Dieser Kabeltester entstand als Demo-Anwendung zum LCD-Modul DOGM162. Gleichzeitig wollte ich einmal ausprobieren was mit einem PIC12F675 möglich ist. Für die Funktion 'Kabeltyp' musste ich allerdings auf einen PIC12F683 aufrüsten, da dieser mehr Programmspeicher hat. Wer auf diese Funktion verzichten kann/möchte, kann aber den PIC12F675 einsetzen.

Es können Kabel mit bis zu 8 Adern geprüft werden, die Schaltung ist aber im Augenblick speziell auf Patch-Kabel ausgelegt. Sobald das Patchkabel an Buchse1 und Buchse 2 angeschlossen wurde, zeigt das Display die Verbindungen an. Hat das Patchkabel keine Abschirmung, so muß Schalter S4 geschlossen sein.

Soll ein verlegtes Kabel geprüft werden, so muß an einem Ende der RJ45-Teststecker angeschlossen werden und am Prüfgerät wird das andere Ende an Buchse1 angeschlossen. Hat das verlegte Kabel keine Abschirmung, so muß die Masse-Verbindung zwischen Prüfgerät und Teststecker über die Buchsen BU3+BU4 hergestellt werden.

Und weil es in den Technikräumen immer schön warm ist, habe ich noch einen Temperatursensor spendiert. Damit weiß man immer wie warm es ist. Der Verlauf der Temperaturveränderungen kann mit einem Computer aufgezeichnet werden.

Hardware

Übersicht ueber Kabeltester 8P Als Microcontroller kommt der PIC12F675 oder PIC12F683 von Microchip zum Einsatz. Diese Controller haben 6 I/O-Ports und 1024 bzw. 2048 Words Programmspeicher. Entscheidend ist aber das vorhanden sein eines Analog/Digital-Wandlers über den die Messungen vorgenommen werden. Da aber 8 Leitungen gemessen werden sollen, muß der analoge Port erweitert werden. Das übernimmt der Multiplexer/Demultiplexer 74HC4051. Das Messergebnis wird im LCD-Modul angezeigt, das im SPI-Modus angesteuert wird. Mit den 3 Tastern können diverse Einstellungen vorgenommen werden, die im PIC-Internen EEPROM gespeichert werden.

Stromversorgng des Kabeltester 8P Die Schaltung arbeitet mit 5V oder 3,3V Versorgungsspannung. Je nach Versorgungsspannung müssen einige Anpassungen vorgenommen werden, die aber im LCD-Datenblatt und im Schaltplan aufgeführt werden. Bei 5V Versorgungsspannung habe ich einen Stromverbrauch von 5,5 mA gemessen, beim Einsatz einer LCD-Hintergrundbeleuchtung erhöht sich dieser natürlich entsprechend.
Die Stromversorgung erfolgt bei mir über einen NiMH-Akku in der Bauform AA. Der Baustein LT1073CN8-5 wandelt die zu niedrige AKKU-Spannung in die benötigte 5V-Spannung um. Die Beschaltung des Spannungsreglers stammt aus dem Datenblatt zum LT1073CN8-5.

Software

Die Software wurde in Assembler mit der MPLAB IDE v7.62 von Microchip erstellt und belegt beim PIC12F675 den gesamten Programmspeicher. Die Software ist so gestaltet, das die Änderungen (z.B. Portbelegung bei Entwicklung einer Leiterplatte) nur in den Abschnitten „Konstante” und „Portleitungen” erfolgen müssen.

Einstellungen

Alle Einstellungen erfolgen mittels 3 Tasten:

Taste 1 (Menü) schaltet in den Menü-Modus, bzw. schaltet zur nächsten Auswahl
Taste 2 (+) schaltet bei den Einstellungen zum nächsten Wert
Taste 3 (OK) aktiviert/speichert die aktuelle Auswahl/Einstellung

Das Menü beinhaltet folgende Möglichkeiten:

Verbindungen
Es werden die Verbindungen der Kabeladern angezeigt.

Kabeltyp (nur PIC12F683)
Es wird der Kabeltyp angezeigt.

