Frage:
Sind diese MIDI-Schaltungen gleichwertig?
Pete
2011-05-27 21:50:08 UTC
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Ich habe ein MIDI Thru Box-Projekt erstellt und versucht, so viele Widerstände zu vermeiden. An die Punkte A-G kann eine Last angeschlossen sein (oder auch nicht). Sind diese äquivalent oder muss ich wirklich einen Widerstand in jeden Zweig einbauen?

Hier ist das Schaltungsbild

http://a.yfrog.com/img611/175/4rfk.png

Ist der Strom / Widerstand / Spannungsäquivalent von der Gleichstromversorgung zu jedem mit Buchstaben versehenen Zweig in jedem Stromkreis? Was noch wichtiger ist: Kann jemand erklären (oder einen Link bereitstellen, der erklärt), wie Sie zu dem Schluss gekommen sind? Ich bin ein Entwickler, der gerade erst anfängt, Elektronik zu lernen.

Ich habe gemischte Antworten auf Twitter erhalten, und jemand hat erwähnt, dass er hier gefragt hat.

Nicht direkt mit Ihrer Frage verbunden, aber eine Entwurfsüberlegung: Ein Ausfall von R in Schaltung B bedeutet einen Ausfall für alle Ports. Wenn zu viele Geräte zum Ausfall des Widerstands führen, werden alle Ports unbrauchbar.
Warum versuchen Sie, die Widerstände zu vermeiden? Einfache Konstruktion? Raum? Kosten? Es gibt Pakete, die viele Widerstände enthalten, die platzsparend an einen gemeinsamen Pin gebunden sind. http://www.interfacebus.com/resistor-network-schematic-bused-resistors-sip.html
Ich habe versucht, die Schaltung zu vereinfachen. Am Ende ist es keine große Sache, aber die zusätzlichen Widerstände erschweren das Trace-Routing.
Fünf antworten:
#1
+5
stevenvh
2011-05-27 22:03:24 UTC
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Angenommen, die Punkte A bis G in Stromkreis A sind mit Masse verbunden. Dann gibt es einen Strom von 5 V / 220 Ohm = 23 mA durch jeden Widerstand für insgesamt 7 * 23 mA = 159 mA. In Schaltung B gibt es nur einen 23-mA-Strom. Sie sind nicht äquivalent.
In Schaltung A beträgt der Widerstand zwischen zwei beliebigen Eingängen 440 Ohm, in Schaltung B 0 Ohm.

#2
+4
Robert
2011-05-27 21:55:19 UTC
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Sie sind nicht gleichwertig.

Stellen Sie sich vor, Sie platzieren einen 1K-Widerstand an Punkt A gegen Masse. Platzieren Sie auch einen 10K-Widerstand auf Punkt B gegen Masse.

In Schaltung A liegt ein 220-Widerstand in Reihe mit dem 1K-Widerstand. Es gibt einen separaten 220-Widerstand in Reihe mit dem 10K.

In Schaltung B wären 1K und 10K parallel.

Ist das eine Situation, der er wahrscheinlich begegnen wird? Werden die MIDI-Endpunkte in ihrer ohmschen Last nicht ziemlich ähnlich sein, insbesondere angesichts des kleinen Wertes von R?
Ich bin mir nicht sicher, ob ich das wirklich verstehe. Warum sollten 10k und 1k in Schaltung B parallel sein, aber nicht in A? Ich bin mir sicher, dass dies eine vollständige Noob-Frage ist, aber es gibt hier ein bisschen Theorie, die noch nicht geklickt hat.
Pete, in Schaltung A würden Sie (effektiv) einen 1220-Ohm-Widerstand parallel zum 10220-Ohm-Widerstand für einen Endwiderstand von 1090 Ohm erhalten. In Schaltung B würden Sie 1000 und 10000 Ohm Widerstände parallel erhalten, beide in Reihe mit einem 220 Ohm Widerstand für einen Endwiderstand von 1130 Ohm.
Ist die Last bei MIDI nicht nur eine LED, nicht resistiv? Wie http://dernulleffekt.wolfgang-spahn.de/midi.html
@Erik: Selbst wenn alle Lasten genau die gleichen 10K-Widerstände wären, beträgt sie bei paralleler Kombination 1,4K, wodurch die Spannung stärker abfällt, als wenn jeder 220R nur 10K sah.
#3
+4
Scott Bussinger
2011-05-27 22:53:29 UTC
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Pete, ich weiß nicht viel über MIDI-Schaltkreise, aber es scheint, dass die Ausgänge einfache Open-Collector-Schaltkreise mit Pull-up-Widerständen sind und die Eingänge Optokoppler sind. Wenn das nicht einigermaßen genau ist, korrigiert mich bitte jemand.

