Ontwerp S88LPT adapter

Versie 2

by Rob Hamerling

mei 2000

Introductie

Dit document betreft een onderzoek naar de eigenschappen van printerpoorten op PC-systemen ten behoeve van het (her-)ontwerp van een adapter welke aan de LPT-poort wordt aangesloten en waarmede van een digitale modelbaan de terugmeld encoders van het type Märklin S88 of equivalenten kunnen worden uitgelezen. Deze adapter wordt verder aangeduid als S88LPT adapter.

Ervaringen met versie 1 van deze adapter hebben geleerd dat LPT poorten van verschillende PC systemen nogal kunnen verschillen. Het doel van dit onderzoek is om een inzicht te krijgen in de verschillen, maar vooral de overeenkomsten van printerpoorten op verschillende systemen, teneinde te bereiken dat versie 2 van de S88LPT adapter op alle, of althans het overgrote merendeel van PC-systemen, zal werken.

Aan de hand van enkele eenvoudig uit te voeren metingen met een universeelmeter en een hulpprogramma zal de benodigde informatie worden verzameld. De methodieken en meetopstellingen voor het bepalen van de relevante eigenschappen van de LPT zijn beschreven in hoofdstuk Methodiek, de resultaten in hoofdstuk Meetresultaten.

Ontwerpeisen voor S88LPT adapter

Voor het principe van de werking en een globaal schema van de S88LPT adapter wordt verwezen naar S88LPT.DOC en eventueel de source code van het programma S88LPT (beide in file S88LPT18.ZIP). De huidige versie van deze informatie betreft dan wel versie 1 van de S88LPT adapter, maar voor versie 2 worden geen principiële verschillen voorzien.

De dimensionering en componentkeuze om een universele op alle LPT-poorten werkende adapter te verkrijgen moet worden bepaald met behulp van de in dit project te verkrijgen meetresultaten.

Voor de S88LPT adapter gelden de volgende eisen en wensen:

• eenvoudig voor iedereen te bouwen
• componenten goed verkrijgbaar
• ten hoogste een enkele externe voedingsbron
• betrouwbare werking met een klok-pulse van tenminste 50 KHz

Eigenschappen

De volgende meetgegevens van de LPT-poort zijn waarschijnlijk van belang:

• Spanning op output-pinnen, m.n. die van data: 2 t/m 9, bij zowel '0' als '1' output bij nullast (open circuit)
• idem bij stroomafname (indien haalbaar: 5 mA bij output data '1')
• Spanning op input-pinnen, m.n. die van data: 10 t/m 13 (resp -ACK, -BUSY, PE, SLCT) bij open circuit
• Opgenomen stroom van deze input-pinnen bij aansluiting aan positieve spanning op pin 2
• Afgegeven stroom van deze pinnen bij aansluiting aan ground (pin 18)

Meetgereedschappen

De benodigde eigenschappen kunnen worden gepaald met de volgende hulpmiddelen:

• LPTTST (DOS)
  Dit programma leest voortdurend het LPT status register uit en geeft op het scherm de bit-status weer van. Hiervan is vooral van belang de status van pinnen 10, 11, 12 en 13.
  Daar vermoedelijk een of meer databits als voedingsbron zullen worden gebruikt, worden Databits 0, 1, 6 en 7 op '1' gezet (de overige op 0). Hiermede kunnen de spanningen en stromen bij '0' en '1' stand worden bepaald.
• Eenvoudige universeelmeter, waarmede stromen van enkele milliAmperes en spanningen tot 10V= kunnen worden gemeten.

Methodiek

Dit hoofdstuk bevat enkele schematische weergaven van meetopstellingen.

Nummering van de aansluitingen van een LPT-poort

     13                       1
      * * * * * * * * * * * * *
       * * * * * * * * * * * *
      25                     14

  aanzicht: zijde kabelaansluiting LPT-adapter

Spanningen en bitstatus bij open circuit

Start programma LPTTST

                                  universeelmeter
                              +-------------------+
 te meten pin (2..13) * <------                   |
                              |  bereik 10 of 20V |
                              |                   |
                              |  (gelijkspanning) |
    ground (pin 18)   * <------                   |
                              +-------------------+

Stromen en bitstatus bij verbinding met ground

                                  universeelmeter
                              +-------------------+
 te meten pin (2..13) * <------                   |
                              |  bereik 5..20 mA  |
                              |                   |
                              |   (gelijkstroom)  |
    ground (pin 18)   * <------                   |
                              +-------------------+

Stromen en bitstatus bij verbinding met +5V (nominaal)

                                  universeelmeter
                              +-------------------+
 te meten pin (2..13) * <------                   |
                              |  bereik 5..20 mA  |
                              |                   |
                              |   (gelijkstroom)  |
 nominaal +5V (pin 2) * <------                   |
                              +-------------------+

Meetresultaten

In onderstaande tabel zijn de resultaten opgenomen van metingen zoals aangegeven in hoofdstuk Methodiek voor printerpoorten op verschillende systemen. Hoewel meestal het bij de printerpoort behorende systeem is vermeld, doet dat er eigenlijk weinig toe, de S88LPT adapter moet werken op alle LPT poorten, ongeacht systeem.