Vítejte na stránce věnované legendárnímu nabíječi Schulze

ISL8-936G chämaleon

foto_2

ISL8-936G firmy Schulze Elektronik GmbH

Tato stránka je věnována všem uživatelům a fandům tohoto nabíječe. Najdete zde pár základních informací o jeho technické stránce a pár detailech z jeho konstrukce. Myslím, že si zaslouží právem plnou úctu. Jeho oblíbenost ve své době byla naprosto jedinečná a jeho postavení na trhu v oblasti modelářských nabíječů nezapomenutelné. Mnoho uživatelů ho do dnes vlastní a jeho velkou předností je skvělá péče o Nixx akumulátory. Jedna z výhod, je vysoký výkon a napětí na prvním výstupu. Lze nabíjet až čtrnáct LiPol baterií ze zdroje 12V. Nenašel jsem jiný podobný nabíječ, co by poskytl větší proud na deseti lipolkách z 12V zdroje. Poslední verze firmware řady osm však přináší nemalé starosti v pozdějších letech provozu nabíječe. A právě čas zde způsobil zásadní problém. Na displeji se po zapnutí objevila hláška, že nabíječ není kalibrován. Tato stránka vznikla právě z tohoto důvodu. Chci Vám zde vysvětlit co se stalo a jak pokračovat nyní dál. Seznámím Vás s důležitou součástkou timekeeper a následnou kalibrací, která je v něm uložena.

Stránka v němčině: přeloženo Michaelem. Děkuji. Uloženo v PDF. Stahujte zde: DEUTCH.PDF
Program k PC ke stažení - složka s Winsoft a Akusoft: schulze_sw
Návod k obsluze, jazyk CZ, EN, DE pro verzi 8.xx - manual_pdf
Dostal jsem pár katalogů Schulze s nabídkou - catalog_pdf

Poslední aktualizace stránky: 5.07.2024

dokončené kalibrace: 10x
oprava nabíječe: 4x ISL8 + 2x NEXT

Nabízím kalibraci nabíječe s výměnou timekeeper - 1.799,- (skladem 10kusů M48T08 ST)
Aktualizace firmware 8.xx na poslední verzi FW 8.50e, včetně nové flash paměti - 350,-
Provedení kontroly kalibrace (včetně úpravy kalibrace) a test všech funkcí nabíjení / vybíjení - 799,-
Opravy těchto nabíječů lze provést téměř v plném rozsahu závad. Cena je pak dle poškození.

foto_1

ISL 8

Zde je vidět vnitřek ISL8 bez předního a zadního krytu. Foto je z mé první nabíječky. Byla pořízena jako nová, měla úpravu podsvětlení displeje a obsahovala poslední vydanou verzi firmware 8.50 v anglickém jazyce. Je to poslední vyrobený - čtvrtý model této série z roku 2001 . Skládá se z opravdu velkého množství součástek. Schematicky je to velmi složitá konstrukce. V té době asi nebylo mnoho dostupných čipů a jeho stavba vycházela z toho co bylo běžně dostupné. Přeci jen tyto nabíječe byly navrhovány a konstruovány před více jak dvaceti lety. Řada ISL6 je již dnes třicetiletá historie. Hodně obvodů v ISL8 bylo převzato právě z řady ISL6, logika myšlení zapojení zůstala zachována. Nově se pak modernizace projevila až u řady nabíječů NEXT a NEXTII.

foto_17

Můj první nabíječ ISL 8

Zde je můj první nabíječ. Koupil jsem ho někdy kolem roku 2008 od mého kamaráda z modelklubu. On kdysi létal F5B a tento nabíječ byl naprosto nutný pro dobré a nejlepší výsledky v této soutěži, kde se létalo na 16x Nixx baterie. Roky jsem o něj dobře pečoval. Ale vždy ho měl na poli a nabíjel z něj. Proto má také své šrámy. V té době jsem měl elektro vrtulník na 9x Sanyo NiCD 2400. Super výsledky z nabíjení. Nabíjel jsem do baterie až 2700mAh. Nabíjel proudem 8A a baterie na konci nabíjení nebyla horká. I tak nabíjení bylo něco kolem 35 minut. Mé znalosti z elektroniky v té době nebyly příliš velké. Vždy jsem nad ISL8 žasnul. Postupem času jsem zjistil, jaký poklad doma mám a celé to dílo pana Schulze jsem měl doma a vlastně o něm nevěděl nic. O téměř patnáct let později jsem znovu objevil jeho tajemství uvnitř. Mám tento nabíječ natolik oblíbený, že jsem chtěl něco podobného v tomto stylu vyrobit vlastní silou. Až teprve v této době jsem o něm zjistil tolik, že jeho kontrukci chápu a mé zkušenosti a vybavení z elektrotechnického hlediska a zázemí to umožňují.

Sbírka nabíječů

Zde je část mé sbírky nabíječů ISL8, které se mi podařilo zakoupit. Sbírka obsahuje všechny čtyři verze nabíječe. Některé z nich nemají úpravu HW na verzi firmware řady osm. Pět z nich má podsvětlení LCD. Tři jsou v TOP stavu v originální krabici s podsvětleným LCD na zelené základní desce. Tedy poslední verze čtyři. Během roku 2023 se ISL8 téměř ztratily z trhu. Je prakticky nemožné takový nabíječ koupit. Na podzim 2022 a léto 2023 jsem jich koupil celkem čtrnáct. A cena nebyla zrovna malá. Byla to však jediná možná cesta, jak získat dostatečné množství nepoškozených dat v timekeeper. Později jsem jeden nabíječ prodal známému, a byl ve velmi pěkném stavu. Když pominu cenu 15.000,- za můj první nabíječ, tak ostatní jsem pořídil v tomto období v rozmezí cen 75-360euro.

foto_08

Dva největší poklady

Zde jsou dvě mé nabíječky v top stavu. Téměř nepoužívané. S původní kalibrací. Obě mají zelenou DPS (verze čtyři 2001) a podsvětlení LCD. Myslím, že kdo je má, ví o čem mluvím. Jsou dobře uložené a vydrží navěky. Nejlepší ISL8 jsem zakoupil z Francie. Téměř nepoužívaná v super TOP stavu.

foto_5

foto_6

Charger is not calibrated!

