Hp3478a tornato a vivere

[gico750]

strumento fantastico, complimenti per l'impegno e la passione che hai messo nel sistemarlo...

[sandor626]

grazie per il feedback . Tuttavia il mio Hp2478a è ancora ben lontano dall'essere rimesso a nuovo .
I problemi aperti sono almeno 3:
1) rimettere una batteria di lunga durata che si giovi di piccole correnti di rinfresco come fa da progetto il 3478a
2) Trovare delle tensioni di calibrazione in DC ognuna prossima al massimo per ogni portata : 30 mv, 300 mV, 3 V, 30 V, 300 V DC
3) Trovare delle tensioni per calibrare in AC RMS

Inoltre resta aperto il problema della sostiruzione della Prom Mostek serie MK36000 dip24 ( presente negli hp3478a di prima serie quelli che hanno il regolatore dei 5V destinati alla sezione logica in contenitore TO3 metallico , mentre nella serie successiva quella con il regolatore dei 5v suddetto è in contenitore To220 è presente una Prom dip28 ) che non è guasta ma che potrebbe diventarlo da un momento all'altro . Il problema nasce dal fatto della assoluta irreperibilità di componeni NOS del medesimo tipo .
La sostituzione della Prom MK36000 dip24 con una Eprom dip24 è problematica per la rarità/ impossibilità di poter trovare Eprom da 8Kx 8bit in dip24; tale difficoltà è parzialmente superabile utilizzando una rarissima ( ma ancora trovabile) Eprom dip28 con zoccolatura utilizzabile pin to pin con esclusione degli ultimi 4 pin , si tratta della Eprom TI TMS2564 . Dico parzialmente superabile , perchè nel caso di questa Eprom molto vecchia , esiste il problema della tensione di programmazione che di 25 Vpp. Il mio programmatore si ferma a 13,5 V pp .

Comunque , ad ogni problema si può trovare una soluzione

[sandor626]

Ho trovato un programma per Win che si connette al 3478a tramite una interfaccia USB to GBIP , che permette la lettura e la scrittura dei valori di calibrazione contenuti nella RAM ( tenuta continuamente sotto tensione) .
In pratica , a saperlo prima , bastava salvare i suddetti dati , anche in un semplice screeshoot, per evitare l'ansia da perdita della calibrazione .
il link alla pagina del software è
https://mesterhome.com/gpibsw/HP3478A/index.html
Inoltre il programma suddetto facilita enormemente le procedure di calibrazione

[sandor626]

dalla visione delle immagini di calibrazione di questo software vengono spontanee alcune considerazioni .
Anzitutto servono dei riferimenti di tensione DC per tutte le portate ( 30mV, 300mV, 3V, 30V,300V) la qual cosa ci fa capire quale è la funzione principale di questo DMM.
Per le Tensioni AC serve un solo riferimento valido per tutte le portate
Per le Resistenze , lo stesso è dovuta una accurata calibrazione , una per ogni portata.
Per le Correnti DC ci vogliono due riferimenti ( 300 mA e 3A )
Per le Correnti AC un solo riferimento valido per 300mA/3A .

Alcune cose non sono ben chiare : ad esempio come fanno i riferimenti di resistenza ad essere validi sia per le misure a 2 fili che a 4 fili ;
come fa il riferimento Corrente AC ad essere valido sia per i 300mA che per i 3A ( ovvero perchè per le Tensioni AC dove pure è indicato un solo riferinto poi non sono indicate due portate )

[sandor626]

