SNÍMAČOVÁ JEDNOTKA TB2.310-USB2.0/1.2-ASCII
VŠEOBECNĚ vyhodnocení 1-2 indukčnostních snímačů (half bridge nebo LVDT) sériový interface USB 2.0/1.2, komunikace typu ASCII rozlišení až 0.00001 mm rozsah jediný, rovný pracovnímu zdvihu snímače 5 binárních vstupů a 3 výstupy (24V logika) k řízení mechanizmů měřicích přípravků 2 kanálový A/D převodník s rozlišením 12bit k integraci doplňkových čidel (např. teploměr) D/A převodník s rozlišením 10bit k případným regulačním účelům
1. MĚŘICÍ PRINCIP Signál diferenciálních indukčnostních snímačů je zpracováván frekvenčním způsobem. Poloha snímacího hrotu je převedena na měření časového intervalu pomocí vysokorychlostních čítačů. Tato metoda je základem kvalitních metrologických vlastností a také umožní provádět vyhodnocení pouze v jediném rozsahu, což je uživatelsky pohodlné. Rozsah je roven plnému pracovnímu zdvihu snímače a rozlišení na něm není závislé. Naopak je zde nepřímá závislost rozlišení a vzorkovací frekvence. Vzorkovací frekvence je nastavitelná v rozmezí 10-800Hz a údaj je střední hodnotou za čas vzorkovací periody.
2. TECHNICKÁ SPECIFIKACE Typ snímačů Počet vstupů Autodetekce vstupů
„half bridge“ / LVDT 2 ano
1
Rozsahy Rozlišení Chyba Doba odezvy
jediný, roven pracovnímu rozsahu snímače nastavitelné-0.01/0.001/0.0001/0.00001mm < 0.3% nastavitelná v rozsahu 0.1-0.00125s, nastavení v 12 stupních Multiplex kanálů není, kanály měří paralelně Interní vyrovnávací paměť dat 7680 Byte Interní zobrazení dat 24bit se znaménkem, tj. 3Byte/1snímač Drift nuly < ±0.005 %/°C Drift citlivosti < ±0.01 %/°C Datová komunikace sériová USB 2.0, pro účely programování na straně PC použita technika virtuálního COM portu Parametry virtuálního COM 115200Bd, 8 bit, 1 stp, žádná parita, žádné řízení toku Počet I/O linek 5 vstupních a 3 výstupní Parametry I/O linek výstupy max. 60V / 0.5A vstupy 12-30V bipolární vstupy i výstupy opticky oddělené Pomocný A/D převodník vstupní rozsah 2.5V vstupní souhlasné napětí max. 100V rozlišení 12bit diferenciální nelinearita max. 2LSB offset max. 10mV chyba citlivosti max. 0.2% Pomocný D/A převodník rozlišení 10bit výstupní napětí (plný rozsah) 22V chyba citlivosti max. 1% Napájení měřicí obvody z USB sběrnice max. 250mA I/O linky a D/A výstup 12-30Vss Teplotní rozsah funkce 5 – 45°C Krytí IP40 Vnější rozměry 105 x 106 x 44mm Hmotnost 0.4kg
3. INTERNÍ MANIPULACE S DATY Tato kapitola obsahuje doprovodné informace, které jsou užitečné organizaci datové komunikace a pochopení některých reakcí jednotky TB.
pro
3.1 Vzorkovací frekvence a rozlišení Vzorkovací frekvence je nastavitelná ve 12 stupních – 10Hz, 25Hz, 50Hz, 100Hz, 144Hz(zpětná kompatibilita se starším typem TB8), 200Hz, 300Hz, 400Hz, 500Hz, 600Hz, 700Hz, 800Hz. Měřený údaj je střední hodnotou za vzorkovací periodu. Např. při nastavené frekvenci 300Hz je měřený údaj střední hodnotou dynamického průběhu polohy snímače za čas 1/300Hz = 0.0033s. Tato vlastnost se uplatňuje jako filtr. Nastavená vzorkovací frekvence ovlivňuje dosažitelné interní (pracovní) rozlišení. Typicky vypadá tato závislost takto: 10Hz – 100Hz(včetně) --------------0.000 01 mm 100Hz – 400Hz --------------0.000 1 mm 400Hz – 800Hz --------------0.000 5 mm Skutečné rozlišení se může mírně odchylovat v závislosti na konstrukční a materiálové kvalitě konkrétního snímače. Pracovní rozlišení je fyzikální vlastnost metody a nesouvisí se zadaným počtem desetinných míst ASCII údaje. MIMO KALIBROVANÝ ROZSAH SNÍMAČE SE ROZLIŠENÍ PROGRESIVNĚ ZHORŠUJE !