Když jsem zjistil, jaký problém může nastat při ztrátě kalibrace, rozhodl jsem se ihned něco vymyslet. Nemohl jsem dopustit, aby i můj nabíječ přestal fungovat a zkončil jako nekalibrovaný. Obsahuje speciální zálohovanou RAM s 8kB paměti a RTC. Bylo mi jasné, že rozluštit obsah timekeeper z jedné nabíječky je nemožné. Obsah 8kB v timekeeper jsem rozdělil na dvě části. Prvních sedm kilobajtů je záznam z nabíjení. Uložený graf. Poslední koncový kilobajt, je nastavení nabíječky plus data kalibrace. Na podzim roku 2022 jsem začal kupovat všechny dostupné nabíječky ISL8. Tři jsem našel na EBAY. Pět jsem koupil na německém Kleinanzeigen. Téměř všechny jsem pořídil ze země původu, německa. Jednu z holandska, španělska a francie. Povedlo se mi koupit čtyři ISL8 opravdu v perfektním stavu a v původním balení. Kontaktoval jsem v německu člověka, co dokonce nabízel kalibraci nabíječek ISL8. Bohužel však špatným způsobem. Chtěl 70euro za jednu nabíječku. Firma Schulze zanikla někdy v roce 2017 a nenašel se nikdo, kdo by se o nabíječky v budoucnu staral a servisoval je. Pokud Vás nabíječ po zapnutí upozorní hláškou "Charger is not calibrated!", kalibrace se pak nenávratně ztratila. Nabíječka je pak téměř k ničemu. Její pořizovací cena nebyla vůbec malá. Myslím, že do dnes není dražší modelářské nabíječky. Cena přibližně v roce 2005 byla kolem 29.900,- Kč. Pak velmi zamrzí, pokud byste se měli s takovým nabíječem rozloučit. Pro ty, co mají zkušenosti a mají programátor, doporučuji zálohovat timekeeper. Obsah lze pak snadno nakopírovat do nové časomíry. Zaručíte si tak další bezproblémový provoz této nabíječky na mnoho dalších let. Kalibrace je s postupem času velmi stálá a zpravidla není potřeba kalibraci upravovat ani po deseti, patnácti nebo dvaceti letech. Což se ukázalo při měření několika nabíječů.

foto_4

Timekeeper error

Takto se Vám pak zobrací uvítací obrazovka na nabíječi, pokud se obsah timekeeper ztratí. Data jsou pak náhodná a znaky jsou nesmyslné. Nabíječ tento stav bezpečně rozezná a na displeji Vás po zapnutí nabíječe informuje o ztrátě kalibrace.

foto_22

foto_21

Timekeeper ST M48T08

Pohled na dva velké chipy. Spodní je EPROM 27C512. Obsahuje 64kb firmware. Nad ním je takzvaný timekeeper M48T08. Časoměřič. Je to speciální RAM 8kb se záložní lithiovou baterií s dlouhou trvanlivostí. Její životnost podle teploty skladování a podmínek provozu nabíječe je kolem deseti let. Může být až patnáct roků. Pokud se Vám baterie v timekeeper vybije, nabíječ ztratí důležitá nastavení. Pak nastane pro Vás nejhorší stav pokud máte verzi firmware 8.00, 8.04, 8.08, 8.10 nebo 8.50. Timekeeper neudrží tovární kalibraci a ta nenávratně zmizí. Kalibrace napětí je nutná pro nabíjení Lixx a Pb baterií. Přesnost AD převodníku vychází ze zdroje 5V pro elektroniku nabíječe a od něj je přímo odvozeno referenční napětí pro ADC. Přesnost zdroje 7805 může být s malou odchylkou a proto výrobce zanesl do programu nabíječe softwearovou kalibraci napětí. Po více jak půl roce práce a zkoumání dat se mi podařilo zjistit tolik důležitých informací, že dokáži zpětně obsah timekeeper obnovit a nabíječ znovu správně zkalibrovat. Kalibrace pak probíhá přístupem do timekeeper skrze programátor, nebo přímo live přístup za pomoci emulátoru připojeným na ISL8 místo timekeeper. Jakým způsobem se kalibruje nabíječ dle výrobce, se již nikdo nedozví. Pokud tedy čtete tuto stránku, pak věřte, že ještě není vše ztraceno.

foto_3

Začátek tvrdé práce s daty v timekeeper

Měl jsem tedy k dispozici asi sedm nabíječek s funkčním timekeeper ve verzi 8.xx. K tomu jsem další tři timekeeper dostal výměnou na diskuzním foru a už bylo s čím pracovat. Všechny nabíječky jsem uvedl do továrního nastavení a začal porovnávat obsah. Na papír jsem vytiskl poslední 1kB dat v HEX a ASCII z každé funkční nabíječky. A porovnával a hodiny koukal na tyto papíry. Ze začátku to bylo dost nepřehledné. Pro porovnání dat jsem použil program na chipování řídících jednotek automobilů ECM2001. Ten umí porovnávat dva soubory .BIN. Výsledkem byl seznam adres, kde jsou rozdílná data. Bylo třeba postupovat pomalu a systematicky. Vzal jsem funkční nabíječ a v datech timekeeper jsem začal provádět náhodné změny na místech, kde se data lišila. A v tu chvíli se to stalo. Nabíječ začal hlásit ztrátu kalibrace a choval se jako nekalibrovaný. Změn v datech jsem udělal více a sledoval, na co bude nabíječ reagovat, co vyhodnotí jako chybu nebo co je ještě v pořádku. Vytvořil jsem si tabulku těchto důležitých bajtů podle nabíječek a přemýšlel. Porovnáváním těchto zjištěných změn, jsem si udělal představu o jejich formátu. Poměrně rychle jsem dostal myšlenku, jak asi fungují. Bohužel aby jejich změna byla čitelná v provozu, musel jsem vyrobit vícekanálový a přesný voltmetr. Ten pak sloužil jako přesný ukazatel, jak a který bajt v kalibračních datech způsobí změnu napětí. Náhled dat z konce paměti v timekeeper je z aplikace Xgpro pro programátor TL866II.