questo DMM ha suscitato da anni grande interesse tra tutti gli appassionati di Elettronica . Me ne sto rendendo conto man mano che aumentano le mie ricerche in rete . In particolare alcuni utenti ( con conoscenze fuori dal comune in svariati campi , in ispecie in informatica) hanno disassemblato il listato contenuto nella PROM e nella RAM permettendo una conscenza di questo apparato ben oltre il già molto completo SM Hp , in vecchio stile con tutte le procedure di calibratura , programmazione tramite interfaccia HPIB ( che è una IEEE 488 , ovvero GPIB ) (sul punto ricordo come nelle Università il DMM HP3478A ancora è oggetto di studio e di prova d'esame http://measurement.dei.unipd.it/teachin ... LE_HP3478A ) .
Per rendere utilizzabile la porta HPIB è necessaria una interfaccia ( le schede HP originali sono per standard ISA e PC Dos ) di terzi , come la costosa Prologix , oppure la più abbordabile Dalton ( pubblicata come kit su Elektor prima del 2013 ) , oppure il controller basato su Arduino realizzato da E. Girlandino . Tutt' e tre queste interfacce vanno bene per un software scaricabile da https://mesterhome.com/gpibsw/ , che è abbastanza aggiornato ( marzo 2020) , funziona benissimo su Win10 , ma richiede di accettare il "rischio" la prima volta che si esegue, visto che non provenie da una software house conosciuta da Microsoft .
Questa accoppiata interfaccia / software permette il sogno di tanti possessori del DMM HP3478A , quello di salvare i dati di calibrazione in un file a futura e perenne memoria . Con il suddetto sistema è possibile riscrivere in qualsiasi momento la calibrazione futura , alla faccia di tutte le batterie tampone e relativa ansia da perdita dei dati

[sandor626]

Nonostante l'enorme approfondimento sul funzionamento del 3478a , che ha portato addirittura un forumer ( fenugrec ) su altro forum a riscrivere il contenuto della PROM risolvendo problemi minori nel funzionamento, imho per la ricerca di un malfunzionamento od anche solo per comprendere il modo in cui funziona il dispositivo, la lettura del Manuale di Servizio resta fondamentale .
Ai più non sarà sfuggito la descrizione iniziale che in questo 3ad ho dato del malfunzionamento del mio 3478a . Ebbene credo di esserne venuto a capo grazie alla lettura del SM .
E' risaputo che il difetto dell' LCD spento , fatte salve le fugaci evanescenze occasionali al momento della accensione, venga ascritto ad un mancato funzionamento della CPU e/o della mancata lettura da parte di questa del contenuto della ROM .
Questa evenienza è sostanzialmente corretta, infatti il problema dell' LCD spento viene spesso risolto montando una nuova PROM ( naturalmente programmata correttamente) ovvero montando tramite un circuito /pcb adattatore una più ( relativamente) recente Eprom al posto della PROM .

Del resto una CPU che funzioni e legga almeno il contenuto della ROM restituisce ad LCD delle risposte
del cosiddetto SELF TEST , sia alla accensione sia al richiamo da tastiera del Test/Reset , ovvero :
1) SELF TEST OK
2) UNCALIBRATED
3) U.C. RAM FAIL
4) U.C. ROM FAIL
4) RAM CAL FAIL
5) A:D LINK FAIL
6) A:D SLOPE ERROR
7) A:D TEST FAIL

Quindi il test è in grado di individuare problemi di lettura della RAM( UC RAM FAIL) ;
problemi di scrittura della RAM ( CAL RAM FAIL ) (la ram è la Nec uPD-5101L da 1024 bit, parole di 4 bit ) ;
problemi di lettura della ROM;
problemi di comunicazione tra la CPU U501 al convertitore AD (A:D LINK FAIL);
problemi di mancata conversione dei dati del convertitore AD (A:D SLOPE ERROR);
problemi per mancato superamento del test interno del convertitore AD ( A:D TEST FAIL ).

Tuttavia, a questo punto, la corruzione dei dati ritenuti nella PROM ( e non il totale malfunzionamento del chip) sembra sfuggire al test suddetto se poi il guasto si risolve ripristinando i dati in ROM ( come già detto), ovvero , si prova che Rom causava il guasto e ciò non di meno il Self Test non stava restituendo l'errore aspettato (U.C. ROM FAIL ).
A darci una spiegazione di tutti i possibili malfunzionamenti, per fortuna, ci viene in aiuto la lettura del SM, nella parte in cui descrive la attivazione della CPU alla accensione. In particolare ci fornisce una interpretazione alternativa al guasto dell' LCD spento .

