lijnen weg te werken. Om hiervan zeker te zijn kan tussen Vdd/GND en GND/Vss een combinatie van een 12V zener en diode in serie opgenomen worden.

 

[Anatal]

ik heb even een break genomen om te soliciteren, de rek is er al een tijd uit dus het werd echt tijd. Gelukkig wel nog de boel werkend gekregen. Ik heb geprobeerd werk te krijgen bij een electronica ontwikkelaar en het zodoende ook gehad over dit project. Dat heeft wel geholpen maar men snapt niet waarom ik me met oude achterhaalde technologie bezig houdt. Is dat de reden waarom zo een systeem er niet al is? De mensen/bedrijven die in staat zijn zoiets te maken hebben geen interesse erin, die houden zich liever bezig met de nieuwste, meestal digitale, technieken. Wat ik me op zich ook wel voor kan stellen, dat wil ik in mijn beroep ook het liefst nieuwe dingen doen. Dit terzijde.

in een 15 volt systeem is de voeding +-15 de signalen zijn meestal maar +-10v .uitzonderingen zijn mogelijk
waarom de vca's niet aan de uitgangen en passieve verzwakkers aan de ingangen?

Ik zal de signalen eerst met de scope checken, als ze inderdaad maar tot +-10 gaan dan kan het er zo aan.

Wat ingang en wat uitgang is dat kan verwarrend zijn. Aan de ingang van het netwerk hangen de uitgangen van de modules/apparatuur. Als je zodoende vca's aan de uitgang van het netwerk hangt dan kun je niet afzonderlijke signalen levelen maar alleen de mix van signalen. Jij zegt vca aan de uitgangen, als je module uitgangen bedoeld dan hebben we het over hetzelfde. Een passieve statische verzwakker zou ik willen hebben tussen alles wat over +-12 en de aansluiting op het netwerk, niet categorisch op alles omdat niet alles dat nodig heeft, mee eens?

 

[marcmarc]

@Anatal:
Wat je zegt in de eerste alinea.
Feit is wel dat je bewijst dat je in staat bent een systeem te maken waar de nodige bottlenecks in besloten liggen. Dat lijkt me een pre voor een werkgever (als ie verstandig is).

 

[Anatal]

@ambi-j:
Bij een +/- 15V PSU systeem kunnen signalen makkelijk clippen tegen de PSU lijnen. Bijvoorbeeld bij mixers (al dan niet CV) en filters. Bij de meeste OpAmps betekend dat max +13V8/-14V3. Dat is weliswaar niet zo bedoeld maar het gebeurt wel.

Om te voorkomen dat het prachtige werkstuk de vernieling in wordt geholpen, is het verstandig om een serieweerstand (470 Ohm) op te nemen op iedere ingang en daarbij Schottky clamp dioden naar Vdd en Vss.
Dan weet je zeker dat de ingangen van de schakelchip niet beschadigd worden.

De PSU dient wel in staat te zijn de overvoltage die afgvloeid worden door de clamp dioden naar de PSU lijnen weg te werken. Om hiervan zeker te zijn kan tussen Vdd/GND en GND/Vss een combinatie van een 12V zener en diode in serie opgenomen worden.

ik heb tussen vdd en vss een schottky diode ivm de power sequence, per chip. Ik zal zo het schema invoegen.

Kun je mbt de ingangs protectie een schema posten, pen papier is ok hoeft niet fancy. De interne schakelingen hebben al een on resistance van max 300 ohm, ik heb er daarom standaard niets tussen. De vca's wil ik in serie als insert aan de ingangen hangen zodat er geen kanaal voor hoeft worden opgeofferd. Aangezien je bij elke modulatie de diepte wilt kunnen instellen zou het nodeloos veel IO kosten ze hun eigen kanaal te geven.

 

[ambi-j]

ben niet helemaal mee.
als ik het over in en uitgangen had bedoelde ik de in en uitgangen van je matrix.
kan je met jou systeem meerdere ingangen naar een uitgang routen?
dat zou geweldig zijn.
met een actief matrix zoals dat van rob hordijk kan dat.
ik zag dit eigenlijk als een passief matrix zoiets als die ghielmetti matrixen en dan maakt het niet uit of je de vca ervoor of erna zet.

 

[marcmarc]

bescherming

bescherming

@Anatal:
Hier een tekeningetje hoe ik het zou doen.
Iedere ingang een weerstand met dioden en over de voedingslijnen op de PSU een afvloeingsbescherming.
Voor +/- 12 Volt modulairsystemen is dit niet nodig.

 

[Anatal]

@Anatal:
Wat je zegt in de eerste alinea.
Feit is wel dat je bewijst dat je in staat bent een systeem te maken waar de nodige bottlenecks in besloten liggen. Dat lijkt me een pre voor een werkgever (als ie verstandig is).

tof dat je dat zo ziet, dat doet me goed