foto_04

Emulátor, rychlý pomocník

Připravil jsem si definiční soubor pro ladění kalibrace v aplikaci Tuner Pro RT. Ladím s emulátorem Moates Ostrich 2.0. Mohu ihned změnit parametry a uložit do emulátoru. Není tak nutnost stále vyndavat a znovu zasouvat timekeeper do nabíječky a programátoru. Celý proces je pak velmi rychlý a pohodlný. Nabíječka ale potřebuje pro načtení kalibračních dat, projít restartem. Data načte pouze po zapnutí a drží je nejspíše v RAM přímo v CPU. Také jsem vytvořil definice dat pro seriové číslo, datum, čas a jméno uživatele včetně hesla.

foto_8

Měření napětí

Voltmetr jsem postavil na platformě Arduino. Deska je použita Arduino Mega 2560, ADC 24bit shield s LTC2499 a TFT touch LCD. Program jsem naprogramoval na čtení kanálů a zobrazení na LCD. Voltmetr po zapnutí prochází režimem kalibrace. To bylo nutné z důvodu zajištění co nejvyšší přesnosti měření. Kalibruje se offset pro nulové napětí a offset pro referenční napětí 4.096V. Z toho se vypočítává výsledná hodnota měření. Přesnost voltmetru při 4V je pod 1mV a při napětí 22V je přesnost pod 5mV. Plně dostačující pro tento účel. Celková přesnost voltmetru v praxi je při 40V kolem 10-15mV. Na kanálu A1 je přesnost měření ISL8 napětí cca 15mV. Takže vždy dojde ke stavu, kdy tam máte o pár milivoltů víc, a jindy zas méně.

foto_13

Firmware ISL 8

Při shánění nabíječek ISL8, jsem samozřejmně koupil i nabíječky s neznámým firmware. Někdy to nebylo předem známo. A proto se mi tu sešly tyto starší verze. Jedna z úplně prvních V1.12, V2.03, V3.80, V8.00, V8.04, V8.08, V8.10 a V8.50. Poslední verze FW řady V8.xx jsou pro Lixx články. V8.10 umí LiPo, LiIon a LiMn, V8.50 navíc i LiFe. Všechny starší verze než osmá řada jsou v němčině. Zatímco všechny verze V8.xx jsem sehnal v angličtině. Verze 8.50EN je z mé nabíječky. Schulze používal pro firmware UV mazatelné EPROM firmy ST. Později i OTP EPROM. Lze použít i flash paměti, třeba Winbond. Před změnou verze z V8.xx na vyšší, stačilo poslat EPROM k výrobci a on zaslal zpět novou verzi. Kromě přechodu na verzi V8.xx z nižších řad verzí FW. To musel nabíječ na kalibraci k výrobci Schulze. Teprve ve verzi FW 8.xx byla zavedena přesná kalibrace napětí.

foto_9

Čtyři verze nabíječe. Modely 1995, 1996, 1997 a 2001 

verze

Čtyři různé verze nabíječe ISL 8 - první

Zde je první verze ISL8, která byla vyrobená 02/1995. Čelní panel DPS kolem LCD byl stejného data 02/1995. Má tmavě červenou DPS. Základním znakem je reproduktor na spodní straně nabíječky. Obsahuje melodik modul. Při ukončení nabíjení přehrává vybranou melodii, pokud ji zvolíte. Byly na zadní straně drátem zesílené cestičky DPS GND. Na straně u LCD byly další tři drátové propojky. Dále byla poznat podle toho, že u ní stále běžel ventilátor chlazení uvnitř nabíječky, na její spodní straně. A jako taková v základní verzi nemohla být přímo updatována na verzi FW 8.xx, protože došlo ke změně proudů na výstupu A3. Byla tam provedena změna v odporech u operačních zesilovačů. Sám jsem vyzkoušel, že hodnoty proudů neodpovídají. Při vybíjení se pak velmi hřeje vybíjecí mosfet na DPS a hrozí jeho zničení teplem. Proud na A3 při vybíjení byl s FW 8.xx 1A místo 400mA. Také pak byly doplněny velké červené filtrovací kondenzátory. Zásadním problémem bylo, že na výstupu A3 nedochází k fyzickému měření proudu při nabíjení a vybíjení. Funguje to na principu nastavení PWM v programu pro tento kanál.

model95

Druhá verze nabíječe

Tady je výrobně druhý model. Byl vyrobený 04/1996. Hlavním znakem je světle červená barva DPS. Chybí zde drátové propojky na DPS. Ventilátor se již spíná procesorem a není zde reproduktor a melodik modul. Rozdíly jsem našel pouze u nabíjení a vybíjení kanálu A3. Stejně jako první model, nebyly přímo určeny pro firmware verze V8.xx. Již ale z výroby obsahoval trim pro nastavení vybíjecího proudu na výstupu A3. Ale i tak musel mít úpravu na DPS. Panel DPS kolem LCD byl vyrobený 12/1996 v červené barvě. Tento model již neměl velké, silové, drátové propojky na DPS.

model96

Třetí verze nabíječe

Zde je výrobně třetí model 10/1997. Téměř stejný jako druhý model. Obvody pro nabíjení a vybíjení výstupu A3 jsou velmi podobné jako u posledního modelu 2001. Stejně jako první a druhý model, nebyly přímo určeny pro firmware verze V8.xx. Již ale z výroby obsahoval trim pro nastavení vybíjecího proudu na výstupu A3 stejně jako druhý model. Čeho jsem si všiml, tyto nabíječe verze tři měly jiný LCD. Nebyl tak hezky kontrastní a trochu sem v něm viděl pruhy. Druhý a třetí model mají stejný a shodný panel DPS kolem LCD vyrobený 12/1996. V červené barvě. Na první pohled se zdá téměř stejný jako předchozí druhý model.

