Sartorius Präzisionswaage reanimieren, TMS375C017

[Frank (Gast)]

Hallo Forum,

TLDR:
Ich suche Informationen und Bezugsquellen für den (wohl Sartorius 
proprietären) uC TMS375C017, da Portpin nach Überspannung tot.
Auslesemöglichkeit der darin programmierten Firmware?

In Prosa:
Als elektronikfachfremder Hobbyist habe ich mir eine defekte Sartorius 
Präzisionswaage LP 620 P, Masterpro Serie, bei Ebay geschossen.
Das ist eine elektromagnetisch kraftkompensierte Laborwaage bis 620g mit 
einer Auflösung von bis zu 1mg mit Wägeplatform und getrenntem 
Anzeigekopf, gebaut ab 2001.

Fehler war leicht zu finden: das externe Schaltnetzteil (mit 
proprietärem Stecker natürlich) war tot: statt 20V kamen da nur ca. 
300mV mit fetten Spikes (hochohrig gemessen) heraus. Ein Fall für den 
Mülleimer, also habe ich die Waage an ein Labornetzteil (20V, 
strombegrenzt auf 0,5A) gehängt. Freundlicherweise bietet die Waage dazu 
eine 25pol SubD-Buchse für Zubehör, externe Schalter und RS232. Dort 
sind neben dem Versorgungsspannungseingang auch die +/- 12V und die +5V 
Rails herausgeführt. Strom an: Juhu, das Ding funktioniert tadellos.

Eigentlich wäre jetzt alles prima gewesen, hätte ich nicht noch einmal 
nachgemessen ob die Spannungen wirklich alle ok sind. Blödheit und 
Unachtsamkeit, zusammen mit Murphy und meinen mistigen 
Multimeterprüfspitzen haben mich abrutschen lassen und ich habe dabei 
Pin 24 (20V Eingangsspannung vom Netzteil, parallel die Eingangselkos) 
mit Pin 25 (5V-Rail) kurzgeschlossen. Patsch: Waage tot.

Also das Ding komplett auseinander geschraubt (beeindruckende 
Feinmechanik, hochwertig erschienener Aufbau). Gefunden habe ich auf der 
5V-Rail 2V, im Anzeigekopf einen kochenden UART TL16C450FN, zuständig 
wohl für die bidirektionale Datenverbindung zur Wiegeplattform. Nachdem 
ich den ersetzt hatte, waren die Verorgungsspannungen ok und die Waage 
lief wieder an, wenn auch nur ab und zu und nur für ein paar Minuten 
oder Sekunden nach einem Reset bzw. Powercycle. Der Selbsttest läuft 
dann durch, die Anzeige zeigt auch zumindest kurz qualitativ richtig an, 
bevor sie mit Fehler 53 (nicht dokumentiert) oder „keine Wiegeplattform“ 
abbricht.
Das Oszi zeigt Daten auf der seriellen Leitung zur Waage hin, auf der 
Leitung zur Anzeige zurück liegt hochohmig 5V mit etwas Rauschen an. In 
der Waage selbst geht die Leitung über 100R auf einen uC TMS375C017. Der 
Controller läuft auch noch (ein Bisschen), hat eine Clock, ist nicht im 
Reset und liefert auch das Timing für die AD-Wandlung auf der 
Analogplatine der Waage, die soweit zu funktionieren scheint. Die 
Wiegemechanik balanciert, gewichtsproprotionale Spannung an einem mit 
4-Leitertechnik angeschlossenem Präzisionswiderstand, 
gewichtsproportionale Pulse an einem Pin des uC.

Meine Arbeitshypothese ist jetzt, dass der von 20V gelynchte UART beim 
Sterben mindestens auch das Portpin des uC mitgenommen hat, was manchmal 
noch ein bisschen funktioniert (dann funktioniert auch die Waage) bis 
die Kommunikation aussetzt: „keine Wiegeplattform“.

