Inside Nexus7 Dock

[robernd]

Hallo,
meine N7 Dockigstation macht nicht, was ich erwarte. Deshalb habe ich mich um das Innenleben gekümmert. Das möchte ich euch nicht vorenthalten.

Wie zu erwarten, arbeitet das Doch vollständig passiv. Allerdings sind mehr Bauteile darin enthalten als ich erwartet habe. Es gibt zwei kleine Leiterplatten (PCB). Eine für die Buchsen (Jacks) an der Rückseite und eine mit den N7-Anschlusskontakten (Pogo-Pins).

Aus meiner Sicht ist der wichtigste Zweck der Schaltung die Vermeidung zu starker Funkstörungen, die durch angesteckte Leitungen abgestrahlt werden können. Es sind nicht alle vorgesehenen Bauteile vorhanden (Im Schaltbild omit = entfällt). Die SMD-Teile mit dem Aufdruck 0 sind Widerstände mit 0 Ohm, also aufgelötete Brücken. Wahrscheinlich hat der Hersteller erst einmal geübt, welche Teile und Leitungsführungen tatsächlich nötig sind. Vielleicht ist das Grund für die späte Markteinführung in Europa.

Meine Probleme
- Der erforderliche Ladestrom will nicht zustande kommen. Dafür muss auf jeden Fall eine dickere Zuleitung her.
- Das N7 schaltet den Ladevorgang vollständig ab, wenn ein OTG-Kabel eingesteckt ist. Dazu habe ich bislang keine Idee, vielleicht fällt jemandem von euch dazu etwas ein.

Nachtrag 1:
Eigentlich sollte zu jedem Gerät ein Servicemanual erhältlich sein, aus dem man die wichtigsten technischen Eigenschaften und Konstruktionsmerkmale heraus lesen kann. Es ist eine Zumutung für die Kunden, dass selbst erforschen müssen, was sie sich gekauft haben.

Nachtrag 2:
Modifikaton des Schaltbilds. C4, C5 auf 10 nF reduziert.

Nachtrag 3:
Modifikation des Schaltbilds. USB-jack

 

[sebr]

Danke für das ausführliche Teardown

PS: C5 und R3 hast du einen Fehler in deinem Schaltplan.

 

[UncannyValley]

Meine Probleme
- Der erforderliche Ladestrom will nicht zustande kommen. Dafür muss auf jeden Fall eine dickere Zuleitung her.
- Das N7 schaltet den Ladevorgang vollständig ab, wenn ein OTG-Kabel eingesteckt ist. Dazu habe ich bislang keine Idee, vielleicht fällt jemandem von euch dazu etwas ein.

Super, daß du dein Dock so auseinander nimmst und deine Erkenntnisse hier zur Verfügung stellst, anstatt es dem Verkäufer um die Ohren zu hauen, bei dem Preis! Vielen Dank!

Was meinst du mit Zuleitung? Die Kabel sehen mir eigentlich dick genug aus.

Ich habe es eben mal mit meinem Dock (5V ohne Schnickschnack ) getestet:
-Wenn ich das OTG Kabel mit USB Stick vorher anschließe, und dann ins Dock stecke, zeigt es nicht an daß es geladen wird.
-Wenn ich das OTG Kabel erst anstecke, wenn es schon im Dock steht, zeigt es weiter an daß es geladen wird, auch wenn ich es aus dem Dock nehme. Erst wenn ich das Kabel abstecke verschwindet auch die AC-Ladeanzeige.

Außerdem funktioniert der USB Stick nicht so lange das N7 im Dock steht...

Zu deinem Schaltplan: Weißt du um was es sich bei dem Bauteile L3 genau handelt?
F1 ist auch einfach nur ein 0 Ohm Widerstand? Bei xda hatte einer vermutet es sei eine self-repairing fuse...
Und die mit 'omit' gekennzeichneten Widerstände kann man weglassen?

Gruß UV

 

[sebr]

Zu deinem Schaltplan: Weißt du um was es sich bei dem Bauteile L3 genau handelt?
F1 ist auch einfach nur ein 0 Ohm Widerstand? Bei xda hatte einer vermutet es sei eine self-repairing fuse...
Und die mit 'omit' gekennzeichneten Widerstände kann man weglassen?