 model97  

Čtvrtá verze nabíječe

A zde je podle mého ten nejlepší nabíječ. Vyroben 10/2001. Čelní panel DPS kolem LCD má stejný datum výroby 10/2001 a zelenou barvu. Ventilátor chlazení je opět ovládán z CPU. Nemá reproduktor a ani melodik modul. Na obvodech pro výstup A3 přibyl ještě jeden trim pro nastavení nabíjecího proudu. Výstup A3 totiž nemá žádnou možnost měření proudu. Ani při vybíjení a ani při nabíjení. Proud byl dost malý a tak stačilo pouze přibližné nastavení v programu. Ale skutečnost se doladila dvěma trimy. Co zde na fotce není vidět, je rozdíl v počtu vrstev DPS. První model (s červeným DPS) mají na zadní straně velké drátové propojky. Nabíječka druhého, třetího a čtvrtého modelu má podle mě tři nebo až čtyří vrstvy DPS. Krajní vrstvy DPS jsou stejné jako u předchozích verzí. Skrytá vrstva je pak vedení GND a plusové vedení na terminály A1/A2 pro nabíjení. Zda se to vešlo do jedné třetí vrstvy netuším. Čím to pan Schulze doladil skoro k dokonalosti, byla pozdější úprava podsvětlení LCD. Bohužel zdroj 100V / 400Hz pro podsvětlení LCD byl pouhým uchem dost slyšitelný. To jistě pár uživatelům vadilo. Byla nutná i výměna LCD, pokud jste chtěli úpravu podsvětlení LCD. Osvětlení displeje se spínalo funkcí FAN, a ta se používala pro spínání externího ventilátoru pro chlazení nabíjených baterií. Všechny čtyři verze nabíječe používaly shodný firmware. To znamená, že nebyl rozdíl ve verzi nabíječe. Celkové základní schema zapojení bylo u všech stejné. Ikdyž malé odlišnosti byly v trimech na výstupu A3, melodic modulu a spínání vnitřního ventilátoru. Při pohledu na poslední verzi nabíječe se zeleným DPS (na obrázku dole) je vidět vlevo dole svislá řada pinů. Jsou tam vyvedeny signály a napětí pro možnost osazení dodatečné DPS s melodic modulem. Ten jsem ale nikdy a nikde neviděl. Ale dle schema to možné asi je. Asi posledním nepatrným rozdílem poslední verze se zeleným DPS je použití SMD mosfet tranzistorů na vstupu napájecího napětí a na portech pro externí zařízení. Jako je externí vybíjecí odpor, port pro externí světlo a externí ventilátor. 

model01

Obrazovka měřeného napětí

Nabíječ ve verzi osm dokáže v menu zobrazit na LCD stav měřeného napětí všech výstupních kanálů a zdroje vstupu napětí. Je to proto, aby uživatel mohl snadno zkontrolovat, zda jeho nabíječ funguje správně. Pokud by napětí bylo mimo povolené meze, je potřeba nechat nabíječ znovu zkalibrovat. Výrobce jako přijatelnou hranici udává max 1% odchylku. Pro měření, je potřeba použít volmetr s přesností pod 0.3%.

voltage

Schema nabíječe

Abych mohl pochopit některé části nabíječe a funkce, bylo nezbytné a až nutné nabíječ rozebrat. A pak přišla ta lepší část. Udělat z fotek osazení součástek a této oboustranné DPS schema. Snadné to bylo v části CPU/EPROM/RAM/TIMEKEEPER/LCD. Jako druhou část bych definaval port RS232, další dva obvody 373D, 40106 a watchdog. Třetí blok schematu bych označil jako výkonnové obvody, měnič napětí pro mosfety a pár obvodů s OZ. Tam se vše už velmi komplikuje. A nejhorší je přechod schematu do horní DPS kolem LCD. Tam se zatím ztrácím a nemám to hotové. Jsou tam ale jistě obvody, které ovládají nabíjecí a vybíjecí obvody pro výstup A1 a rekuperaci. Plus nabíjecí obvody pro výstup A2. Co tam také je, jsou obvody měření proudů výstupů A1 a A2. Nabíječ obsahuje řídící a pojistné obvody pro řízení měničů v tom smyslu, že při selhání chodu CPU, RESETu nebo po jednoduchém zapnutí nabíječe, uvede všechny obvody měničů do stavu vypnutí nebo nefunkce. Aby nemohl náhodně nastat stav provozu nabíjení nebo vybíjení. Této myšlenky a funkce se podle mého u moderních nabíječů tolik nesetkáte, protože již to není potřeba. Moderní microcontroléry fungují mnohem lépe.

foto_13

Pokračování mé práce

Nadále pokračuji na sestavení schematu celé nabíječky. Není cílem udělat 100% přesné schema pro její repliku, ale pochopit celé zapojení a princip funkce nabíječky. To pak bude sloužit k úplné a přesné kalibraci všech parametrů nebo k jejím opravám. A kdo ví, třeba v budoucnu i k její modernizované podobě. Problém spočívá hlavně v dostupnosti LCD. Ty je už prakticky nemožné sehnat. Lze je nahradit trochu podobným LCD s jiným řadičem, ale pak bude třeba i programová úprava pro jiný LCD ve firmware a to je myšlenka budoucnosti mé práce.

foto_14

Malý plošný spoj kolem LCD

Další velký úkol bylo odpájení součástek celé DPS pod čelním panelem. Je jich tu neskutečně velké množství. Práce to bude dlouhá. Obvody v nabíječi jsou mnohdy zbytečně složité. Například ovládání n-mosfetů v step-up modu by šlo dnes elegantně vyřešit jedním mosfet driverem. Ale zde jsou v akci sice drivery, ale neumějí zvýšit napětí pro gate mosfetů. Proto je na desce malý transformátor zalitý v hnědém pouzdře. Má jedno vstupní vinutí. Měnič je pak řízen chipem 40106 a spíná mosfet prvního vinutí. Výstupem transformátoru jsou pak tři oddělené zdroje napětí pro řízení mosfetů v měničích A1 a A2. CPU používá pro každý měnič pouze jeden PWM výstupní signál. V případě A3 se pak logikou přepíná mod nabíjení nebo vybíjení. Zapojená logika obvodů na A3 pak zaručí, že nemůže dojít ke kombinovanému stavu nabíjení a vybíjení. Podobně je to s dalšími výstupy nabíječky. Například výstup A1 by potřeboval hned několik výstupů CPU. Pro vybíjení do odporů, vybíjení do zdroje, nabíjení v režimu step-down a step-up, místo toho se používá přepínací logika. Šetří to počet výstupů CPU, ale tvoří se tím složitost zapojení. Podobné je to s měřením proudu. Každý kanál má jeden vstupní pin ADC pro měření proudu v CPU. Ale opět A1 jich potřebuje více. Pro nabíjení, vybíjení do odporů nebo zdroje. Vše je řešeno operačními zesilovači, kde se signály spojují nebo větví dle potřeby.

foto_25 

Oprava nabíječe No.1 nefukční CPU, LCD.