2
3.2 Interní vyrovnávací paměť TB2 trvale a kontinuálně měří v taktu nastavené vzorkovací frekvence. Výsledky se zapisují do vyrovnávací paměti o kapacitě 7680B. Jeden údaj jednoho snímače obsadí 3B, tedy kapacita vyrovnávací paměti činí 2560 měření s jedním snímačem, resp. 1280 měření v obou kanálech. To např. při vzorkovací frekvenci 300Hz znamená, že vyrovnávací paměť zachytí časový úsek 6s dvoukanálového měření, za předpokladu, že data nejsou odebírána. Vyrovnávací paměť je organizována jako kruhový registr, na kterém operují dva ukazatele – zápisový a čtecí. Na konci každé vzorkovací periody je zapsán právě pořízený údaj (3B), resp. dva údaje (6B) na zápisový ukazatel a o tento počet byte se sníží volná kapacita paměti a ukazatel posune vpřed. Datová komunikace odebírá data z místa čtecího ukazatele, ten se potom posouvá vpřed a uvolňuje vyrovnávací paměť. To znamená, že v okamžiku komunikace právě komunikovaná data nemusí odpovídat aktuální poloze snímače, data jsou předávána ze záznamu s určitým zpožděním. Pro vysoké vzorkovací frekvence je zápis do vyrovnávací paměti rychlejší než odběr komunikací a kapacita se postupně vyčerpá – zápisový ukazatel v kruhovém registru „dožene“ ukazatel čtecí. V tomto okamžiku by nejnovější data začala přepisovat nejstarší.
3.3 Časová konzistence dat Pro dynamické úlohy je potřebný kvalitní záznam průběhu. TB2 umožňuje respektovat mechanickou podstatu úlohy dostatečným výběrem vzorkovacích frekvencí, navíc v rámci vzorkovací periody je průběh integrován a integrál vyjádřen střední hodnotou. Takto konstruovaný záznam je časově konzistentní a vhodný k numerickým analýzám. Pro vysoké vzorkovací rychlosti je však délka časově konzistentního záznamu omezena vyčerpáním kapacity vyrovnávací paměti. U statických měřicích úloh se časovou konzistencí dat není nutno zabývat. Nepracuje se s časovými řadami, nýbrž s okamžitými údaji snímačů.
3.4 Datová komunikace všeobecně Pro TB2-USB je typicky nadřazenou jednotkou PC. K snadnému programování na PC je kanál USB pomocí speciálních ovladačů interpretován jako virtuální COM port. (Obsluha sériového COM portu je v programových prostředích celkem běžná záležitost.) Komunikace je typu MASTER/SLAVE. Každou relaci zahajuje PC(Master) vysláním povelu, TB2(Slave) reaguje vrácením požadované odezvy. Z tohoto schématu jsou dvě vyjímky (využívají plně duplexní uspořádání komunikačního kanálu): STOP při vysílání dat jako nekonečného paketu ovládání I/O linek TB2 během vysílání dat Data jsou vysílána jako paket se zadaným počtem měření. Paket je členěn do řádků, při dvou snímačích jsou dva údaje na řádku odděleny tabulátorem. Jeden řádek představuje jednu vzorkovací periodu. Základní paket obsahuje na řádku jen údaje snímačů. Lze konfigurovat další typy paketů, které na řádek ke snímačům přidávají okamžitý stav binárních vstupů nebo výsledek A/D převodu analogového vstupu. Dále lze konfigurovat „nekonečný“ monitorovací paket, kdy je vyřazena vyrovnávací paměť a v nekonečné smyčce jsou vysílány právě aktuální hodnoty snímačů. Není-li připojen žádný snímač, pokus vyžádat data způsobí chybové hlášení.
