Activity-LED für SATA-Wechselrahmen: Ja es geht!!!

[GreatCornholio]

Also, ich hab jetzt mal ein bisschen gemessen:
Die Platine ist von der Unterseite bis zum höchsten Punkt knapp 10mm hoch.
Von der Oberseite des SATA-Adapters bis zum höchsten Punkt einer WD10EADS sind es 18mm.
Von der Unterseite des Steckers (der in die Platte kommt) bis zur Oberseite des SATA-Adapters sind es 11mm.
Damit passt das Sandwich locker (mit 3mm Luft) in einen 3,5''-Schacht.

Hier die versprochene kleine Skizze...

 

[Techlogi]

Angenommen ich lasse mir die Platinen selbst anfertigen, wären das 6,20 + 2*Versand für ein Umbaukit?
Vielleicht kann ich die Pins bei meinem Wechselrahmen ja auch direkt anzapfen, denn dann kann ich mir den Adapter ja sparen.

 

[GreatCornholio]

Das Problem ist ja folgendes:
Bei allen SATA-Stromkabeln sind die Pins 10, 11 und 12 miteinander verbunden und liegen auf Massepotential.
Um ein verwertbares Signal zu erhalten, muss die Verbindung von Pin 11 zu Pin 10 und 12, und somit zu Masse, unterbrochen werden.
Also müsstest du entweder den Stromstecker öffnen und modifizieren, oder den Wechselrahmen.

Und um diese Fummelarbeit zu vermeiden war die Adapterplatine für mich die einfachste und sicherste Option.

Die Preise, die ich oben hingeschrieben habe gelten natürlich nur dann, wenn ich die Produktion der Platine und die Beschaffung der benötigten Bauteile für genau 24 Stück übernehme.

Wenn du dir Platine selber von jemandem ätzen lassen willst kein Problem, dann musst du allerdings auch die Teile von Reichelt und ggf. den Adapter selber bestellen, eine Liste hab ich ja verlinkt...

 

[A.l.e.x]

Wie gesagt, wenn das Ding keinen Stress mit aktuellen WD SATAII Platten macht, hab ich durchaus interesse an drei Stück wenn der Preis feststeht und stimmt

 

[Techlogi]

Joah, ma sehn denn. Diesen Monat aber nicht mehr, da ich vier Rechner (+ meine drei eigenen + den meiner Mutti per Remote) in Wartung habe und leider auch kG.

 

[GreatCornholio]

So schnell werden die nötigen Interessenten ja sowieso nicht zusammen kommen...

Mit WD und Samsung funktioniert es schon mal, und mit den Trimmern kann man notfalls auch an den Schaltschwellen spielen, dann sollte so ziemlich alles laufen was auch ein Signal ausgibt

 

[Techlogi]

Ich meine ja auch für mich selbst, also ohne Sammelbestellung.
Wenn mir der ich sach ma Kumpel ne Platine für lau ätzen kann... .

 

[Karl Heinz]

Nur HDD-LED

Hi,

ich finde die Version in der "nur mit HDD-LED" super, mir reicht diese völlig aus und die Platine stört nun wirklich nicht (siehe Pfeil).

G

KH

 

[GreatCornholio]

Sieht doch gut aus!

Übrigens hab ich noch einen günstigeren Anbieter für die Platinen gefunden, falls es jemanden interessiert:
12 Stück: 5,88€/Stück
16 Stück: 5,30€/Stück
20 Stück: 4,96€/Stück
24 Stück: 4,73€/Stück
28 Stück: 4,57€/Stück
32 Stück: 4,44€/Stück

Die Preise sind nur für die Platinen inkl. Versand zu mir, ohne Bauteile, Adapter etc...

Vielleicht bekommen wir ja 12 bis 16 Stück zustande

 

[A.l.e.x]

Mit drei wär ich mal dabei

 

[GreatCornholio]

Ok, ich auch

Dann hätten wir schon 6, ich glaub ich mach mal nen SB-Fred auf...

Edit:
Thread ist eröffnet: Klick mich!

 

[NitWit]

Hallo,

die Schaltung schaut soweit ganz gut aus, sie hat nur einen kleinen Haken.

Die "Vorspannung" des Pin 11 der Stromversorgungssteckers durch den Widerstandsteiler R1/R2 sollte raus. Der Pin11 ist ein bidirectionaler Pin (TTL Input und OpenCollector Output), der beim Anlegen von Power an die Platte einen definierten Pegel high oder low erwartet. Jetzt liegt er dazwischen, d.h. der Zustand ist undefiniert.

Der Pin11 steuert das Startup-Verhalten der Platte (Staggered Spin-Up). Liegt an dem Pin beim Power-Up Masse (GND) an, läuft die Platte sofort an, liegt high an, wartet die Platte auf ein Start-Signal vom SATA Controller (ähnlich wie Delayed Spin Up Bei SCSI).

Die Platte muss zwar einen internen Pull-Up haben (da der Pin auf Backplanes fast immer offen ist und damit auf high vorgespannt ist), aber der ist sehr weich und kann somit von einem externen Widerstand (oder GND, siehe unten) leicht "überschrieben" werden.