Angesichts des Verständnisses und der Annahme, dass das von Ihnen verwendete Netzteil ausreichend groß ist, können wir davon ausgehen, dass es in der Lage ist, so viel Strom wie Sie zu liefern Wenn Sie möchten, können Sie sich die beiden folgenden Schaltungsoptionen vorstellen:

Schaltung A behandelt jeden der Eingänge AG unabhängig und was an Eingang A geschieht, hat keinen Einfluss darauf, was an Eingang B geschieht.

Schaltung B schließt alle Eingänge AG kurz und versorgt den Mix gerade mit etwas zusätzlichem Strom. Alles, was an Eingang A passiert, ist völlig durcheinander mit dem, was an Eingang B passiert. Wenn Eingang A versucht, +5 V zu sein, und Eingang B versucht, 0 V zu sein, dann haben Sie die Ausgänge von zwei anderen Boxen, die gegeneinander kämpfen und keine funktioniert nicht mehr richtig.

"Beides funktioniert nicht mehr richtig." Nicht nur das, es besteht auch eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die Chips dort ihren magischen blauen Rauch loslassen.
A bis G sind Ein- oder Ausgänge?
A bis G sind Ausgänge. Pin 4 in einer MIDI-Buchse.
@Pete: Dann gilt diese Antwort nicht, da es sich um einen Kurzschluss einer Reihe von Ausgängen handelt, als ob A und B Eingänge wären und mit verschiedenen Quellen verbunden wären und einer versucht hätte, hoch zu senden, während der andere niedrig gesendet hat.
@Pete: Oft werden die Eingänge links und die Ausgänge rechts angezeigt, sodass der Signalfluss von links nach rechts erfolgt. Natürlich funktioniert die Schaltung gleich, egal wie sie gezeichnet ist, aber sie hilft bei der Lesbarkeit und verhindert solche Fehlinterpretationen. http://opencircuitdesign.com/xcircuit/goodschem/goodschem.html
Endolith ist richtig, wenn A-G alle Ausgänge sind, dann machen meine Kommentare keinen Sinn. Aber es muss mehr Schaltkreise geben, die hier nicht gezeigt werden, da sonst der Ausgang wirklich langweilig wird (konstant +5 Volt).
@endolith: Wenn die Ausgänge rechts und die Eingänge links sind, würde der Signalfluss vorher nicht von rechts nach links fließen?
@BlueRaja: Wenn sich die Eingänge links und die Ausgänge rechts befinden, fließt das Signal von links nach rechts. Es kommt von externen Schaltkreisen auf der linken Seite, wird vom Gerät in der Mitte verarbeitet und auf der rechten Seite an externe Geräte ausgegeben. Ich bin mir nicht sicher, was du dir vorstellst.
@endolith: Oh, ich verstehe, ich habe die Ausgänge des Geräts mit Komponenten verwechselt, die ein Signal ausgeben. Danke, dass du das geklärt hast.
@endolith usw. Entschuldigung, ja, die Punkte auf der linken Seite sind alle Ausgaben.
#4
+3
endolith
2011-05-27 23:04:42 UTC
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Dies ist wie eine Fan-Out-Schaltung zum Ansteuern mehrerer MIDI-Eingänge?

Wenn ich MIDI richtig verstehe, wird jeder dieser Ausgänge direkt in eine LED eingespeist, nicht in eine ohmsche Last, wie diese:

enter image description here

Wenn die LEDs einen Abfall von 2 V haben, würde Schaltung A jeweils (5 V - 2 V) / 220 Ω anlegen LED = 14 mA.

Schaltung B hingegen schaltet alle LEDs parallel, sodass sie jeweils 1/7 dieses Stroms = 2 mA erhalten. Dies könnte verhindern, dass sie ausreichend leuchten, um sich als Signale zu registrieren. Außerdem würde jede Änderung der Spannung der LEDs (wenn ein Optokoppler eine IR-LED verwendet und die anderen beispielsweise grüne LEDs verwenden) es der LED mit der niedrigsten Spannung ermöglichen, den gesamten Strom zu verbrauchen und die anderen zu verhindern von der Beleuchtung überhaupt.

Ja. Natürlich ist die reale Schaltung komplexer, aber die + 5V (kein Signal, nur Leistung) sind in meinem Diagramm dargestellt. Die Punkte A-G sind Pin 4 an einer MIDI Thru (out) -Buchse. Bei ordnungsgemäßer Implementierung wird, wie Sie zeigen, ein Optokoppler verwendet. Dafür gibt es keine Garantien, aber zum größten Teil ist dies eine vernünftige Annahme. Wie in Ihrem Diagramm gezeigt, verfügt das Empfangsende bei korrekter Implementierung auch über einen 220-Ohm-Widerstand.
@Pete: Der Widerstand am Empfangsende würde das Problem des Stromausfalls beseitigen, nicht jedoch das Problem des niedrigen Stroms. Und Sie können auch nicht garantieren, dass die Widerstände vorhanden sind? Und Sie können nicht garantieren, dass sie die Eingänge nicht ohne Optokoppler implementiert haben? Auf jeden Fall sollte an jedem Ausgang ein Widerstand angebracht werden, wie vorgesehen.
#5
+1
Paul Mrozowski
2011-05-27 23:17:40 UTC
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Ja. Sie könnten gleichwertig sein. Nein, sie sind nicht gleichwertig. Es hängt davon ab, ob. <g>