Der TMS375C017 könnte ein 8Bit TI-uC zu sein, der für Sartorius speziell 
gefertigt worden ist. Google findet dazu nur obskure Händler für 
obsolete Bauteile („get quote“), aber kein Datenblatt, nix. 
Möglicherweise ist es einer aus der TMS370-Baureihe, aber keine Ahnung 
ob maskenprogrammiert, OTP oder Flash. Gehäuse ist 44pin PLCC.
https://www.ti.com/lit/ug/spnu127a/spnu127a.pdf

Google hat ein Servicemanual von Sartorius ausgegraben (natürlich ohne 
Schaltplan),
https://www.dataweigh.com/media/3559/w-5032-e03013.pdf
was aber ganz lapidar meint:

„Repairing the Electronics
Do not attempt to repair electronic components in Masterpro balances. In 
case of defects, replace the entire PCB. To replace the 2nd main PCB, 
you must use the PSION Server or SARTOCAS software program. Make sure 
you order/install a PCB that has been programmed for the correct balance 
model and serial number.
Do not install a PCB from a different balance, 
because every data record is specific to the weighing system in the 
balance.“ Ich bin hellauf begeistert…

Neben dem uC TMS375C017 sitzt ein serielles 4k EEPROM 24C04N, von dem 
laut Oszi auch vom uC gelesen wird, was also möglicherweise noch lebt. 
Jetzt ist meine Hoffnung, das der uC keinen Flashspeicher hat und die 
Kalibrationskonstanten, Seriennummer, etc. alle in diesem EEPROM sitzen 
und ich den uC problemlos austauschen könnte, wenn ich ihn denn hätte.
Und wenn ich jetzt ganz viel Hoffnung aufbringe, könnte man 
möglicherweise die Firmware auslesen (vorausgesetzt die entsprechenden 
Pins sind ok, ich habe eine passende Programmierumgebung gekauft und der 
uC ist nicht lesegeschützt und prinzipiell auslesbar) und in einen 
generischen TMS37x uC übertragen, ist das möglich?

Leider habe ich wenig Ahnung von uC und deren Hege und Pflege.

Und möglicherweise haben noch andere 5V Komponenten die 20V auf Vcc 
nicht gut vertragen.

Außer jetzt den Service von Sartorius zu bemühen, von dem ich fürchte, 
dass er nicht für Taschengeldpreise zu haben sein wird, oder eine 
weitere defekte Waage zu ersteigern habt ihr noch eine Idee? Hat jemand 
möglicherweise etwas passendes in der Bastelkiste liegen?

Briefbeschwerer? Türstopper? Wurfgeschoss?

Gefrustete Grüße aus Leipzig,

Frank, der noch nicht aufgeben mag.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Frank schrieb:
> Auslesemöglichkeit der darin programmierten Firmware?
Kurzform: keine Chance.
Denn wenn ich Sartorius wäre, dann hätte ich dafür gesorgt, dass das 
nicht geht.

> Meine Arbeitshypothese ist jetzt, dass der von 20V gelynchte UART beim
> Sterben mindestens auch das Portpin des uC mitgenommen hat, was manchmal
> noch ein bisschen funktioniert (dann funktioniert auch die Waage) bis
> die Kommunikation aussetzt: „keine Wiegeplattform“.
Wie oft und wie lang ist "manchmal"? Bricht da evtl. die Spannung kurz 
zusammen? Kältespray und Föhn schon ausprobiert?

> Und möglicherweise haben noch andere 5V Komponenten die 20V auf Vcc
> nicht gut vertragen.
Ich würde da jetzt mal meine Wärmebildkamera für 100€ auspacken...

Frank schrieb:
> Jetzt ist meine Hoffnung, das der uC keinen Flashspeicher hat
Er hat aber vermutlich ein EEPROM. Und ich würde da dann sogar dafür 
sorgen, dass die Daten auf dem externen EEPROM zu den Daten im EEPROM de 
µC passen, denn sonst hat irgendeiner an dem Ding herummanipuliert.

[D00fi (Gast)]

Jemand hat mal eine alte Sartoriuswaage mit einem Intel 4004
restauriert. Da sass die Firmware noch richtig extern im
auslesbaren EPROM(s).

Der hat sich aber nicht so dusslig angestellt:
> kurzgeschlossen

Dem Bericht nach, funktioniert die Waage mit dem 4004 wieder.

Dem Sartoriusservice traue ich schon einiges zu, aber eine
Ersatz-PCB werden die auch nicht hervorzaubern oder mit
ueberschaubarem Aufwand neu herstellen koennen.

Tja, schade drum.