Ohne definierten Pegel (wie hier durch den Widerstandteiler) kann das Verhalten der Platte nicht vorhergesagt werden beim Start, sie kann durchaus auch einfach gar nicht laufen.

Die Beschaltung mit dem internen Pull-Up ist übrigens nicht genau spezifiziert und damit auch nicht der Pegel, der dort zu messen ist, zumal der eh kaum vernünftig zu messen ist, da die Stromfähigkeit dieses Pins extrem beschränkt ist. Ein DMM kann durchaus bereits durch die eigene Last zu einem Zusammenbrechen der Spannung am Pin 11 führen. Nicht umsonst schreibt die SATA II Spec zur Auswertung dieses Pins einen Verstärker vor ;-) Durchaus möglich, dass die beiden Comperatoren den Pin 11 bereits überlasten und dort nichts sinnvolles mehr rauskommt.



Verwendet man eine Platte mit Staggered Spin Up Feature, muss der SATA Controller das auch unterstützen. Da dieses Feature in der SATA I Spec noch gar nicht definiert war, muss im Einzelfall geprüft werden, ob der SATA Controller das SpinUp Commando unterstützt und es vom Rechner BIOS während des Post oder der Initialisierung des Raid-Controllers auch abgeschickt wird.

In den meisten Fällen ist das nur wenigen aufgefallen, da der SATA PowerStecker an den meisten ATX Netzteilen den Pin11 einfach auf Masse legt und das Laufwerk zwingt, anzulaufen. Öffnet man jetzt die Leitung, kann es (muss es aber nicht) Probleme geben.


PS: Die kleine SATA Adapter Platine stammt aus China und findet sich in jedem zweiten "LowCost" Wechselrahmen für SATA Platten. Die andere Hälfte hat mittlerweile eine entsprechende Beschaltung für die Activity LED ...

PPS: Optische SATA Laufwerke unterstützen weder Staggered SpinUp noch die Activity LED an PIN 11, somit kann dort auch nichts rauskommen ;-)

 

[GreatCornholio]

Hallo,

anscheinend hast du ja Ahnung vom Thema, sehr schön.
Ich weiß selber dass das mit der Vorspannung Probleme geben könnte, da Pin 11 eigentlich bidirektional ist.
Aber mir ist kein anderer Weg eingefallen, wie ich sonst meinen "Fensterrahmen-Komparator" sicher hätte betreiben können.
Der Spannungsteiler spannt auf ca. 1,2V vor, das geht mit zugedrücktem Auge noch als Low durch.

Ich hab mir die ganzen Spezifikationen auch lange durchgelesen, aber scheinbar hält sich weder Samsung noch WD dran, denn die beiden Platten sind bei mir auch mit komplett offenem Pin 11 sofort angelaufen. Ob der SATA-Controller einen Spinup-Befehl schickt weiß ich nicht, kann ich mir aber bei einem normalen Asus- oder Gigabyte-Board irgendwie nicht vorstellen, die sparen doch auch überall. Vielleicht unterstützen die Platten auch kein Staggered Spinup, aber laut dem was ich gefunden habe sollten sie es eigentlich tun.

Ich habe auch lange überlegt wie ich es am besten anstellen kann, aber mir ist leider nichts anderes eingefallen als das hier vorgestellte Ergebnis.

Hast du vielleicht noch eine Idee oder einen kleinen Schubs in die richtige Richtung?
Bisher hab ich noch wenig Erfahrung im entwickeln von digitalen Schaltungen, war bisher immer auf die analoge Welt beschränkt...

 

[NitWit]

Ich würde die Widerstandsteiler für das Activity Signal ganz weglassen. Den Comperator auf Schwellwert 0,8 Volt einstellen. Die Connection Anzeige ganz weglassen oder per GND Schleife (einen der 5 GND Anschlüsse) überwachen. Ich würde auch die beiden Transistoren weglassen. Der Comperator, denn Du hast, treibt problemlos direkt eine 5-10 mA LED, 560 Ohm Vorwiderstand sollten reichen..

 

[GreatCornholio]

Den ganzen Aufwand betreibe ich ja nur, damit ich auch das Connection-Signal bekomme.
Ansonsten hätte es ein PNP-Transistor mit 2 Widerständen auch getan, wie sie Karl Heinz realisiert hat. Auch nicht ganz "normgerecht", aber funktioniert...

Und die Treibertransistoren müssen leider auch drinbleiben, da der Komparator zwar eine Low-Current-LED direkt treiben kann, aber die in den Rahmen verbauten LEDs leider 20mA benötigen.

Ich hatte grade noch eine andere Idee, mal schauen ob die funktioniert... ich meld mich dann wieder.