(zur Verdeutlichung sind diese Schaltkreise nicht wirklich gleichwertig - meine obige Antwort ist hauptsächlich die Antwort auf die implizite Frage: "Kann ich diesen Teil eines komplexeren Schaltkreises ersetzen und gleichwertige Ergebnisse erzielen?" / p>

Ich denke, eine interessantere Frage ist, ob in Ihrer speziellen Schaltung das Ersetzen der 5 Widerstände, die an der 5-V-Leitung hängen, durch einen Widerstand Probleme verursachen würde?

(es ist wirklich lange her Da ich jede Art von Schaltungsanalyse durchgeführt habe - und nur in der Schule -, habe ich möglicherweise etwas unten verpasst.)

Wenn Sie sich die Standard-MIDI-Schaltung ansehen (ich habe diese verwendet als Beispiel) und vergleichen Sie es mit Ihrem Schaltplan. Sie können sehen, warum es so konstruiert ist, wie es ist. Es scheint, als ob der Widerstand dazu dient, den Strom zu begrenzen. Die MIDI-Ausgangsschaltung hat (2) 220 Widerstände, während der Eingang gerade hat 1. Wenn Pin 5 des Ausgangs schwach wird, kann Strom von der + 5-Leitung an Pin 4 über den Optokoppler fließen (und durch (3) 220-Ohm-Widerstände in Serie Ra, Rb, Rc im Diagramm). Wenn Sie eine der Leitungen kurzschließen, verhindern die verschiedenen Widerstände, dass zu viel Strom fließt.

Wenn Sie sich das Datenblatt für den Wechselrichter oder den Optokoppler ansehen, auch wenn Sie den 220-Ohm-Widerstand entfernt haben Die + 5V-Seite von Dingen, bei denen Sie immer noch innerhalb der Toleranz der Teile sind (nicht zu viel Strom fließen lassen) (aber tun Sie das nicht - ein Kurzschluss könnte in diesem Fall Teile kochen).

Es sieht also so aus, als könnten Sie bisher nur 1 Widerstand in Ihrer speziellen Schaltung verwenden.

Was ist mit Macht? Wie viel Leistung benötigt dieser Widerstand?

In der ursprünglichen Schaltung haben Sie 5 Widerstände. Wenn Sie diese durch einen einzigen ersetzen, muss dieser Widerstand das Fünffache der Leistung verarbeiten. Ist das wichtig? Die Leistung ist P = I * V und V = 5. Um "I" zu berechnen, berechnen Sie zuerst den Gesamtwiderstand des Stromkreises, 220 (5 V-Seite) + 220 (Pin 5 des Ausgangs) + 220 auf der Eingangsseite, also 5 / 660 (Ich werde den Spannungsabfall von 1,2 / 1,4 des Optos ignorieren; nehmen wir an, dass er kurzgeschlossen ist) = 7,5 mA. P = 5 · 7,5 mA = 37 mW. 5 Stromkreise * 37 mW = 189 mW. Es ist also weniger als ein Viertel Watt, selbst wenn alle aktiv sind (obwohl dies nicht viel Kopffreiheit bietet, würde ich wahrscheinlich ein halbes Watt verwenden, um sicher zu gehen).

Also Es sieht so aus, als könnten Sie es durch einen einzelnen Widerstand ersetzen.

Eine weitere Überlegung: Was passiert, wenn dieser 1 Widerstand ausfällt? Wenn es als offener Stromkreis ausfällt, funktionieren alle 5 Ports nicht mehr. In der ursprünglichen Schaltung wäre nur ein einziger Port tot. Wenn es kurzgeschlossen würde, würden die anderen Widerstände in der Schaltung wahrscheinlich alles vom Kochen abhalten (so dass Sie dort immer noch sicher sind), obwohl Sie, wenn Sie mehrere Kurzschlüsse (zwischen Geräten) haben, immer noch Dinge kochen würden, wie oben erwähnt. P. >

Für mehr Spaß war es mir nicht einmal in den Sinn gekommen (wie einige der anderen Beiträge zeigen), zu überlegen, was wäre, wenn jemand anderes beschließen würde, Teile seiner Schaltung zu entfernen, um die Kosten / die Anzahl der Teile / den Platz auf der Platine zu kontrollieren.


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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