Koupil jsem jeden velmi starý nabíječ s firmware 1.12. Byl někde dlouho odložený. Uvnitř byl opravdu obrovský nános prachu. Po vyčištění a zapnutí fungoval normálně. Bohužel výměna firmware se nezdařila. Patice DIL pro EPROM byla zoxidovaná a nabíječ přestal fungovat. Výměna timekeeper také přinesla další potíže. Nabíječ stále nefungoval. LCD byl černý. Vyměnil jsem obě patice DIL pro timekeeper a eprom. Dvakrát a nepomohlo. Vyměnil jsem dokonce třikrát CPU a také to nepomohlo. Nakonec jsem našel závadu, kterou jsem si způsobil hned na začátku já sám. Při odstranění tmelu, držící timekeeper v patici, jsem omylem prořízl dvě cestičky na DPS. Oprava pak proběhla za pomoci spoje z drátu. A nabíječ tak opět ožil. Při opravě jsem již měl schema DPS a tak jsem osciloscopem měřil data na linkách pro CPU, EPROM a TIMEKEEPER. Závadu jsem tak snadno našel a opravil. Mohl jsem si ale mnoho starostí ušetřit, protože měřit jsem měl na začátku a ne na konci, když už jsem si nevěděl rady.

foto_15

foto_20

foto_18

Oprava poškozené DPS. Tento nabíječ jsem později použil na všechna měření a testování za provozu. Mám ho doma na stole s připojeným emulátorem a hodně jsem se na něm naučil.

foto_19

Obrazovka jednoho z nejstarších firmware pro ISL8. Jak vidíte datum je kolem roku 1999.

old_firmware

Oprava nabíječe No.2 nefunkční vybíjení A1 do oporů.

Dostal se mi do ruky nabíječ na kalibraci a s občasnou chybou disconnect pack! warning (číslo 4) - připojení baterie. Při měření jsem zjistil, že to způsobuje port A1. Při vypnutém nabíječi je odpor na svorkách portu A1 cca 75kOhm. Tady bylo ale o dost méně, 25kOhm. Což se projevilo jako detekce připojené baterie. Normálně po zapnutí nabíječe, je na svorce A1 a A2 napětí kolem 2.5V. Cokoliv jiného je špatně. Problém byl ve zkratovaných N-MOSFET v okruhu vybíjení baterie na A1. Dva mosfety SUP70N06 ve zkratu a řada dvaceti odporů 68mOhm bylo vyhořelých. Pomohla jejich výměna. Zárověň byl ještě vyhořelý malý smd tranzistor NPN 817-40 na horním DPS kolem LCD. Zajímavé je, že tento nabíječ již s touto opravou byl v minulosti u Schulze. Proč se to stalo, nikdo neví. Takových nabíječů je ale více. Oprava nebyla příliš těžká. Nejhorší je připájet těch dvacet malých odporů. Jsou velmi blízko u sebe.

31_repair    

 

32_repair

33_reapir

34_repair

35_repair

 

36_repair

Oprava nabíječe No. 3 - poškozený pomocný zdroj pro mosfet A1

Další oprava ISL8. Poškozený pomocný zdroj pro napájení mosfet nabíjení A1. Nefunkční nabíjení prvního výstupu. Vadné dvě usměrňovací diody A7, dvě zenerky Y7 a driver mosfet TC427 (byl ve zkratu jeden výstup na mosfet). Oprava poměrně snadná, bylo ale nutné odpájet displej. To je asi ta nejhorší část opravy.

42_repair

43_repair

Oprava nabíječe No. 4 - poškozené pomocné zdroje pro mosfet A1 a A2

Na kalibraci mi dorazil další nabíječ. Nedokončená oprava u Schulze. Nabíječ nenabíjí na A1/A2. Závada na pomocném transformátoru. Spálené diody pomocných zdrojů. Hlavní problém je v DPS kolem LCD, kde je bludný svodový proud.

Celá oprava byla velmi zdlouhavá a náročná. Na DPS kolem LCD byl bludný zkrat. Neustále hořely 8V stabilizátory. Vyřešil jsem to kompletní výměnou všech IO na tomto DPS. Jsou tam převážně pouze OZ. Výměna usměrňovacích diod, zenerek a stabilizátorů napětí. Pak byl proudový odběr správný, kolem 15mA na jeden vstup. Jako vadný se ukázal transformátorový zdroj odděleného napětí. Výměna není možná. Wurth elektronik jej nevyrábí. Byla to zakázková výroba přímo pro Schulze. Podařilo se mi ale sehnat nějaké parametry a tak jsem se rozhodl jej rozebrat a znovu navinout. Vyrobil jsem uchycení na 3D tiskárně a po vyzkoušení funkce jsem jej zalil epoxydem. Nyní funguje jak má. Při napětí zdroje 10.50V trafo poskytuje po usměrnění 13.10V a při napětí zdroje 14.80V mají všechny tři výstupy shodné napětí 19.80V.

37_repair

38_repair

39_repair

40_repair

41_repair

Finální kalibrace napětí ISL 8

Shrnutí mé roční práce

Po více než půl roce se mi podařilo objevit způsob, jak zkalibrovat napětí na ISL 8. Pomohlo mi k tomu sedm funkčních nabíječek a celkem deset obsahů časomíry. Dnes jsem prováděl měření na sedmi nabíječkách. Čtyři z nich mají originální kalibraci. Ostatní jsem nastavil na výchozí nulovou kalibrační hodnotu.