 

[NitWit]

Die Led's benötigen 20mA? Hast Du da eine PC Vorfeld Beleuchtung mit 100 mA LED's drin, damit sie bei 20mA überhaupt angehen?
Ich habe mir den Comperator für die Connection noch mal angeschaut. Den kannst Du sogar drin lassen, aber auch unbedingt ohne Spannungsteile vorher.
Dann siehst Du die Connection LED nur, wenn die Platte auch Strom hat.
Mit der GND Schleife würde man die Platte auch sehehn, wenn sie stromlos wäre. Eventuell wäre sogar beides (in Verbindung mit einer zweifarbigen LED) sinnvoll?

 

[GreatCornholio]

Keine Ahnung was die Hersteller da für LEDs verbaut haben, aber mit 180 Ohm Vorwiderstand leuchten sie schön angenehm. Nicht so wie manch andere, bei denen man im dunklen Zimmer noch lesen kann...

Was du genau mit "GND Schleife" meinst, weiß ich leider nicht genau, und google spuckt nur Seiten aus die sich mit den Problemen von Masseschleifen befassen. Also wohl nicht wirklich das richtige...
Könntest du da bitte noch etwas genauer werden?

Ich hab jetzt noch mal ein bisschen getüftelt, und das ist dabei rausgekommen:


Links unten ist eine vereinfachte Version der Adapterplatine.
Das monströse Gebilde rechts unten soll die Festplatte darstellen.
Die meisten Teile sind spannungsgesteuerte Schalter, die das Ein-und Ausstecken der Platte mit Hilfe des "HDD_PRESENT"-Schalters und einer Hilfsspannung simulieren.
Mit dem "IDLE/ACT"-Schalter kann man Zugriffe auf die Platte simulieren. Vielleicht bastel ich da noch einen Tristate-Ausgang hin, aber dafür hatte ich jetzt echt keinen Nerv mehr...

Die eigentliche Schaltung ist im oberen Teil.
Der ACTIVITY-Teil ist rechts. Das Signal von Pin 11 gelangt nun direkt und ohne Spannungsteiler auf den Komparator, die Referenzspannung für Low-Pegel ist auf 0,8V eingestellt.
Links ist der neu designte CONNECTION-Teil. Auf der Platine befinden sich zwei Widerstände in den 3,3V und 5V Leitungen, mit dem im 5V-Zweig baue ich einen Spannungsteiler, dessen Ausgang in den Komparator führt. Referenz ist hier die Versorgungsspannung.

In der Simulation mit CircuitLogix funktioniert zumindest schon mal alles, wie es in echt mit Übergangswiderständen etc. aussieht muss ich beizeiten noch testen.
Vor allem beim CONNECTION-Teil bin ich mir noch gar nicht sicher, ob die Differenzspannung wirklich so zum sauberen Ansteuern geeignet ist, wie ich mir das gedacht habe...

Was meinst du? Sieht das schon mal besser aus?

btw: Woher kennst du dich denn so mit der Materie aus? Machst du das beruflich?

 

[NitWit]

Moin,

In Deinem HDD-Simulator hast Du 3 Last-Widerstände drin. Wenn Du das so bauen willst, dran denken, dass da 1 Amp pro Widerstand drüber läuft, also 12Watt, 5 Watt bzw. 3,3Watt Verlustleistung auftreten, die der Widerstand aushalten können muss. Und dann werden die Dinger verdammt heiss ;-)

Die Idee mit dem Spannungsabfall über Serienwiderstände hab ich mir auch überlegt, aber bitte nicht mit 10 oder gar 23 Ohm. Da fliesst Strom und bei der Größe hast Du dann einen nicht unerheblichen Spannungsabfall. Current Sense Widerstände sollten maximal 0,05 Ohm, also 50 mOhm haben.

Die Strommessung habe ich deshalb auch verworfen, weil der Aufwand zu gross ist. Da muss dann ein guter Präzisionwiderstand (10mOhm 1%) her mit entsprechender Auswertung. Zu teuer für sowas.

GND-Schleife:
Der Power Stecker hat 5 GND Kontakte, die per Pin 1 Amp tragen können. Schaut man sich den Strombedarf aktueller Platten an bei 5V und 12V, liegt der selten über 15 Watt. Davon entfallen gut 2/3 auf 12V, der Rest auf 5V. Also 1 Amp auf 12V und 1 Amp auf 5V.
Man könnte also einen der GND Pins missbrauchen, indem man ihn vom Netzteil trennt und stattdessen als Ausgang aus der Platte missbraucht. Die GND-Schleife stellt dasnn die Platte her, da dort alle GND Pins zusammengeschaltet sind. Belegt man den betreffenden Pin dann aussen mit einem Pull-Up 10K auf 5V, zieht eine eingesteckte Platte diesen Pin auf GND. Da kann man dann eine LED anschliessen, die anzeigt, dass die Platte drinsteckt.

Oder man schaut einfach, wie in Deiner ursprünglichen Lösung nach, ob der Pin11 auf >0,8 Volt gezogen wird. Dann kann man ACT und CON entweder über zwei Dioden zusammen auf die Connection LED legen, oder man steuert damit eine zweifarbige LED an, wo man dann entweder Rot oder Grün anzeigen lassen kann.


"Woher kennst du dich denn so mit der Materie aus? Machst du das beruflich? "

Ja, Hardware Entwicklung seit 20 Jahren, angefangen beim 286er ...