3
4. POVELOVÁ SADA KOMUNIKACE 4.1 Všeobecně Komunikace probíhá příjmem a vysíláním ASCII řetězců stanoveného formátu. Řetězce, až na výjimky, končí odřádkováním CR(ASCII 13D,0DH) LF(10D,0AH).
4.2 Povel Je to ASCII zpráva bez mezer. Začíná vždy jedním písmenovým znakem, který TB2 interpretuje jako operační kód. Kód musí být velké písmeno. Následuje číselný parametr o počtu znaků 1-4. Povel je povinně ukončen odřádkováním CRLF. Povely lze rozdělit do 7 funkčních skupin, uvnitř rozlišují hodnotou číselného parametru. 1. konfigurace a nastavení TB2 písmeno S 2. zpětné čtení konfigurace a nastavení písmeno G 3. vyžádání data-paketu písmeno R písmeno L 4. čtení binárních vstupů písmeno I 5. nastavení binárních výstupů písmeno O 6. A/D převody analogových vstupů písmeno A 7. D/A převod analogového výstupu písmeno D
4.3 Skupina povelů
S0 S1 S2 S3 S4
..nastav ..nastav ..nastav ..nastav ..nastav
SnCRLF
skupin
funkce
(Set) (Get) (Rolled up packet) (in Line packet) (Inputs) (Outputs) (Analog) (Digital/analog)
konfigurace a nastavení
typ datového paketu: jen snímače
se
[odezva: Ok] (default)
typ datového paketu: snímače a binární vstupy I0-I4 typ datového paketu: snímače a A/D převod vstupu AI0 typ datového paketu: snímače a A/D převod vstupu AI1 typ datového paketu: snímače a difer. A/D převod vstupů
AI0-AI1
S5 ..nastav
typ datového paketu: snímače a difer. A/D převod vstupů
AI1-AI0
S6 ..nastav
typ datového paketu: snímače a bipolar. A/D převod vstupů
AI0-AI1
S10..nastav S11..nastav S22..nastav S23..nastav S24..nastav S25..nastav S30..nastav S31..nastav S32..nastav S33..nastav S34..nastav S35..nastav
tečku jako desetinný znak
(default)
čárku jako desetinný znak 2 desetinná místa, tj. 0.01mm 3 desetinná místa, tj. 0.001mm
(default)
4 desetinná místa, tj. 0.000 1mm 5 desetinných míst, tj. 0.000 01mm vzorkovací frekvenci 10Hz vzorkovací frekvenci 25Hz vzorkovací frekvenci 50Hz vzorkovací frekvenci 100Hz vzorkovací frekvenci 144Hz vzorkovací frekvenci 200Hz
4
(default)
S36..nastav S37..nastav S38..nastav S38..nastav S40..nastav S41..nastav
vzorkovací frekvenci 300Hz vzorkovací frekvenci 400Hz vzorkovací frekvenci 500Hz vzorkovací frekvenci 600Hz vzorkovací frekvenci 700Hz vzorkovací frekvenci 800Hz
4.4 Skupina povelů
GnCRLF
zpětné čtení konfigurace a nastavení
Zpětná hlášení z TB2 jsou vždy odřádkovány CRLF. údaje, pak jsou odděleny tabulátorem (ASCII 9D,9H). G0 ..počet aktuálně připojených snímačů
G1 ..umístění snímačů G2 ..kalibrované zdvihy G3 G4 G5 G6 G7 G8
Obsahuje-li
odezva
2
[1 nebo 2]
[10_kanál CH0, 01_CH1, 11_oba kanály]
snímačů [uvedeny v ± mm, nepřipojený snímač označen –nc-] ..sériová čísla připojených snímačů [nepřipoj. snímač označen –nc]
..sériové číslo jednotky TB2 ..příznak, zda je A/D převodník instalován [Ready nebo –nc-] ..aktuálně nastavený desetinný znak [. nebo ,] ..aktuálně nastavený počet desetinných míst [2 - 5] ..aktuálně nastavená vzorkovací frekvence [0_10Hz, 1_25Hz, 2_50Hz, 3_100Hz, 4_144Hz, 5_200Hz, 6_300Hz, 7_400Hz, 8_500Hz, 9_600Hz, 10_700Hz, 11_800Hz] ..aktuálně volná zbytková kapacita vyrov. paměti v Byte [0 – 7680]
G9 G10..aktuálně G11..aktuálně
nastavená hodnota D/A převodníku
[0 - 1023]