Gruß UV

L3 ist eine Induktivität, Teil der Siebung der Spannungsversorgung. Der genaue Wert ist da eher unkritisch, jedoch muss der Blindwiderstand deutlich größer sein als der des Kondensators der an der Siebung beteiligt ist (EC3 sowie das was noch im N7 steckt). Da ist nur eine Ferritperle wo ein paar Windungen Draht durchgeführt sind.
F1 (engl. fuse) ist in der Tat nur ein 0 Ohm Widerstand der als Sicherung "missbraucht" wird. Der max. Strom bzw. Leistung bei der der "ungefähr" auslöst lässt sich an der Baugröße ableiten. Rückstellend ist das natürlich nicht: wenn der Widerstand einmal "ausgelöst" hat dann ist Ende und man muss den Lötkolben schwingen.
Nicht bestückte Bauteile siehst du ja auf den Fotos wo etwas fehlt.

 

[robernd]

Hi,
danke für eure zusätzlichen Hinweise.
Ich habe das Schaltbild durch ein leicht verändertes ersetzt.
Wie sebr andeutet, sind die Bauteile C6, R4, C3, C2 nicht vorhanden. Wahrscheinlich hat man darauf verzichtet, weil sie für die Funktion nicht relevant sind.

Bei SMD-Widerständen mit dem Aufdruck "0" handelt es sich üblicherweise um leitende Brücken, die sich maschinell ebenso wie Widerstände bestücken lassen. Man kann sie also durch Draht ersetzen.
Einer von denen ist zwar mit F1 wie Fuse (Sicherung) bezeichnet. Es gibt spezielle Widerstände mit Sicherungseigenschaften. Wie das bei 0 Ohm gehen soll, ohne dass vorher die Zuleitung abraucht, ist wohl ein Geheimnis. Außerdem begrenzt das Ladegerät den Strom.

Der Kondensator EC3 sieht nicht nach Elko (Electrolytic Capacitor) sondern nach Kermamikkondensator aus.

Das Problem beim Laden im Dock ist:
Bereits wenn ich ein OTG-Kabel einstecke, ohne dass daran etwas angeschlossen ist, bleibt zwar die Ladeanzeige erhalten, die am USB-Kabel gemessene Stromaufnahme geht aber auf Null zurück. Externe Speicher funzen bei mir auch im Dock, jedoch lädt der Akku dann nicht.
Damit das N7 den Speicher erkennt, muss man ihn erst an das OTG-Kabel stecken und dieses dann in das N7 (zumindest bei "stickmount").

Mit zu dünner Leitung meine ich die USB-Zuleitung samt Umweg durch das Dock. Wahrscheinlich lässt sich deshalb kein Ladestrom über 1 A erreichen. Ich werde also ein dickes Kabel direkt am Dock befestigen.

 

[UncannyValley]

danke für die Erklärungen. Hätte mir auch selbst auffallen müssen, daß die omit Bauteile nicht vorhanden sind...

Stickmount habe ich auch, das hat sich aber nur gemeldet, wenn ich das N7 aus dem Dock genommen habe. Ob das mit dem Dock oder mit dem OTG Adapter zu tun hat?
Daß es nicht lädt, aber OTG funktioniert scheint wohl das Standartverhalten zu sein (XDA ), ist aber möglichweise nur ein Softwareproblem (XDA).

Die tatsächliche Stromaufnahme habe ich jetzt nicht gemessen, vermutlich wird das aber so wie bei dir sein.

Benutzt du das original USB Kabel? Man sollte doch meinen, daß der Hersteller das Dock für dieses Kabel entwickelt hat. Oder ist das eher ein Fertigungsfehler am Dock?
Ich wünsche dir jedenfalls viel Erfolg beim Umbau.

 

[robernd]

Hallo,
ja, ich benutzte das mitgelieferte USB-Kabel.

Inzwischen habe ich meine Docking Station wieder zusammen gebaut. Jetzt hat sie ein "angewachsenes" Ladekabel. Und siehe, das erste Mal sehe ich einen größeren Ladestrom als 1 A. Kurzzeitig bis 1,5 A. Es ist ein 1,6 m langes Netzkabel 3x0,75 mm² mit angeflicktem 10 cm USB-Rest mit Stecker. Das Kabel dürfte einem normalen USB-Kabel von 25 cm Länge entsprechen.
Nachtrag: bei halb vollem Akku komme ich auf 1,8 A

Die Pogo-Pins scheinen das Problem zu sein. Wenn ich das N7 im Dock etwas hin und her ruckele, schwankt der Strom etwas.