 

[GreatCornholio]

Ah ja, nicht schlecht. Hab mir schon gedacht dass du in der Materie daheim sein musst...

Die 3 Lastwiderstände unten rechts sollen die HDD darstellen, ich war nur zu faul extra Motoren etc. hinzumalen.
Und sinnlos 3A auf allen Schienen verbraten will ich auch nicht unbedingt...

Die Widerstände mit 10 und 2,3 Ohm sind schon standardmäßig auf der Adapterplatine bestückt, und zwar auf den 5V und 12V Precharge-Pins. Sollen wohl Spannungsspitzen beim Hotplugging verhindern, vermute ich mal.
Mein Plan war ja folgendes: Die Pins werden ja vom Netzteil her kommend sowieso je Potential gebrückt. Und wenn man eine Platte einsteckt werden sie auch von dieser Seite her überbrückt, und an den Widerständen fällt keine Spannung mehr ab. Ich wollte mir an diesem Widerstand mit einem zusätzlichen 240Ohm Widerstand einen Spannungsteiler bauen, an dem ohne Platte ein paar mV abfallen. Mit Platte fällt ja nichts mehr ab, da der Widerstand überbrückt ist.
Und dieses Signal sollte dann im Komparator gegen die Versorgungsspannung verglichen werden, wobei ich gehofft habe dass dieser Unterschied ausreicht.

Jetzt geht mir auch ein Licht auf wie du das mit der GND-Schleife gemeint hast, danke!
Hatte gestern wohl schon zu sehr die Arbeit von heute im Kopf...

Dann mach ich mich noch mal ans Werk, du hast mich auf eine Idee gebracht mit der 3. LED...

 

[NitWit]

"Mein Plan war ja folgendes: Die Pins werden ja vom Netzteil her kommend sowieso je Potential gebrückt. Und wenn man eine Platte einsteckt werden sie auch von dieser Seite her überbrückt, und an den Widerständen fällt keine Spannung mehr ab. Ich wollte mir an diesem Widerstand mit einem zusätzlichen 240Ohm Widerstand einen Spannungsteiler bauen, an dem ohne Platte ein paar mV abfallen. Mit Platte fällt ja nichts mehr ab, da der Widerstand überbrückt ist."

Die Idee ist gar nicht schlecht, setzt aber halt auch diese Adapter Platine mit der Strombegrenzung in genau dieser Form voraus. Das ganze läuft dann ja fast auf eine komplett neue Adapterplatine hinaus mit SATA auf SATA Adapter mit ein bischen Logic und LED's dazwischen.

 

[GreatCornholio]

Stimmt, man bräuchte genau diesen Adapter. Deshalb ist dein Vorschlag mit der Masse-Schleife auch um einiges besser. Mir ist eben gestern nichts anderes eingefallen

Und ja, eigentlich ist eine neue Adapterplatine. Der einzige Grund der mich daran hindert gleich alles auf eine gemeinsame Platine zu bringen ist, dass ich nicht an die benötigten SATA-Steckverbinder komme. Und selbst das wäre nicht unproblematisch, da ja nicht jeder SMD löten kann...

 

[NitWit]

Wenn man sich die Idee mit dem PreCharge Serienwiderständen nochmal anschaut, fallen 2 Dinge auf.

Zum einen fehlt der PreCharge Widerstand für 3V3 Volt. Gut bisher gibt es kaum HDD, die 3V3 überhaupt benutzen, aber das wird sich im Laufe des Jahres ändern. "Grüne" Technik wird dies erfordern, entfällt doch damit der bisher in der HDD verbaute 3V3 Regler mit seinen Verlusten. Bisher wurde das ja eigentlich nur nicht benutzt, weil die Abwärtskompatibilität mit den "alten" Netzteilen und dem 4 poligen Molex Stecker erforderlich war. Aber mit der Einführung der Standby Regulierung der EU zum Jahreswechsel werden viele Hersteller alte Zöpfe abschneiden müssen. Ausserdem laufen SSD's heute schon mit 5V only, 3V3 only drives werden teilweise schon bemustert.

Zum anderen erscheint mir der 230 Ohm Pull-Down ein bischen zu klein zu sein. Da fliessen immerhin 20 mA, die gar nicht nötig wären. Und einen kleine Effekt darf man auch nicht vergessen, beim Einstecken der Platte wird der Precharge Pin mit ~ > 2 Amp belastet. Der Spannungsabfall über dem 2,3 Ohm Widerstand liegt dann mal eben bei 4,6 Volt, oder grösser, wenn auch nur sehr kurz. Das muss der Comperator aushalten können. Zumal man konsequenterweise das auf allen 3 Versorgungsspannungen gleichzeitig machen müsste.

Eine neue Platine mit der ganzen Schaltung drauf wäre nicht das Problem, SMD Bestückung auch nicht (eventuell kann man das dann nicht mehr als Bausatz, sondern nur vorbestückt anbieten).