Übersicht der Kabeltypen
10(0) BASE-T, halb	10(0) BASE-T, halb, gekreuzt
10(0) BASE-T, voll	10(0) BASE-T, voll, gekreuzt
	GIGABIT, gekreuzt
ISDN	ISDN, gekreuzt

Analoge Werte
Es werden die analogen Werte der Kabeladern angezeigt.
Temperatur
Mit dem Temperatursensor kann die Temperatur gemessen werden.
Kalibrieren
Der angeschlossene Teststecker wird ausgelesen und im internen EEPROM gespeichert.
Das ist nötig falls andere Widerstände als im Schaltplan angegeben eingebaut wurden oder die Abweichungen (Toleranzen) der Widerstandswerte zu groß sind.
Toleranz (0...4; default = 2)
Wenn die Kabellänge zu Fehlmessungen führt kann dies durch das Anpassen der Toleranz ausgeglichen werden.
Kontrast (7...15; default = 9)
Hier wird der Kontrast des LCD-Moduls eingestellt.
Baudrate (keine, 4800, 9600, 19200; default = 9600)
Hier wird die Übertragungsgeschwindigkeit der seriellen Schnittstelle eingestellt.
Sensor (Auto, DS1821; default = Auto)
Hier wird der Temperatursensor eingestellt. Die Einstellung Auto gilt für die Typen DS18B20, DS18S20 und DS1822.

Wie funktioniert das ganze?

Über jede Kabelader wird ein Widerstand an den Eingängen (Y0..Y7) vom Multiplexer/Demultiplexer angeschaltet. Je nach Einstellung am Steuereingang (S0..S2) des Multiplexers/Demultiplexers bildet ein externer Widerstand mit R2 einen Spannungsteiler. Der PIC misst den Spannungsabfall am 'externen' Widerstand und errechnet daraus die Kabeladernnummer.

Die Messung der Temperatur erfolgt mittels eines Sensors von MAXIM/Dallas. Es werden die Sensoren DS18B20, DS18S20, DS1821 und DS1822 unterstützt. Die gemessene Temperatur wird im LCD-Modul angezeigt und über die serielle Schnittstelle im ASCII-Format zum PC übertragen. Im Menü kann der passende Sensor und die nötige Übertragungsgschwindigkeit eingestellt werden.

Schaltplan

Stückliste
(2,5 MByte)	Download vom Schaltplan, Programm (asm + hex) und von den Datenblättern. Das Datenblatt vom PIC ist wegen der Dateigröße nicht enthalten.
IC1	Microcontroller PIC12F675 oder PIC12F683
IC2	Multiplexer / Demultiplexer 74HC4051
IC3	Temperatursensor DS18B20 oder DS18S20 oder DS1821 oder DS1822
LCD-Modul	DOGM162E-A, von www.lcd-module.de, www.reichelt.de oder www.conrad.de
D1...D3	Diode 1N4148
T1	PNP-Transistor BC308 (universal Typ)
R1, R2, R19, R21	Widerstand 10 KΩ
R3, R11	Widerstand 500 Ω
R4, R12	Widerstand 1 KΩ
R5, R13, R20	Widerstand 3,3 KΩ
R6, R14	Widerstand 6,8 KΩ
R7, R15	Widerstand 10 KΩ
R8, R16	Widerstand 22 KΩ
R9, R17	Widerstand 33 KΩ
R10, R18	Widerstand 68 KΩ
C1...C3, C6	Kondensator 100 nF
C4*	Kondensator 0,1..1 µF, bei VCC = 3,3 V (siehe LCD-Datenblatt)
C5*	Kondensator 0,47..2,2 µF, bei VCC = 3,3 V (siehe LCD-Datenblatt)
S1...S3	Taster für die Menüsteuerung
S4	Schalter zur Anschaltung der Masseverbindung bei Kabel ohne Abschirmung
Br1*	Drahtbrücke bei VCC = 5 V (siehe LCD-Datenblatt)
BU1, BU2	RJ45 Buchse mit Abschirmung für die Patchkabel
BU3, BU6	Buchse zur Anschaltung der Masseverbindung bei Kabel ohne Abschirmung
BU4	Mini-DIN-Buchse, 4polig; für den Anschluß des Temperatursensors
BU5	Sub-D-Buchse, 9polig; für die serielle Schnittstelle
ST1	RJ45 Stecker mit Abschirmung für den Patch-Teststecker
ST2	Mini-DIN-Stecker, 4polig; für den Temperatursensor
* Die Bauteile C4, C5 und Br1 werden je nach eingesetzter Versorgungsspannung benötigt.

Bauteil	VCC = 5 V	VCC = 3,3 V
C4	weglassen	einbauen
C5	weglassen	einbauen
Br1	einbauen	weglassen