Před začátkem kalibrace, je třeba obnovit obsah timekeeper. Postup je poměrně snadný, ale vyžaduje se kroky provádět ve správném sledu. Jinak se některá data neobnoví správně a pak je potřeba je zapsat do timekeeper přes programátor. Obnoví se tak nastavení nabíječe, seriové číslo, jméno uživatele a heslo nabíječe. Kalibrační data se vynulují. Dalším postupem je pak samotná kalibrace napětí.

Nabíjel jsem 6S lipol na výstupu A1. Na výstupu A2 3S lipol a na výstupu A3 2S lipol. Voltmetr pracuje s přesností až 5mV při 22V. Nabíječky bez kalibrace dopadly špatně. Z 28 měření byla hranice 1 % překročena pouze jednou. Dle výrobce je uvedena povolená odchylka 1%, ale hodnota odchylky 1% je dost vysoká. Pro měření musí být přesnost volmetru pod 0.3%.

Výsledky měření. Byl to výstup A3, když rozdíl dosáhl -77mV (-38mV na článek lipol). Nejhorší výsledek na A2 byl 52mV s nezkalibrovanou nabíječkou (+17mV na článek lipol). Nejhorší výsledek na A1 byl +158mV (22V) s nezkalibrovanou nabíječkou (+26mV na článek lipol).

Naopak velmi dobře dopadly tři nabíječky se zelenou základní deskou. Rozdíl napětí na A1 byl +46 mV. U 6S lipol je to 8 mV na článek.

Napětí pro zdroj nelze zkalibrovat. Rozdíl během měření nebyl větší než 33 mV. Nepatrně ho lze doladit změnou napětí na referenčním zdroji. Ale to asi není povoleno.

Kalibrační data obsahují hlavní hodnotu offsetu pro každý kanál. Ta určuje odchylku měření globálního napětí pro výstupy A1 a A2 a A3.

Kalibrační data obsahují tři 8bit hodnoty kalibrace offsetu pro A1/A2/A3.

Formát kalibračních dat je: ( global_offset 16bit / zero / offset_A1 / offset_A2 / offset_A3 / global offset)

Chcete-li, aby nabíječka přestala hlásit chybu kalibrace, musíte data kalibrace nastavit na tento formát: (01-01-00-01-01-01-01) - HEX.

Pokud máte zájem o informace, napište. Jsem ochoten pomoci s kalibrací. Jsem ochoten vám nabíječku zkalibrovat. Firmware mohu aktualizovat na verzi 8.50 anglicky nebo německy. Mohu zajistit výměnu časomíry, její nastavení a kalibraci. Znovu obnovit obsah časomíry a nová data zálohovat do souboru .BIN, pro použití v dalších letech.

Pro tuto práci používám emulátor Moates Ostrich 2.0
Programátor TL866II
Voltmetr LTC2499 na štítu Arduino s kalibračním programem.


Kalibrace
platí pro verzi FW8.50

1. Vložte novou časomíru M48T08 do ISL8. Pokud není nová, vložte jej do programátoru a její obsah naplňte hodnotou 0x55 HEX. Je to znak "U" ascii. A pak to vložte do ISL8.

2. Přejděte ke změně uživatelského jména. Nyní je tam „UUUU……“. Stiskněte standardní název. Bude přepsáno jako „schulze gmbh…“. Potvrďte zadání a zadejte nové heslo. Musíte odstranit původní "keyword" slovo a zadat „UUUUUUU“ jako heslo. Plný počet znaků. Protože nyní je timekeeper naplněn hodnotou 0x55 / "U". Potvrďte a zadejte požadované heslo nebo znovu stskněte výchozí nastavení. Heslo poté bude původní "keyword" slovo. Potvrdit. Pokud to uděláte správně, změní se jméno uživatele na "Schulze elektronik gmbh" a heslo bude"keyword".

3. Přejděte do nabídky nastavení nabíječky a stiskněte global reset.

4. Vraťte se na domovskou obrazovku a stiskněte nastavení vlevo data pro práci s počítačem. Obnovit výchozí nastavení.

5. Nastavte správné datum, čas a den v týdnu. Nastavení nabíječky a časomíry je nyní obnoveno. Správné sériové číslo nabíječky se pak zobrazí v nabídce nastavení nabíječky. Seriové číslo nabíječky je zakodováno v EEPROM 93LC46B, vedle CPU. A je pro každý nabíječ jedinečné.

6. Vyjměte časomíru z nabíječky a vložte ji do programátoru. Dejte načíst obsah. Na konci datové paměti uvidíte čísla. Také tam bude vidět třikrát série sedmi nul. Ty nuly jsou kalibrační údaje. Všechny tři řady nul „00-00-00-00-00-00-00“ Přepište sadou čísel „01-01-00-01-01-01-01“. Nyní nabíječka přestane hlásit chybu kalibrace. Ale není kalibrována.

7. Nyní je vše na vás. Obsah kalibrace upravíte tak, aby napětí na výstupech odpovídalo skutečnosti.

8. První dvě hodnoty jsou globální offset. Platí pouze pro výstup A1 a výstup A2. Měňte tuto hodnotu, dokud se napětí A1 a A2 nebudou blížit realitě asi 50 mV pro oba kanály.

Globální offset může nabývat hodnot přibližně +-1500 DEC. Zadejte znovu jako HEX.

9. Hodnota A1-8bit a A2-8bit je poté naladěna samostatně pro každý kanál A1 a A2. Globální hodnotu offsetu již neposouvejte. Povolený rozsah pro A1 a A2 je +-127 DEC. Zadejte znovu jako HEX.

10. Kanál A3 je laděn nezávisle na prvním globálním offsetu. Má vlastní globální offset. Zde může být hodnota kladná i záporná. V desítkovém tvaru je 1-127 kladných a 255-128 záporných. Čísla zadávejte pouze v HEX formátu.