Das eigentliche Problem ist doch eher die Mechanik. Die ganze Laufwerks Erkennung macht doch nur in einem Wechselrahmen Sinn. Wenn man die Platine einfach so hinten auf Platte draufstecken will, geht HotPlugging eh nicht, abgesehen davon, dass die angesteckten Kabel einen Hebel auf die Platine ausüben würden und der Sata Stecker an der HDD damit unnötig belastet würde.

Also sollte erstmal eine Entscheidung fallen, welcher Wechselrahmen denn verwendet werden soll. Ich persönlich würde einen Voll-Alu Rahmen bevorzugen, aus ALU gefräst, schwarz eloxiert. Das ganze idealerweise ohne Tray also für direkten Einschub. In 2,5" habe ich das schonmal gemacht, nur liegt der Preis bei kleinen Stückzahlen mal eben bei 200 Euro inklusive einer allerdings passiven Adapter Platine.

SATA Stecker gibt es bei Digikey von FCI 10029364-001LF Digikey 609-1028-ND für HDD Seite und Molex 87703-0001 Digikey WM19111-ND für die Kabel Seite. Der Molex ist eigentlich für 2,5" HDD gedacht und hat keine Kabelverriegelung für das SATA Kabel, aber ist im Moment der einzige, denn man in kleinen Stückzahlen bekommt. Alternative wäre, die Kabelseite nur mit einem SATA Signal Stcker und die Stromversorgung über 4 polig Molex (wie HDD alt) oder 6 polig Molex KK Stecker zu machen, was aber ein neues Kabel erfordern würde.
Alternative wäre 3M 5622-6309-ML Digikey 3M5555-ND, verriegelt, aber Kartenrand Montage (Gabel). Das dürfte auch der Stecker sein, der auf der China Platine drauf ist.

Aber! Schon mal über SAS nachgedacht? Wenn schon, denn schon, oder?

SAS Buchsen gibt es auch einige in Through Hole, also ohne SMD -> 3M SBR-RA-29-S-ML Digikey 3M5489-ND
PC seitig dann 2 SATA Stecker für Daten und 4pol Molex für Power.

 

[GreatCornholio]

Richtig, warum für 3,3V kein Widerstand da ist hab ich mich auch gefragt. Vermutlich aus Kostengründen, auch die Chinesen müssen wohl sparen wo es geht

Mein Pulldown war deshalb so klein, damit ich einen spürbaren Spannungsabfall bekomme, dass dann 20mA fließen ist mir auch bewusst. Genauso, dass ich eigentlich 12V auch hätte prüfen müssen. Aber das Ganze war sowieso nur eine Notlösung und ist eh schon wieder vom Tisch.
Die Erkennung über GND gefällt mir viel besser, und ist auch praktikabler.

Zur Sache mit den Wechselrahmen: Die meisten haben (so wie meiner auch) eine Stecker-Buchsenkombination zum Anschluss der Platte und der Kabel, oft noch mit "No-Scratch" o.ä. beworben, dass zur Schonung der eigentlich nur auf 50 Steckzyklen spezifizierten Verbinder gedacht ist. Und dann würde ja meine Sandwich-Konstuktion ausreichen, die einfach huckepack hinten befestigt wird. Keine Hebelkräfte direkt auf die Platte, und das Sandwich könnte man ja auch mit Winkeln oder Heißkleber hinten am Rahmen fixieren. Und sie wäre auch fast universell einsetzbar, was ich mir eigentlich auch als Ziel gesetzt habe. Denn sonst wäre eine SB ja auch sinnlos.

Wenn man die Platine vorbestückt mit SMDs fertigen lässt, wird der Preis bei dieser kleinen Stückzahl wohl viel zu hoch, und eigentlich hatte ich ja nicht vor, das gewerbsmäßig in hohen Stückzahlen zu vertreiben...

Die verwendete Adapterplatine habe ich ja auch nur als Notlösung verwendet, weil es keine einzelnen SATA-Stromstecker gibt, bei denen man alle Pins einzeln belegen kann (zumindest hab ich keinen gefunden). Sei es als SMD, THT oder für direkten Leitungsanschluss. Denn dann könnte man die Platine irgendwo unterbringen, und einfach ein kurzes Adapterkabel in die Stromzufuhr hängen.

Super dass du einzelne Stecker- und Buchsenleisten gefunden hast! Gabelbefestigung wäre kein Problem, der LP-Hersteller den ich gefunden habe kann auch Konturen fräsen.
Die Buchse auf dem momentanen Adapter hat übrigens keine Verriegelung, leider.
Die SAS-Buchse schau ich mir mal genauer an, THT wäre schon praktisch für den Großteil...
Oder man dremelt einfach den Signal-Teil der Stecker und Buchsen weg und verwendet nur den Strom-Teil...

Einen 5,25'' Molex-Stecker für den Strom will ich nicht verwenden, auch wegen der von dir angesprochenen Tatsache, dass zukünftige Laufwerke wohl irgendwann 3,3V benötigen werden.