nastavený typ kombinovaného data paketu [0_jen snímače, 1_snímače a binární vstupy, 2_snímače a A/D převod vstupu AI0, 3_snímače a A/D převod vstupu AI1, 4_snímače a A/D AI0-AI1, 5_snímače a A/D AI1-AI0, 6_snímače a bipolární A/D AI0-AI1]
4.5 Povely
RnCRLF
a
LnCRLF
čtení datového paketu
Datový paket je blok dat, organizovaný do n řádků. Jeden řádek je jedno měření, neboli údaje všech připojených snímačů (1 resp. 2) v téže vzorkovací periodě. Další řádek jsou údaje v následující vzorkovací periodě a tak dále až do celkového zadaného počtu n měření. Údaje snímačů na řádku mohou být doplněny o další údaj podle konfigurace zadané povely S0-S6. V okamžiku příjmu povelu je vyprázdněna interní vyrovnávací paměť a měření se začnou ukládat v taktu nastavené vzorkovací frekvence. Je tak založena sekvence časově konzistentních dat. Data jsou současně odebírána a komunikována rozhraním USB. U vysokých vzorkovacích frekvencí (typicky nad 500Hz) a připojených obou snímačů se vyrovnávací paměť plní rychleji než je uvolňována. Je-li současně vyžádán velký počet měření (což znamená i dlouhý časový úsek), může se vyrovnávací paměť vyčerpat v čase kratším a následovalo by „přetržení“ časové konzistence dat. V tomto případě TB2 reaguje takto: zastaví zápis nových dat do vyrovnávací paměti (měření sice pokračuje, data jsou však skartována)
5
vyčítání a komunikace pokračuje až do vyčtení všech dat z vyrovnávací paměti komunikace se ukončí vydáním chybového hlášení, které uvádí rozdíl skutečně odeslaných řádků a počtem požadovaným v povelu Je-li vyrovnávací paměť rychleji obsazována než uvolňována, dochází k časovému zpoždění právě komunikovaných dat vůči aktuální poloze snímače. Avšak případný doplňkový údaj (konfigurováno povely S1-S6) je vždy právě aktuální, hodnota je pořízena těsně před komunikací řádku. Speciální typ paketu je paket nekonečný. Povelem s nulovým parametrem se zahájí kontinuální komunikace právě aktuálních dat snímačů, případně včetně rovněž právě aktuálního doplňkového údaje. Vyrovnávací paměť je vyřazena. To při nejvyšších vzorkovacích frekvencích znamená, že časový odstup přijímaných řádků může být delší než nastavená vzorkovací perioda. Nekonečný paket se ukončí tak, že nadřízená jednotka (PC) vyšle do TB2, za běžícího příjmu paketu, znak mezery (SP,ASCII 32D,20H) a to bez odřádkování CRLF. Tímto způsobem lze zrušit i vysílání normálního, n-řádkového paketu. Během vysílání paketu (a jenom tehdy) může nadřízená jednotka do TB2 ‚vnutit’ další mimořádné, jednoznakové povely. Povely jsou mimořádné proto, že nezačínají písmenem, nekončí odřádkováním CRLF a není na ně žádná komunikovaná odezva, pouze se provedou. Jedná se o ASCII znaky 0-7 a ty fungují jako funkční ekvivalenty nastavují binární výstupy.
řádných
povelů
O0-O7,
čili
se
jimi
Rn n=1-9999 ..čtení
datového paketu o n měřeních (řádcích), řádky ukončeny CRLF [n řádků a Ok nebo Err(-počet nevyslaných řádků)]
Ln n=1-9999 ..čtení
datového paketu o n měřeních (řádcích), řádky ukončeny jen CR [n řádků a Ok nebo Err(-počet nevyslaných řádků)]
R0 ..nekonečný
paket (podle konfigurace povely S0-S6), s odřádkováním CRLF, tedy paket ‚rolovaný‘. Paket se ukončí, když nadřízená jednotka vyšle znak mezery (SP,ASCII 32D,20H), bez odřádkování.