11. Napětí pro zdrojovou baterii nelze zkalibrovat.

12. Formát kalibračních dat jsem již uvedl. Je to: (01-01-00-01-01-01-01) ---- (globální offset / nula / A1 / A2 / A3 / globální offset)“

Dodatek ke kalibraci

Kdykoli měříte napětí pro kalibraci, nabíjejte co nejnižším proudem. Nejlépe 250 mA. Je jedno, jaký typ baterie použijete. Použijte napětí alespoň 15-30V pro A1 a A2. Kanál A3 má napětí do cca 10V. Počkejte a sledujte hodnotu napětí nabíječky. Stačí to zprůměrovat. Při změně kalibrační hodnoty se snažte udržet skutečné napětí nižší než zobrazené napětí. Aby nebyly překročeny limity pro Lixx baterie. Kalibrace je přesná a lze ji nastavit na cca 5mV pro jeden článek Lixx. Je lepší mít na Lixx článku 4,195V než 4,205V. Obojí je dostatečně přesné. Při hledání globální hodnoty offsetu ji nastavte tak, aby nabíječka ukazovala více, než je skutečná hodnota. Přesnost voltmetru pro kalibraci je výrobcem určena na 0.3%. Přesnost výsledného napětí má být pod 1%.

Když máte vše hotové, opět zkontrolujte správnost napětí na výstupech. Pak je již konečně vše na 100% hotové.

Vždy si buďte jistí, že víte co děláte a že tomu plně rozumíte.

Doufám, že popis a informace jsou úplné a dostatečné.

Calibration XTOOLS for ISL8

První čtvrtletí 2024. Právě jsem se pustil do výroby prototypu pro kalibrování ISL8. Cílem je několik bodů. Zařízení musí být samostatné a jediné, které bude potřeba a napájené z baterie. Proto jsem se rozhodl pro projekt na základě arduino modulu, s malým LCD a pár tlačítky pro ovládání. Přípravek bude mít ZIF patici pro timekeeper. Aplikace bude přímo číst a zapisovat do timekeeper a nebude připojena na nabíječ. Nyní, když vše znám na 100%, lze kalibrovat každý kanál ISL8 zvlášť. Modul bude obsahovat jeden ADC kanál pro přesné měření napětí. Přípravkem snadno změříte napětí - skutečné a z ISL8 přečtete naměřené. Po té jednoduše změníte násobící konstantu offsetu kalibrace. Pak stiskem tlačítka zapíšete do timekeeper a znovu změříte napětí. Snadno načtete aktuální kalibraci a malou změnou upravíte požadované napětí. Modul bude obsahovat celou část obsahu timekeeper, takže snadno nahrajete obsah do nové časomíry. Zní to velmi snadně. A ano, je to velmi snadné. Když takto zkalibrujete postupně všechny kanály A1/A2/A3, nabíječ již nebude hlásit chybu kalibrace. Napětí bude opět správné a bezpečné. Nyní bude ISL8 na 100% v pořádku. Přesně tak jak to dělal pan Schulze. Prototyp si myslím, že bude hotový v prvním čtvrtletí tohoto roku 2024.

2/2024 nový projekt na kalibrační nástroj. Bylo nutné jej maximálně zjednodušit a proto jsem se rozhodl pro napsání vlastního kalibračního software pro ISL8. Kalibace bude probíhat přímo na vlastní ISL8. Calibration XTOOLS for ISL8 bude pouhá redukce přepínání dvou EPROM přímo v ISL8. Důvodem jsou náklady na výrobu a pravděpodobně nízký zájem o tento přípravek.

Cena Calibration XTOOLS for ISL8 se bude orientačně pohybovat kolem 1.200Kč / 50Euro.

První spuštění vlastního firmware

firmware

Je to tady. Podařilo se mi spustit svůj vlastní firmware v ISL8. Dokázal jsem zmapovat téměř všech 84 pinů CPU, jejich funkce a nastavení. Bylo nutné zjistit také setup dalších dvou LATCH 373D, které ovládají nabíječ a provést inicializaci LCD. Běží interní DC/DC měnič, výstupy A1/A2 jsou vypnuté a je na nich nulové napětí. Výstup A3 je také bez činnosti. Nabíječ odebírá v tomto režimu standardní odběr proudu cca 260mA.

FW 1.10 - Aktuálně programuji zobrazení dat z timekeeper na LCD a to jméno uživatele, heslo nabíječe, kalibrační data, seriové číslo nabíječe z timekeeper a z eeprom ISL8.

Dokáži tedy displej správně nastavit v textovém režimu. Schulze ale používá pouze a výhradně grafický režim. Ten ale vyžaduje použití knihovny pro řízení LCD. Na to teď není ale čas. Ovládám piezo reproduktor a mám správně nastavený nabíječ. Obnovuji watchdog, aby se nabíječ neresetoval. Nyní programuji ovládání klávesnice. První tlačítko bude RESET.

7/2024 - Podařilo se tedy úspěšně naprogramovat základní rutinu pro ISL8. Problémy jsou v omezených možnostech prostředí KEIL C51, musel jsem vyhledat základní příručku pro jazyk "C". Teď se již chystám na přímé čtení dat z timekeeper. Zobrazení na LCD není vůbec problém. Nemusím se zabývat provedením programu. Místa v paměti mám dost. Již spolehlivě ovládám LCD, piezo, watchdog a tlačítka pro ovládání.

Disassembling

Jedna z posledních neprozkoumaných věcí na ISL8 je samotný firmware. Jedna obrovská výhoda je, že je k dispozici 100% kodu uloženého v EPROM. Přímo samotný kod v podobě jedniček a nul, (.BIN souboru). To mi umožňuje nějakým způsobem kod zpětně rozebrat a zjistit jak pracuje a jaké operace CPU vykonává. Mám k dispozici datasheet pro CPU 80C537 a jeho C500 asembler. Nyní stačí těch 65536 byte přepsat zpět do zdrojového kodu (asembleru). Myslím si, že nebudu nikdy schopen ho přeložit celý.