An SAS hatte ich noch gar nicht gedacht, aber wäre bestimmt eine Möglichkeit. Ist die Beschaltung des Stromsteckers und das ausgegebene Signal die gleiche wie bei SATA? Dass die Stecker mechanisch nicht passen weiß ich.
Da muss ich mir bei Gelegenheit gleich mal die SAS-Specs zu Gemüte führen...

 

[NitWit]

SAS ist abwärtskompatibel zu SATA, dass heisst an einem SAS Controller, bzw. einenm SAS Stecker in einem Wechselrahmen kann man immer auch eine SATA PLatte anschliessen. SAS hat als grossen Unterschied ein zweites Datenpärchen, welches auf der Adapterplatine einfach auf einen zweiten SATA Stecker geführt wird. In einem PC ist der zweite Anschluss Kanal zwar kaum nutzbar, aber man wird damit universeller.

Andersrum geht das aber nicht, eine SAS Platte kann nicht an einem SATA Stecker und SATA Controller angeschlossen werden. Beim Controller kann zwar nichts kaputt gehen, aber die Platte wird schlicht nicht erkannt.

Die SAS Buchse auf dem Adapter zur HDD Seite hin würde als alle Möglichkeiten offen halten.

Einzelne SATA Power Buchsen gibt es nicht, ich habe auch noch nie eine Spec dazu gesehen. Wegdremeln würde ich nicht machen, da dadurch auch die Board Befestigungspunkte verloren gehen und die ganze Angelegenehti recht wacklig wird. Man sollte als entweder den alten 4 pol Molex verwenden, oder einen kompletten SATA Stecker (inkl. Power) und eventuell daneben den zweiten Anschluss für SAS als einzelnen SATA Stecker.

So ganz SAS Spec gerecht wird das dann wohl nicht, da der zweite SAS Kanal eigentlich farblich unterschiedlich sein muss, aber die farbigen SATA Buchsen gibt es dann doch nur in grossen Stückzahlen.

Ich denke mal, ich werde mir statt einem einzelnen Adapter dann doch gleich eine Backplane bauen samt Rahmen. Der Fantek Rahmen, denn ich habe, funktioniert zwar, aber macht mechanisch in vielen Gehäusen einfach Probleme, weil die Trägelaschen für 5 1/4 Laufwerke im Weg stehen. Was habe ich geflucht, als ich das mein neues Coolermaster Gehäuse hier hatte, und da erstmal die Laschen wegbiegen und flechsen musste. Früher hatten einige Hersteller da Laschen zum Einhängen, da war das gar kein Problem.

"Einen 5,25'' Molex-Stecker für den Strom will ich nicht verwenden, auch wegen der von dir angesprochenen Tatsache, dass zukünftige Laufwerke wohl irgendwann 3,3V benötigen werden."

Auf einer Backplane könnte man das eventuell eleganter lösen, indem man nur 12 Volt vom Netzteil verwendet (eventuell über einen der PCIexpress Stecker) und dann auf der Backplane 5V und 3V3 direkt selber erzeugt.


Der nächste Schritt wäre dann logischerweise gleich ein Port-Expander ;-)

 

[GreatCornholio]

Ja, leider gibt es den SATA-Powerstecker nicht einzeln, der fehlt noch in der Spec...
Und zerdremelte Stecker und Buchsen hätte ich auch nicht mehr aufgelötet, sondern ein kurzes Verlängerungskabel zusammengelötet, bei dem die benötigten Pins einzeln herausgeführt werden. Aber das sieht schon sehr nach Pfusch aus, und die teuren Connectoren dafür verhackstücken...

Das Problem mit den Zwischenstegen in den 5,25'' Schächten kenne ich selber nur zu gut, ich hab selber so einen Festplattenkäfig für meine internen Platten, bei dem ich die Seitenwände "etwas" bearbeiten musste, dass sie am Ende so aussahen. Den gabs damals nämlich noch nicht...
Die Konstrukteure die die Stege so dezent ignoriert haben, haben wohl noch nie versucht, so eine Fehlkonstuktion in diverse Standardgehäuse einzubauen.

Falls ich alles inkl. aller Steckverbinder auf eine Platine plazieren werde, kommt plattenseitig auf jeden Fall ein SAS-Connector hin.
Und leitungsseitig müsste ich suchen ob ich einen SATA- und einen SAS-Connector finde, die pad- und bohrungsmäßig übereinstimmen, damit sie dann je nach Anforderung bestückt werden können.
Denn für SAS auf 2 SATA-Buchsen braucht man ja bestimmt auch wieder ein teures Spezialkabel...
Und es wäre vielleicht sogar ein bisschen Spec-gerechter.

Ein eigenes Backplane-System wäre bestimmt was feines, aber aufgrund der noch geringeren Nachfrage an so einem Bausatz wieder zu teuer. Genauso ein Port-Expander.
Aber reizen würde es mich jetzt schon irgendwie.

Und als nächstes Projekt kommt dann der Do-It-Yourself SATA und SAS RAID-Controller mit 48 Ports und PCI-E x16 Schnittstelle.

So, jetzt muss ich erst mal die Connectoren vergleichen und die Eagle-Packages basteln...

Edit: Hier mal mein neuester Entwurf.