Es gibt eine neue Beobachtung: Ein eingestecktes OTG-Kabel schaltet den Ladestrom nur ab, wenn das N7 eingeschaltet ist. Schalte ich es aus, geht der Strom an, wenn es vollständig herunter gefahren ist. Gleichzeitig verschwindet die Spannung vom OTG/USB-Anschluss. Das Laden ist also immer blockiert, wenn aus der USB-Buchse eine Spannung kommt. Das könnte ein Softwareproblem sein. Ich würde so etwas allerdings mit Hardware machen, weil ich Angst hätte, dass es bei einem Software-Hänger qualmt. Schönen Dank für deine Links. Der führt zu einem großen Haufen Informationen, die ich erst einmal verdauen muss.

Mein N7 hat die Android-Version 4.2.0 (Build JoP40C). Es gibt auch eine 4.2.1 (JOP40D). Kann ich die auch verwenden? Vielleicht ist der Fehler dort bereits behoben. Na ja, das wäre wahrscheinlich zu einfach.

 

[UncannyValley]

Also bei mir ist die 4.2.1 drauf...

Vielleicht hilft bei den Pins einfach etwas Kontaktspray

 

[robernd]

Hi,
nachdem Android 4.2.2 fertig sein soll, warte ich noch eine Weile mit der Software.

Kontaktspray halte ich für weniger gut. Das ist schon eine rechte Sauerei und bei Goldkontakten nicht nötig. Wahrscheinlich reicht das Gewicht nicht für den nötigen Kontaktdruck.

 

[jayfkay]

Ich hätte noch eine Idee für euch, welche allerdings root voraussetzt.
Es gibt spezielle custom kernel, die es ermöglichen einen otg Adapter mit zweiter Leitung (zum aufladen des tabs) zu nutzen.
Der stock kernel von Google unterstützt dies nicht. Vielleicht liegt dort das Problem begraben. Es gibt auch einen sehr guten und ausführlichen Beitrag im xda forum hierzu.
Leider finde ich den Beitrag mit dem Handy grade nicht. Dort werden jedoch ebenfalls viele Probleme erörtert.
Bei mir hat der kernel mit Ladefunktion/otg auch gut funktioniert.

Gesendet von meinem U9200 mit der Android-Hilfe.de App

 

[robernd]

Hi,
danke für den Hinweis. Ich werde mal danach suchen.

Das ist mir auch schon irgendwo über den Weg gelaufen (Stichwort Y-cable). Nur habe ich es vorsichtshalber erst einmal verdrängt Damals habe ich noch vorausgesetzt, dass es mit dem Dock klappen müsste.

Vorher habe ich schon selbst darüber nachgedacht. Prinzipiell soll die USB-Buchse eine Betriebsspannung für ein eingestecktes Gerät liefern. Wenn ich von außen 5 V anlege während von innen 5 V heraus kommen, passiert im günstigsten Fall nichts. Im weniger günstigen Fall ... Na ja, eigentlich traue ich mich nicht.

Theoretisch ließe sich per Software der Host-Betrieb aktivieren, ohne die Lademöglichkeit abzuschalten. Vielleicht hat das ein pfiffiger Mensch programmiert.

Der Betrieb mit dem Dock ist immer wieder für Überrschungen gut. Die Pogo-Pins sind ziemlich unzuverlässig. Wenn man das N7 ungeschickt berührt, wird der Kontakt unterbrochen. Bei vollem Akku und eingeschaltetem N7 (im Halbschlaf mit dunklem Display) geht der Ladestrom auf Null. Wenn es ausgeschaltet ist, passiert das nur manchmal. Ich würde gern wissen, wo dieser Strom (ca. 300 mA) dann bleibt.

 

[UncannyValley]

Hi,

L3 ist eine Induktivität, Teil der Siebung der Spannungsversorgung. Der genaue Wert ist da eher unkritisch, jedoch muss der Blindwiderstand deutlich größer sein als der des Kondensators der an der Siebung beteiligt ist (EC3 sowie das was noch im N7 steckt). Da ist nur eine Ferritperle wo ein paar Windungen Draht durchgeführt sind.