[sandor626]

iniziamo col dire che in rete si trovano diversi file riferiti al SM Hp3478a , tuttavia quello che ho trovato completo è quello disponibile sul sito di KO4BB.
si tratta di un sito diabolicamente fornito , per il lavoro enorme che questo appassionato ha compiuto negli anni . Su questo sito http://www.ko4bb.com/getsimple/index.php?id=manuals, nella directory dedicata al HO3478a si trova anche il file bin della PROM ( di esso alcuni forumers hanno scritto che funziona perfettamente , si trova nella sezione ROM del sito e reca il n 118 finale , invece nella sezione dedicata al dmm 3478a il file che si trova in elenco essendo in 4 k con estensione bin non è buono essendo di una rom da 32k e non da 64k ) .
Dicevo del SM presente su questo sito , è quello più completo e con gli schemi più fruibili ( e non fastidiosamente segmentati in più pagine ) .
in particolare è presente una sezione , la 7 , che in altri file del SM non esiste per niente oppure è incompleta . Non a caso questo file inizia con le pagine iniziali del solito disclaimer HP, a riprova della sua originalità . Questi SM pur riferendosi ad apparati obsoleti che HP non ripara più da tempo ( Hp nel frattempo ha cambiato due volte nome , Agilent prima e Keysight dopo, come potrebbe mai interessarsi ancora del vetusto 4578a ! ) , per un certo periodo di tempo sono stati resi disponibili per il download dal sito ufficiale HP/Agilent/Keysight , ma ora non lo sono più e incomanciano a diventare di difficile repere in rete .
La sezione 7 è quella dedicata alla riparazione attraverso il troubleshooting e le flowchart classiche che HP ( e altri produttori di pari serietà dell'epoca) forniva a corredo della apparecchiatura per ogni acquirente.
Ma ancora prima nella sottosezione 7F si fornisce, come sempre ai bei tempi ricordati , una completa spiegazione della Teoria del Funzionamento dell'apparato, area per area , circuito per circuito.
Dalla lettura di questa sezione si riesce ad avere un'idea della accuratezza sia teorica che realizzativa di questo DMM : alcune features sono , la presenza di due distinte sezioni logiche ( ognuna con una sua distinta CPU) , una per il comando vero e proprio della tastiera, dell' LCD della RAM, della ROM, e un'altra per il convetitore A/D per la sezione degli ingressi veri e propri del multimetro ( con un intero capitolo del SM dedicato ai tipi di conversione AD , come la dual slope ed i vantaggi di quella multislope II, incidentalmente usata nel 3478a, ). Inoltre viene spiegato accuratamente come vengono generate le cifre (ovvero il runup ) . In questo SM la teoria si limita alla spiegazione fino ai 4 digit 1/2 ( immagino che la HP abbia voluto tenere per se la spiegazione del funzionamento a 5 digit ½ , nascondendo così la ragione della sua proverbiale stabilità di misura fino all’ultima cifra) ; ampia spiegazione è stata data al famigerato IC ibrido dedicato agli ingressi, riconoscibile per una zoccolatura dorata e relativo fissaggio custom , all'ancor di più famoso Reference Voltage ( la cui identità segreta oramai è stata svelata , trattandosi dell'ottimo LM399, in contenitore termicamente isolato ) . Meritano una citazione i reed relè sotto vuoto usati per la commutazione degli ingressi , il cui scatto, quasi impercettibile e di tonalità acutissima, può essere scambiato per il suono di un mini buzzer ( è una esperienza unica ) .
Ciliegina finale le due sezioni logiche sono separate galvanicamante ( al pari delle loro due rispettive sezioni di alimentazione) da due minitrasfomatori customizzati con secondario a singola spira ( questi componenti nelle ultime serie del 3478a hanno lasciato il posto a più semplici fotoaccoppiatori ) . Naturalmente questa accortezza progettuale evita che qualunque disturbo proveniente dalla sezione logica di controllo possa pervenire nella sezione di misurazione analogica , alterando di fatto la misura in corso .