Die Ansteuerung über Pin 11 habe ich mal entsprechend mit einem Logikbaustein simuliert.
Es gibt jetzt 3 LED-Anschlüsse: CONNECTION, IDLE und ACTIVITY.
IDLE und ACT können über eine Duo-LED rot/grün mit gemeinsamer Kathode realisiert werden, deshalb muss hier 5V geschaltet werden.
Die zwei zusätzlichen Transistoren sollen sicherstellen, dass nur bei anliegendem CONN-Signal die beiden anderen LEDs leuchten können.
Hmm, langsam wirds eng auf der Platine...

 

[NitWit]

"Falls ich alles inkl. aller Steckverbinder auf eine Platine plazieren werde, kommt plattenseitig auf jeden Fall ein SAS-Connector hin.
Und leitungsseitig müsste ich suchen ob ich einen SATA- und einen SAS-Connector finde, die pad- und bohrungsmäßig übereinstimmen, damit sie dann je nach Anforderung bestückt werden können.
Denn für SAS auf 2 SATA-Buchsen braucht man ja bestimmt auch wieder ein teures Spezialkabel..."

Nein, braucht man nicht. Der SATA Stecker ist identisch mit dem SAS Stecker, wenn man nur das Datenkabel betrachtet. Der zweite Kanal der SAS Platte wird ebenfalls als SATA Stecker ausgeführt. Wenn Du also den SATA Stecker (mit Power) zur Kabelsseite verwendest und einen zweiten, einzelnen SATA Datenstecker danaben packst, bist Du auf der sicheren Seite. Eigentlich bringt der zweite Kanal bei SAS in einem PC meist nichts, dazu müsste man dann ja einen zweiten SAS Controller einbauen. Gedacht ist der zweite Kanal eher für externe Storage Lösungen, wo zwei SAS Controller aus zwei Rechner auf das Storage Array zugreifen können.

16 Kanal SAS/SATA Controller? Das braucht man nicht selber bauen, sowas kann man im Laden kaufen ;-)

Den Käfig von Coolermaster kenne ich, der war bei meinem Gehäuse ja dabei, aber es gehen nur 3 Platten rein und es ist kein Wechselrahmen. Ich habe jetzt den hier verbaut http://www.fantec.de/html/de/2/artId/__1377/gid/__6009060190/article.html.

Den Port Expander muss man ja nicht direkt auf der Backplane haben, eine Piggy Back Platine würde ja reichen ...

Was den Platz angeht, den 4fach Comperator hast Du schon drin, die Widerstände als 0603 und die Transistoren als SOT23 Gehäuse, dann sollte das passen.

 

[GreatCornholio]

Ach ja stimmt, SAS ist ja Dual-Host fähig. Oh mann, wo hab ich nur manchmal meine Gedanken...
Die zusätzliche Buchse würde ich dann wohl besser weglassen, spart Platz. Und wer Dual-Host benötigt und einsetzt, dem kommt es auf die paar Kröten für eine SAS-Backplane mit allen nötigen Features wohl sowieso nicht mehr an.

Das mit dem Selbstbau-Controller war ja sowieso nur ein kleiner Witz, aber wollen würden es bestimmt einige. Denn die Teile kosten ja leider nen Haufen Geld...

In den Käfig passen sogar 4 Platten, und Wechselrahmen hätte ich damals sowieso nicht verwenden können wegen IDE. War ja auch nur ein Beispiel.
Dass bei deiner Backplane kein Platz mehr für Aussparungen für die Stege ist, kann ich sogar irgendwie verstehen. Die sieht nämlich nicht so aus als ob da Platz dafür wäre. Denn bei dem hier sind ja welche eingefräst.

Wenn ich die ganze Platine in SMD plane, will bestimmt keiner mehr eine. Denn ich denke mal dass die meisten kein SMD löten können, weil sie einfach nicht die Ausrüstung dafür haben.
Die SATA-Connectoren würden wohl noch am ehesten gehen, weil die ja entweder per Gabel oder THT-Befestigungen fixiert werden, und so nicht auf Wanderschaft gehen während dem Löten.
Aber mit einem ungeregelten Standard-Lötkolben die winzigen SMDs zu löten würde vermutlich die meisten an den Rand des Wahnsinns treiben.

Davon mal abgesehen, passt die Schaltung jetzt so, oder ist irgendwo noch ein grober Fehler den ich übersehen habe?

Edit: Endlich habe ich pinkompatible SAS- und SATA-Buchsen gefunden:
- SAS-Buchse
- SATA-Buchse
- SATA-Stecker
Jetzt kann ich schon mal die Models zeichnen...

 

[NitWit]

Du hast bei den Steckern keine gute Wahl getroffen. Bei Digikey musst Du aufpassen, dass auch Lagerbestand vorhanden ist. Sonst beschafft Digikey nur Auftragsbezogen, aber dann musst Du VPE's abnehmen.
Das betrifft vor allem Deinen SAS Buchse HDD seitig.