Da ich jetzt mal angehen will, die Schaltung in meinem Dock an das Original anzugleichen, wollte ich nochmal wegen der Bauteile nachfragen...

Was wären denn vermutlich für Werte bei L3 erlaubt bzw sinnvoll? Habe von Induktivität selbst leider keine Ahnung.

Dann zu den Kondensatoren. Auf den dicken (EC1/2) steht ja 16V drauf... kann ich davon ausgehen, daß das bei allen Kondensatoren ausreicht? (edit. OK mehr als 5V sollte bei dieser Schaltung ja eigentlich besser eh nicht fliessen )
Und sollte +-20% Toleranz für alle ausreichend sein?

Und wann ist denn eine "low capacity" gegeben? Bzw. ab welchem Wert wäre man auf jeden Fall auf der sicheren Seite? Für was wird C1 überhaupt gebraucht? Auch ein Teil der Siebung?



Ist doch leider alles komplizierter als gedacht, als ich mit dem Dock angefangen habe... Wäre sehr nett wenn mir (und sicher auch anderen) da jemand weiterhelfen kann!

Gruß UV

P.S. robernd, hast du mal gemessen ob die 300mA nur in den Pins verbraucht werden?
P.P.S. habe hier gelesen, daß 4.2.2 neue Probleme mit OTG macht...

 

[jolle-pe]

Hallo zusammen,

ich möchte den Thread mal wieder aus der Versenkung holen.
Und zwar will ich mir auch ein Dock nach meinen Vorstellungen zusammenbauen.

Ist die Siebung definitiv notwendig für den 3,5mm Ausgang?
Ich habe für mein Galaxy S2 ein Dock mit Audio Ausgang.
Hierbei wird alles ohne Siebung durchgeführt und funktioniert perfekt.

Wenn man dies vernachlässigen kann, wird die finale Schaltung nacher auch sehr übersichtlicher.

Hat jemand da Erfahrungswerte?

BTW: Wie realisiere ich am Geschicktesten die Pogo-Pins?

Gruß
Julian

 

[UncannyValley]

Hi,

nein notwendig scheint die Siebung nicht zu sein, habe bisher auch drauf verzichtet. Wobei du meinst wohl den Filter hinter dem Klinkeausgang? Der scheint auch nicht notwendig, jedoch könnte sie ein paar Störungen herausfiltern. Ich habe den Filter zwar nachgebaut, jedoch habe ich auch keinen direkten Vergleich gemacht. Da ich auch die PogoPins beim Umbau neu positioniert habe, kann ich nicht genau sagen, weswegen die Störgeräusche von vorher jetzt verschwunden sind.
Der Ton ist jedenfalls sauber (soweit ich das beurteilen kann), lediglich ein leichtes Plop ist zu hören, nachdem das Nexus7 wieder verstummt ist, nachdem es Töne ausgegeben hat; ist aber nicht störend.

Probier es halt mal ohne Filter, die Schaltung lässt sich ja immernoch nachrüsten, und berichte von deinen Erfahrungen.

Gruß UV

 

[Pierro]

hi,
ich wollte fragen, was/ welches Bauteil man ändern müsste damit der line out von der dock auch ohne den Stromanschluss/ USB funktioniert?
Sprich, line out soll unabhängig sein/ funktionieren.
ist das prinzipiell möglich/ machbar??

mfg

 

[Pierro]

hi,
ich wollte fragen, was/ welches Bauteil man ändern müsste damit der line out von der dock auch ohne den Stromanschluss/ USB funktioniert?
Sprich, line out soll unabhängig sein/ funktionieren.
ist das prinzipiell möglich/ machbar??

mfg

Push

Gesendet von meinem Nexus 7 mit der Android-Hilfe.de App

 

[UncannyValley]

hi,
ich wollte fragen, was/ welches Bauteil man ändern müsste damit der line out von der dock auch ohne den Stromanschluss/ USB funktioniert?
Sprich, line out soll unabhängig sein/ funktionieren.
ist das prinzipiell möglich/ machbar??

mfg

So weit ich weiß wird Audio nur auf die Pins geschaltet wenn dort auch die 5V anliegen.