L0 ..nekonečný
paket (podle konfigurace povely S0-S6), s odřádkováním jen CR, tedy paket ‚na jednom řádku‘. Paket se ukončí, když nadřízená jednotka vyšle znak mezery (SP,ASCII 32D,20H), bez odřádkování.
4.6 Skupina povelů
InCRLF
čtení binárních I/O linek
Aktivní stav na lince je zobrazen 1 (ASCII), neaktivní 0.
I0 I1 I2 I3 I4 I5
..stav na vstupu I0 ..stav na vstupu I1 ..stav na vstupu I2 ..stav na vstupu I3 ..stav na vstupu I4 ..společné zobrazení
[0 nebo 1] [0 nebo 1] [0 nebo 1] [0 nebo 1] [0 nebo 1]
stavu na vstupech I0-I4 (stav I0 je 1. znak zleva) I10..stav na výstupu O0
I11..stav
na výstupu O1
[xxxxx
x..0/1]
[0 nebo 1] [0 nebo 1]
6
I12..stav na výstupu O2 I13..společné zobrazení stavu
[0 nebo 1]
na výstupech O0-03 (stav O0 je 1. znak zleva)
4.7 Skupina povelů
O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7
..nastaví ..nastaví ..nastaví ..nastaví ..nastaví ..nastaví ..nastaví ..nastaví
OnCRLF
[xxxxx
nastavení binár. výstupů
x..0/1]
[odezva: Ok]
konfiguraci výstupů: O0= 0, O1= 0, O2= 0
(default)
konfiguraci výstupů: O0= 1, O1= 0, O2= 0 konfiguraci výstupů: O0= 0, O1= 1, O2= 0 konfiguraci výstupů: O0= 1, O1= 1, O2= 0 konfiguraci výstupů: O0= 0, O1= 0, O2= 1 konfiguraci výstupů: O0= 1, O1= 0, O2= 1 konfiguraci výstupů: O0= 0, O1= 1, O2= 1 konfiguraci výstupů: O0= 1, O1= 1, O2= 1
4.8 Skupina povelů
AnCRLF
čtení A/D převodů analogových vstupů
Ve verzi TB2, kdy není A/D převodník instalován, způsobí pokus uplatnit povel této skupiny chybové hlášení Err.
A0 A1 A2 A3 A4
..analog. vstup AI0: 12bit kladný unipolární A/D převod[0 ..analog. vstup AI1: 12bit kladný unipolární A/D převod[0 ..rozdíl AI0-AI1: 12bit kladný unipolární A/D převod [0 ..rozdíl AI1-AI0: 12bit kladný unipolární A/D převod [0 ..rozdíl AI0-AI1: 13bit bipolární A/D převod [-4095
4.9 Povel
DnCRLF
– nastavení analogového výstupu
Dn n=0-1023 ..nastavení
10-bitového D/A převodníku
- 4095] - 4095] - 4095] - 4095] - 4095]
[odezva: Ok] (default n=0)
5. PROGRAMOVÁNÍ KOMUNIKACE S TB2 Tento odstavec uvádí několik náležitostí, užitečných při tvorbě programové podpory komunikace s TB2. Interface USB se obsluhuje nepřímo, jako běžný sériový kanál COM. Vytvoření a zpřístupnění COM portu zajistí ovladače, jednorázově instalované předem. Výsledkem instalace je číslo COM portu, které je aktivní vždy, když je připojen ten TB2, se kterým byla instalace provedena. Každý kus TB2 je totiž USB zařízení s unikátní identitou. Příklad: Byl připojen TB2-č.1 a instalace ovladačů pak vytvořila virtuální COMn. Připojení jiného TB2-č.2 si vyžádá opětovnou instalaci ovladačů, která vytvoří odlišný COMm. Není-li TB2 fyzicky připojen, zůstává číslo vyhrazeno, port je však neaktivní a nedostupný.