Und mit einem Card-Edge Stecker (Gabel) auf der HDD seite musst Du aufpassen, dann ist das mechanisch nicht mehr identisch zu dem Board, was Du als Muster verwendest.

In der Schaltung hast Du ein Problem mit dem Comperator. Die Connection LED leuchtet, obwohl keine HDD im Simulator rechts unten konfiguriert ist.

Der 339 hat einen OpenDrain Ausgang, dass heisst er schliesst den Ausgang gegen GND kurz, wenn + > -. Nach Deiner Schaltung ist das aber nur dann der Fall, wenn keine HDD angeschlossen ist. Durch die beiden 3K Pull-Up's aber leuchtet jetzt die LED, wenn - > + ist. Tausch mal die beiden Eingänge von U1A gegeneinander aus.

Das gleiche Problem dürftest Du bei U1B und U1C auch haben.

Wenn Du das Layout machst, bitte dran denken, dass die SATA Datenleitung eine spezifizierte Impendanz haben müssen (soweit ich weiss 100 Ohm) und die beiden Datenpärchen jewils als differnzial pair geroutet werden müssen (also parallele Führung und gleiche Länge).

 

[GreatCornholio]

Bei den Steckern habe ich ja leider ein Problem: Der HDD-seitige Stecker muss auf der Platinenunterseite montiert werden, da ja sonst die gesamte Konstruktion nach unten über die Festplatte hinausragt. Ist bei dem China-Adapter ja auch so gelöst.
Und diese Stecker für die HDD-Seite sind die einzigen bei denen das der Fall ist. Außerdem sind sie untereinander austauschbar. Als weiteren Vorteil sehe ich, dass die Stecker etwas versenkt werden, wodurch die Platine vertikal nicht so hoch plaziert ist. Soweit ich das sehen kann ist das aber keine Gabelmontage, der Stecker wird senkrecht Richtung Pad-Seite eingesetzt und festgelötet.
Der kabelseitige Stecker ist mit Gabelmontage, wie auf dem China-Adapter auch.
Die HDD-seitigen Stecker sind zwar nicht ab Lager verfügbar, aber die Mindestbestellmenge ist jeweils 1 Stück, hab ich extra drauf geachtet.

Parallele Führung und gleiche Länge der Datenleitungen wollte ich sowieso machen, aber wie komme ich auf die 100Ohm Impedanz?
Ich hab hier mal was zum Thema gefunden, und ein bisschen mit den Formeln gespielt.
Das ist dabei rausgekommen:

Also müsste ich bei einem Pinabstand von 1,27mm die Leiterbahnen 0.95mm breit machen, kann das stimmen?
Bei dem China-Adapter sind sie nämlich viel dünner, so ca. 0,4 bis 0,5mm...

Wegen dem Schaltungsproblem bin ich ehrlich gesagt ein bisschen verwirrt.
In der Simulation funktioniert doch alles wie gewünscht, ich hab ich noch mal ein paar Screenshots gemacht:

Bild 1: Keine Platte angeschlossen
Bild 2: Platte angeschlossen, Pin 11 hochohmig
Bild 3: Platte angeschlossen, Pin 11 High (Idle)
Bild 4: Platte angeschlossen, Pin 11 Low (Activity)

Die Beschaltung der Komparatoren ist folgende:
U1A: "+" = ~0,8V, "-" = GND-Schleife über 10k Pullup
U1B: "+" = ~0,8V, "-" = Pin 11
U1C: "+" = Pin 11, "-" = ~1,8V

Wo ist mein Denkfehler?

 

[NitWit]

Also das Bild, das ich vom dem China Adapter gesehen habe, hat einen Top Mount Stecker. Aber Du hast das Ding vor Dir ...

Das Thema Impendanz ist sehr komplex und ist von sehr vielen Faktoren abhängig, was beim verwendeten Material des Leiterplattenherstellers anfängt und beim Layout aufhört.

Ich habe schon vorl langer Zeit aufgehört, das zu berechnen. Das überlasse ich dem Layout Program, dem ich nur noch das Material vorgebe. Das rechnet dann und zeigt die erreichten Werte an und anschliessend wird korrigiert.

Ich gehe aber mal davon aus, dass die Chinesen sich bei der Länge von 3 cm eh keinen Kopf über Impendanzen gemacht haben ;-) Der Pin-Abstand spielt dabei übrigens fast gar keine Rolle. Du kannst die beiden Traces ja direkt nach dem Pin-Pad zusammenführen. Viel wichtiger ist hier eh die korrekte Einhaltung der Diffential Leitungslängen. Bei 3 cm fällt die Impendanz nicht so ins Gewicht, aber unterschiedliche Leitungsklängen erzeugen Laufzeitunterschiede und da wird es dann kitzlig, wenn das Auge nicht mehr symetrisch ist.

Das schaut dann so aus:


Zur Schaltung:
Stimmt, mein Fehler. Allerdings zeigt Bild 1 1,35 mA an der Connection LED, die wird also zumindest glimmen. Das dürfte der Basisstrom sein, denn Du Dir über die Basis-Anschlüsse der beiden anderen Transistoren rechts unten einhandelst.