Počítačové disassemblery pracují zpravidla se základní sadou instrukcí 8051 a většinou lineárním způsobem. To je nesprávné a výsledek se velmi rychle rozejde se skutečností. Další způsob by bylo použít hardwearový emulátor tohoto CPU. Ale to je staré, nedostupné nebo velmi drahé. Dostal jsem jiný nápad. Na internetu jsem již dříve našel návod na malý emulátor EPROM, postaveného na platformě podobné arduino. Board Teensy 4.1 se slotem pro micro SD card. Do něj se nahraje malý kod a jeho součástí bude obsah EPROM z ISL8. Je tu ale limit rychlosti emulace této desky, a perioda cyklu je někde kolem 200ns. CPU v ISL8 běží na 16MHz. A tak by to mělo stačit. Emulátor by to mohl stihnout, ale nebude mít čas už na jiné potřebné úkony. Napadlo mě, že bych chod CPU v ISL8 zpomalil a Teensy použil zárověň jako logger navštívených adres v EPROM. K čemu je to dobré? Mohu pak mnohem snadněji ze záznamu logu vytáhnout adresy, kudy prošel program CPU a ty snadno překládat do asembleru. Dobré je, že by to mohlo fungovat, nevýhoda je, že kudy program neprojde, tam se kod bude zpětně velmi obtížně překládat.

V tuto chvíli jsem ve fázi výroby tohoto emulátoru. Ta hádanka tovární kalibrace mi nedá spát. Kalibrace nabíječe pak bude snadná a rychlá. Aby vše bylo správně a vše dobře fungovalo, jak má.

Prozatím se mi povedlo zpomalit chod CPU na frekvenci cca 1.8MHz. Bylo nutné na desce odpojit externí watchdog. Snížená frekvence CPU způsobila trvalou aktivitu signálu RESET od externího WDT. Čas je pak pro práci této board Teensy4.1 cca 3.260us na jeden takt čtení z EPROM. Na seriový port mohu pak odesílat nebo na SD kartu ukládat adresu čtení z CPU na EPROM. Posloupně se dá přesně disassemblovat kod.

Nyní jsem založil ve vývojovém prostředí projekt pro disassemblování firmware ISL8 a budu jej psát v asembleru. Nastavil jsem podporu tohoto CPU a spustil první instrukci na adrese 0x0000. Zde začíná samotný program. Po RESETu je první instrukce LJMP 0xFE80. Délka tři bajty. Projekt jsem zkompiloval a v náhledu CODE jsem si ověřil totožnost dat s obsahem v EPROM ISL8 verze FW 8.50E. Prakticky to znamená první správný překlad do asembleru. Pokud je kod identický, mám překlad správně a mohu pokračovat dál.

emulator

Teensy 4.0 - emulator 64Kb

MICROCORELABS - zde je odkaz na tento emulátor. Opravdu úcty hodný výkon chipu běžící na taktu 600MHz. Lze přetaktovat nad 1000MHz s chlazením. Tuto desku lze za malé pomoci využívat přímo v Arduino IDE vývojovém prostředí. 

Emulátor 27C512

Podařilo se mi sestavit a zprovoznit tento emulátor. Bylo to zpočátku trochu náročné a samozřejmě to nefungovalo na první zapojení. Ale brzy jsem odhalil problém a emulátor naskočil. Sestavil jsem projekt, kde je uložena eprom 8.50english. Data jsou uložena v tabulce jako data v projektu Arduino. Jediný problém může být s chlazením chipu na Teensy. Procesor je přetaktován na 960MHz z původních 600MHz. Pak ale stíhá emulovat EPROM v ISL8 při plné rychlosti CPU 80C537 na 16MHz.

PROJEKT emulátoru je ke stažení zde: emulator

Projekt obsahuje data microcorelabs pro výrobu DPS, informace pro instalaci Teensy, informace pro úpravu napájení a plně funkční projekt v Arduino IDE. 

Nyní je čas naprogramovat funkce pro sběr dat adres a postoupit tak v disasemblování programu.

12/2023 Krystal pro CPU v ISL8 jsem vyměnil za nejpomalejší možný a to 1MHz. Musel jsem upravit zapojení s použitím signálu OE od CPU. Tím jsem zajistil správnou synchronizaci signálu emulace. Také bylo nutné na Teensy vyvést signál pro RESET CPU v ISL8, protože byl třeba čas pro naběhnutí programu v emulátoru. Po té dokázal emulátor i na nižší frekvenci 150MHz (Teensy), lehce zvládat emulaci. Data bylo možné logovat pouze přímo do PC přes RS232. Ukládání na SD kartu nebylo při tomto množství dat možné. Celý proces emulace a odesílání dat na RS232 se děje v přerušení od signálu OE. Rychlost záznamu je cca 83.333x20byte/s.

Logovaná data jsem zachytil v programu serial port monitor. Základní data jsem logoval dvě minuty a uloženo bylo asi deset milionu intrukcí CPU. Při prohlížení záznamu je vidět, které adresy CPU navštíví, jaké jsou vykonány instrukce a kam se případně vykoná skok do podprogramů nebo načtení dat v tabulce. To jsou cenné informace, při disasemblování programu. A budoucnu budu tato cenná data zpracovávat.

emulator

 

UPOZORNĚNÍ

Veškeré práce na této nabíječce provádím pouze pro vlastní potřebu, ze zvědavosti, nadšení, sbírání zkušeností a pro radost. Firma Schulze Elektronik GmbH Matthias Schulze zanikla v roce 2017 a od roku 2013 již byla v insolvenci. Poslední servisní úkony v roce 2018 prováděl bývalý zaměstnanec této firmy. Proto se domnívám, že touto mojí prací nevzniká nikomu žádná finanční, duševní a ani jiná ztráta nebo ušlý zisk. Je velká škoda, že tyto skvělé nabíječky, které nebyly do dnes v několika ohledech překonány a také velmi drahé, tak upadají v zapomnění a stává se z nich pouze hromada šrotu. Tímto projektem se snažím napomoci k jejich záchraně a nenechat je padnout v zapomnění. Berte to prosím na vědomí. Nikdy nebude tato práce předmětem výdělku, prodeje nebo klonování.

 

Pro jakékoliv dotazy nebo pomoc, jsem zřídil speciální email. Celý projekt také slouží jako vzpomínka na pana "Matthiase Schulze" a jeho firmu.

SERVICE ISL8

logo

VSTUP na hlavní stránku autora tohoto webu