7
virtuálního
COM
portu
Po instalaci ovladačů se číslo virtuálního COM portu zjistí nahlédnutím do Ovládací panely -> Systém -> Hardware -> Správce zařízení -> Porty. Použijí-li se k aktivaci portu WINDOWS API funkce, potom datová struktura nastavení portu může být zadána podle tab.1 Je vhodné upozornit, že řízení modemového signálu DTR (data terminal ready) musí být povoleno. Tímto signálem se totiž zapíná a vypíná napájení TB2, kde zdrojem je sběrnice USB. Zapnutí / vypnutí však není nutno (u WIN API) zvlášť obsluhovat. Zapnutí se provede automaticky při úspěšném otevření kanálu (WIN API CreateFile()), vypnutí pak při jeho deaktivaci (funkce CloseHandle()). Signál DTR tedy musí být po dobu práce s TB2 trvale aktivní. Je-li připojení zrušeno a poté znovu obnoveno, znamená to pro TB2 výpadek napájení, který způsobí reset a následné nastavení všech default hodnot. Zvlášť při vyžádání velkých datových paketů je komunikace poměrně masivní, doporučuje se její obsluhu organizovat jako samostatné vlákno.
tab.1
6. INSTALACE USB OVLADAČŮ NA PC Předpokladem je operační systém WINDOWS XP. Instalace proběhne ve dvou krocích. V prvním se nainstaluje řadič sběrnice USB, v druhém navázaný virtuální sériový COM port. zavřít všechny běžící aplikace USB kabelem připojit TB2 po zvukovém znamení se zobrazí systémové hlášení „Nalezen nový hardware“ po prodlevě se otevře „Průvodce nově rozpoznaným hardwarem“, obr.1 tam se vybere volba „Instalovat ze seznamu či daného umístění“ následuje okno výběru umístění, vybere se adresář na CD „\USB Drivers“, obr.2 následuje první krok instalace obr.1
8
zobrazí se okno bezpečnostního potvrzení, obr.3, kde se odklepne „Pokračovat“ následuje okno dokončení 1.kroku instalace, který nainstaloval další řadič sběrnice USB znovu se zobrazí systémové hlášení „Nalezen nový hardware“ celý postup z 1.kroku se opakuje, nyní se instaluje virtuální COM port po dokončení 2.kroku je celá instalace dokončena číslo COM portu, potřebné ke komunikaci s TB2, je zveřejněno v systémové struktuře Ovládací panely -> Systém -> Hardware -> Správce zařízení -> Porty, kde se musí objevit položka „Imeco TB2USB ASCII Transducer Box VCP (COMn)“ k úplné kontrole úspěšnosti instalace je možno se ještě přesvědčit v Ovládací panely -> Systém -> Hardware -> Správce zařízení -> Řadiče sběrnice USB, kde musí být položka „Imeco TB2USB ASCII Transducer Box“ Posledním úkonem instalace je restart TB2, který se provede krátkodobým odpojením a znovu připojením USB kabelu.
obr.2
obr.3
Odinstalování ovladačů USB se provede standardním postupem Ovládací panely -> Přidat nebo odebrat programy, ze seznamu se vybere položka „FTDI USB Serial Converter Drivers“ a odinstalování se potvrdí tlačítkem „Změnit nebo odebrat“. Po dalším potvrzení, že zařízení není připojeno, budou ovladače odebrány ze systému.
7. APLIKACE „HyperTerminal“ JAKO SERVISNÍ POMŮCKA K rychlému seznámení a kontrole funkcí TB2 lze snadno použít aplikaci „HyperTerminal“ z příslušenství WINDOWS. Předpokládá se, že již byly nainstalovány USB ovladače a ze „Správce zařízení“ bylo odečteno přidělené číslo virtuálního COM portu. Dalším krokem je pořízení připojení v aplikaci „HyperTerminal“: otevření aplikace cestou Start -> Programy -> Příslušenství -> Komunikace -> Hyperterminál otevře se okno „Popis připojení“, obr.4. Zde se zadá nějaké jméno, např. „TB2“ otevře se okno „Připojit“, obr.5. Rozbalovací seznam „Připojit pomocí“ musí obsahovat COMn z instalace USB ovladačů, ten se vybere otevře se okno „COMn – vlastnosti“, obr.6. Nastaví se: Bity za sekundu: 115200, Datové bity: 8, Parita: Žádná, Počet stop-bitů: 1,
9
Řízení toku: Žádná. Po potvrzení se otevře pracovní plocha terminálu, obr.7, a uskuteční se spojení s TB2 (viz info vlevo dole).
