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Elektor

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Moderne PCs mit ATX-Motherboard verfügen nicht mehr über
geschaltete Netzspannungsbuchsen. So ist es nicht mehr möglich,
Peripheriegeräte wie Drucker, Monitor oder Aktivlautsprecher
zusammen mit dem PC ein- und auszuschalten. Beim Einschalten
ist das kein Problem, denn wenn ein Gerät vergessen wurde, so
funktioniert es halt nicht. Vergißt man allerdings, ein Gerät aus-
zuschalten, so bedeutet dies Energieverlust und eine Verkürzung
der Lebensdauer des Geräts. Und selbst wenn man beim Ein- oder
Ausschalten nichts vergißt, so bleibt es doch allemal sehr lästig ...
Glücklicherweise läßt sich das Problem recht einfach lösen. Man
kann alle Geräte an eine Steckdosenleiste mit Schalter hängen –

Re1

5V

D1

1N4001

C1

10

µ

63V

D2

BAT85

K1

+5V

K3

1

2

3

4

USB

type B

R1

VDR

994019 - 11

230V

USB Type B

USB Type A

994019 - 12

1

2

4

3

1

2

3

4

1 =
2 =
3 =
4 =

V

CC

- Data
+ Data
GND

(C) ELEKTOR

994019-1

C1

D1

D2

H1

H2

H3

H4

IN1

K1

K3

R1

RE1

~

~

994019-1

+5V

0

(C) ELEKTOR

994019-1

Stückliste

Widerstand:
R1 = VDR (230 V)

Kondensator:
C1 = 10

µ/63 V

Halbleiter:
D1 = 1N4001
D2 = BAT85

Außerdem:
Re1 = E-Karten-Relais für

vertikale Montage
(Siemens)

K1 = 2polige

Platinenanschlußklemme,
RM7,5

K3 = USB-Chassisbuchse,

Typ B

Gehäuse: Bopla SE432 DE

006

Schaltautomat für ATX-Boards

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Elektor

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allerdings muß man den PC immer noch gesondert einschalten,
da ATX-Boards keinen “echten” Netzschalter besitzen. Besser und
“moderner” ist da sicher die hier gezeigte Variante. Jedes ATX-
Board verfügt über die Logik, um einen USB-Port zu implemen-
tieren. Geräte, die am USB angeschlossen sind, dürfen einen
Strom von 100 mA (jedes für sich) beziehungsweise 500 mA (alle
zusammen) ziehen. Der USB-Port kann deswegen ohne Probleme
auch ein kräftiges Relais ansteuern, das wiederum die Netzspan-
nung für die Peripheriegeräte einschaltet.
Die Funktion der Schaltung in Bild 1 ist leicht erklärt: Wenn Span-
nung am USB-Interface liegt, wird das Relais über D2 aktiviert. Der
Relaiskontakt schließt und versorgt die peripheren Geräte mit
Strom. Kondensator C1 puffert die geringen Welligkeiten auf dem

USB-Port, so daß kurzzeitige Dips in der Versorgungsspannung
nicht zum Abfallen des Relais führen. Der VDR (R1) verhindert
Abreißfunken an den Relaiskontakten, wenn diese induktive Lasten
abschalten. D1 ist die übliche Freilaufdiode für die Relaisspule.
Bei der Entwicklung des USB-Standards wurde der Verkabelung
besondere Aufmerksamkeit zuteil. Es gibt zwei Varianten von
USB-Steckverbindungen, nämlich eine flache für den Downstream
vom PC zum Peripheriegerät (Typ A) und eine andere, mehr qua-
dratische für den Upstream (Typ B). Verwendet man ein Kabel mit
zwei verschiedenen Verbindern, ist eine Verpolung ausgeschlossen,
wie man dies von RS232- und DIN-Kabeln her kennt. Ein USB-
Kabel besitzt immer Stecker, die Geräte durchweg Buchsen.

(994019)rg

Bei Bussystemen wie dem SMBus oder I

2

C wird praktisch immer

ein passiver Pull-up in Form eines Widerstands verwendet, um den
Pegel auf die positive Betriebsspannung (meist +5 V) zu ziehen.
Der Bus wird auf logisch Null gelegt, indem ein an den Bus ange-
schlossenes Gerät mit seinem Open-collector-Ausgang das Signal
auf Masse zieht. Das bekannte Problem ist nun, daß der genannte
Ausgang im Verhältnis zum Pull-up-Widerstand sehr niederohmig
ist, was dazu führt, daß die negative Flanke sehr steil ist, während
die positive Flanke träge und außerdem nicht linear verläuft (da
Kapazitäten geladen werden, folgt sie einer e-Funktion). Das Tast-
verhältnis der Signale wird dadurch verschlechtert und die maxi-
male Busgeschwindigkeit verringert.
Eine Lösung des Problems bietet ein spezielles IC von Linear Tech-
nology, das den klassischen Pull-up-Widerstand ersetzt und einen
Strom liefert, der von den Verhältnissen auf dem Bus abhängt.

Steigt die Spannung. dann liefert das IC 2,2
mA. Bei sinkender oder konstanter Span-
nung sind es hingegen nur 275

µA.

Da das Gehäuse des neuen LTC1694CS5
zwei derartige Pull-up-Schaltungen enthält,
kann auch erkannt werden, wann der Bus im
Ruhezustand ist (beide High). In diesem Fall
wird der Strom noch weiter, nämlich auf 100

µA verringert. Das IC ist für die Standard-
I

2

C-Busfrequenz von 100 kHz ausgelegt und

dementsprechend für die 400-kHz-Versionen
und die neuen, superschnellen I

2

C-Varian-

ten mit 3,4 MHz nicht geeignet. Der

LT C 1 6 9 4 C S 5
wird in einem
S O T - 2 3 -
Gehäuse gelie-
fert. Die Grafik
zeigt den Unter-
schied bei der
positiven Flanke
zwischen einem
normalen Pull-
up-Widerstand
und den speziel-
len Pull-up-IC.

(994076e)

C1

100n

5V

SCL

SDA

994076 - 11

LTC1694

IC1

B U S 2

BUS1

4

2

5

1

V

CC

1

GND

2

NC

3

BUS1

5

BUS2

4

994076 - 13

LTC1694CS5

SOT-23

1V/div.

V

CC

= 5V

C

LD

= 200pF

f

bus

= 100kHz

994076 - 12

007

Pull-up-Beschleuniger

Anwender der BASIC-Stamp (alias BASIC-Briefmarke) sind im
allgemeinen zufriedene Anwender. Dennoch kann es vorkom-
men, daß sie sich etwas wünschen, was die BASIC-Stamp nicht
hat, nämlich ein paralleles Interface, zum Beispiel zum Anschluß

eines Druckers, wenn die BASIC-Stamp als Datenlogger ver-
wendet wird.
Die dafür benötigte Schaltung besteht aus nur einem IC, wenn für
diese Anwendung ein Spezial-IC vom Typ EDE1400 zum Einsatz

008

Seriell/Parallel-Umsetzer