[sandor626]

sto scrivendo a singhiozzo questo 3ad perchè contemporaneamente impegnato nel recupero del contenuto di una memoria DALLAS ( di cui dirò separatamente) .
Veniamo ai nostri montoni . All'accensione l' HP3478a esegue una sequenza il cui punto critico, ai fini del guasto presentatosi, è dato dalla presenza di un comparatore quadruplo nello schema U550 ( A,B,C,D) . Si tratta dell' LM339 , comparatore differenziale, un componente molto sensibile , ma con la criticità di essere un componente essenzialmente analogico.
L' U550 con il comparatore C , quando il suo ingresso positivo è raggiunto dalla tensione di alimentazione ( unregulated all'uscita dei diodi raddrizzatori dell'alimentatore dei %V sezione logica con massa a terra ) , mentre l'ingresso negativo è connesso tramite una R da 470 ohm alla batteria tampone a 3V , inizia a caricare il condensatore da 1uF C763. Tale linea quindi all'accensione è low, essa è connessa al RESET della CPU 8039 (che è un comando active low) . Appena la linea suddetta raggiunge il livello logico high, la CPU esce dal RESET, inoltre la stessa linea è collegata al SS ( single step) che manda in esecuzione la prima istruzione della CPU . La prima linea del programma setta il PSEN (Program Store Enable, active low) su high , disabilitando la lettura della ROM fintanto che la CPU non è pronta .
Tutti questi eventi sono sotto l'azione iniziale fornita dalla uscita del comparatore LM339 , un suo malfunzionamento impedisce alla CPU di uscire da un loop di reset .
Il condensatore C763 è caricato anche da un'altro comparatore il D connesso con il suo input negativo al Counter (U507) della CPU a sua volta collegato alla tastiera ( tasto reset/self test ) . I comparatori mandano in Reset la CPU anche quando si ha una caduta di tensione sui 5V della alimentazione generale , precisamente quando l'alimentazione diviene più bassa dei 3v della batteria tampone connessa all'input negativo del comparatore C

[sandor626]

il guasto da me descritto ad inizio 3ad era duplice , da una parte la mancata risposta dell'LCD con occasionali e fugaci accensioni di alcuni segmenti , dall'altra la presenza di una tensione elevata sulla uscita della batteria tampone. Questa tensione può avere origine solo da due punti, il diodo cr500 che impedisce che la Batteria tampone possa scaricarsi sui 5v della alimentazione, il secondo è l'ingresso negativo del comparatore U550-C connesso tramite la R da 470 ohm alla batteria tampone.
Escluso che il diodo cr500 sia in corto ( ed inoltre dovrebbe essere guasto il regolatore da 5v per giustificare una tensione ben superiore ) , la tensione può nascere solo dall'ingresso del comparatore.
Si è trattato dunque di un malfunzionamento incostante tale che dà ragione di tutte le anomalie presentatesi. Il comparatore quadruplo Lm339 è un dispositivo delicato , molto sensibile capace di sentire differenze di pochi decimi di mV sugli ingressi . ma è chiamato a svolgere una funzione particolare ( quella descritta ) . Prende parte in altra area circuitale all'isolatore tra di due circuiti logici .
La Hp ha creduto molto in questo componente , che è analogico, ma è di fatto usato con funzionalità logiche nell'Hp3478a .
Però dopo 40 anni un malfunzionamento può presentarsi legittimamente . Inoltre l' U550 è posizionato un maniera infelice , a pochi mm dal trasformatore di alimentazione , montato a squadra ( il trafo) , quindi con il massimo della interferenza su questo IC .
Ho dovuto rispolverare lo studio del SM perchè circa 5 gg fa il guasto si è ripresentato. Inoltre il dmm ha ripreso a funzionare senza alcuna apparente azione dopo secondi dalla accensione per poi di volta in volta rispegnersi , oppure andare in loop di reset . Il tutto è passato solo dopo la dissaldatura del vecchio IC , il montaggio di uno zoccolo a tulipano e di un nuovo LM339. L'operazione ha richiesto la leggera piegatura di uno dei piedini / capicorda del trasformatore .
Alla riaccensione l'HP3478a è tornato a funzionare senza titubanze .

[scossa]

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Alla riaccensione l'HP3478a è tornato a funzionare senza titubanze .

Grandissima disamina ed esposizione, grazie!!