obr.4
obr.5
obr.6
obr.7
v této fázi je sice již spojení připraveno, ale nastavení ještě není pro TB2 kompletní. Kliknutím na ikonu „Odpojit“ (na liště 4. zleva) se spojení zruší a je možno dokončit nastavení průchodem menu Soubor -> Vlastnosti se znovu otevře okno „TB2 – vlastnosti“, přejde se na záložku „Nastavení“, obr.8 v rozbalovacím okénku „Emulace“ se vybere typ konzoly „ANSI“ nebo „TTY“, okénko „Počet řádků vyrovnávací paměti“ může/nemusí být nastaveno na nulu tlačítkem „Nastavení ASCII“ se otevře okno „Nastavení kódu ASCII“, obr.9 tam se zatrhnou okénka: „Odesílat znaky konce řádků s kódem odřádkování“, „Psané znaky lokálně opisovat“ tím je nastavení kompletní a připojení se uloží Soubor -> Uložit funkční připojení se znovu naváže kliknutím na ikonu „Zavolat“ (na liště třetí zleva)
10
obr.8
obr.9
8. POPIS HARDWARE Tato kapitola obsahuje informace pro začlenění jednotky do sestavy měřicího zařízení a pro využití funkcí pomocných vstupů/výstupů.
8.1 Blokové schéma (obr.10) Pro připojení k USB portu počítače je nutno použít standardní USB A-B kabel, doporučujeme kabel vyhovující specifikaci USB2.0. TB2 je možno připojit k USB portu podle specifikace USB2.0 i USB1.1. USB vstup jednotky TB2 je galvanicky izolován od ostatních obvodů i pouzdra přístroje, což výrazně zvyšuje odolnost proti rušení nebo poškození jak samotného TB2, tak i připojeného zařízení případným rozdílem potenciálu. Přístroj je napájen ze sběrnice USB, proudový odběr je do 250mA. Napájení jednotky je možno vypnout deaktivací signálu DTR na virtuálním COM portu v hostitelském počítači, prostřednictvím něhož počítač s jednotkou komunikuje. Indukčnostní snímače vybavené převodníkem TC2 se připojují prostřednictvím dvou D-SUB9 konektorů označených CH0 a CH1. Přístroj i snímače jsou odolné proti „horkému“ zapojení a odpojení snímače, TB2 ovšem testuje přítomnost snímače pouze po zapnutí, takže za provozu zapojený snímač není až do restartu přístroje obsluhován. Pomocné vstupy/výstupy jsou vyvedeny na konektor D-SUB25. Jedná se o 3 univerzální výstupní linky a 5 vstupních linek. U verze s A/D vstupem je navíc k dispozici dvoukanálový 12-bitový A/D převodník. Tento převodník je potenciálově oddělen od ostatních vstupů/výstupů. U provedení bez A/D převodníku (TB2.310) je místo analogového vstupu k dispozici PWM výstup (3,6kHz, 0-100%).
8.2
Vstupy a výstupy – verze TB2.xx0 (obr.11)
V tomto provedení není k dispozici A/D převodník.
11
obr.10
Vstupní a výstupní obvody jsou izolovány od ostatních obvodů jednotky a mají společný záporný (V-) a kladný (V+) napájecí vodič. Zahrnují regulátor pro malé stejnosměrné motorky, který je řízen prostřednictvím D/A převodníku a lze jej využít i jako analogový výstup. Tento obvod je napájen z hladiny V+ (toto napětí musí být na konektor přivedeno zvenku) a pracuje proti společné záporné hladině V-. Regulátor pracuje na principu IxR kompenzace. Velikost kompenzovaného odporu kotvy lze nastavit v rozsahu 080 ohm pomocí trimru, kerý re přístupný po vyšroubování šroubku vedle I/O konektoru (IxRcomp). Na kontaktech 1 a 14 je vyvedeno napájecí napětí ze sériové sběrnice TBNET, které je možno použít jako zdroj pro V+ a V- v případech, kdy sběrnice je napájena vhodným napětím a kdy není na závadu přemostění izolace mezi sběrnicí a I/O linkami, ke kterému tímto propojením dojde. U verzí pro USB (TB2.3xx) jsou tyto kontakty nezapojeny. Zapojení konektoru: pin signál -----------------------------------------------------------------------1 kladný pól napájení TBNet (u USB nezapojeno) 14 záporný pól napájení TBNet (u USB nezapojeno) 2,22,23,24,25 V+ kladný pól napájení I/O 15 … 21 V- záporný pól napájení I/O 3 +U1 napájení regulátoru motorku 12 – 26V ss
12
7 4 5 6 8 9 10 11 12 13
výstup regulátoru motorku (D/A výstup) O0 výstup 0 O1 výstup 1 O2 výstup 2 O3 PWM výstup z D/A převodníku 3,6kHz, střída 0-99,9% I0 vstup 0 I1 vstup 1 I2 vstup 2 I3 vstup 3 I4 vstup 4
obr.11
8.3 Vstupy a výstupy – verze TB2.xx1 (obr.12) Toto provedení je vybaveno A/D převodníkem. Vstupní a výstupní obvody jsou izolovány od ostatních obvodů jednotky a mají společný záporný (V-) a kladný (V+) napájecí vodič. Zahrnují regulátor pro malé stejnosměrné motorky, který je řízen prostřednictvím D/A převodníku a lze jej využít i jako analogový výstup. Tento obvod je napájen z hladiny V+ (toto napětí musí být na konektor přivedeno zvenku) a pracuje proti společné záporné hladině V-. Regulátor pracuje na principu IxR kompenzace. Velikost kompenzovaného odporu kotvy lze nastavit v rozsahu 0-80 ohm pomocí trimru, kerý re přístupný po vyšroubování šroubku vedle I/O konektoru (IxRcomp). Na kontaktech 1 a 14 je vyvedeno napájecí napětí ze sériové sběrnice TBNET, které je možno použít jako zdroj pro V+ a V- v případech, kdy sběrnice je
13
napájena vhodným napětím a kdy není na závadu přemostění izolace mezi sběrnicí a I/O linkami, ke kterému tímto propojením dojde. U verzí pro USB (TB2.3xx) jsou tyto kontakty nezapojeny. A/D převodník je plovoucí a jeho referenční zem (AGND) lze připojit na libovolný potenciál tak, aby napětí mezi AGND a ostatními signály na I/O konektoru nebo kostrou, případně sběrnicí USB nebo TBNet nepřekročilo 200V.
obr.12 Zapojení konektoru: pin signál --------------------------------------------------------------------------1 kladný pól napájení TBNet (u USB nezapojeno) 14 záporný pól napájení TBNet (u USB nezapojeno) 2,22,23,24,25 V+ kladný pól napájení I/O 15 … 19 V- záporný pól napájení I/O 3 +U1 napájení regulátoru motorku 12 – 26V ss 7 výstup regulátoru motorku (D/A výstup) 4 O0 výstup 05 O1 výstup 1 6 O2 výstup 2 9 I0 vstup 0 10 I1 vstup 1 11 I2 vstup 2
14
12 13 8 20 21
I3 I4 AGND AI0 AI1
vstup 3 vstup 4 referenční zem A/D převodníku analog. vstup 0 analog. vstup 1
8.4 Příklad použití pomocných vstupů/výstupů (obr.13) Tento příklad slouží v jednoduchém stroji.
pro
ilustraci
využití
pomocných
vstupů/výstupů
obr.13
D/A výstup je zde využit pro řízení otáček ss motorku, přičemž motorek lze nezávisle spouštět a vypínat výstupem 0, který je zde využit jako zdroj napájecího napětí pro regulátor. Na výstup 1 je připojena např. cívka pneumatického ventilu. Vstup 0 je využit pro tlačítko ručního ovládání, vstup 1 např. pro induktivní přibližovací snímač. Na analog. vstup AI0 je přiveden výstup senzoru – např. teploměru. Celý V/V obvod je napájen z 24V rozvodu, alternativně v jednoduché aplikaci přímo ze sběrnice TBNet.
15
OBSAH VŠEOBECNĚ …………………………………………………………………………………………………………………… 1 1. MĚŘICÍ PRINCIP ……………………………………………………………………………………………… 1 2. TECHNICKÁ SPECIFIKACE …………………………………………………………………………… 1 3. INTERNÍ MANIPULACE S DATY…………………………………………………………………… 2 3.1 Vzorkovací frekvence a rozlišení ……………………………… 2 3.2 Interní vyrovnávací paměť ………………………………………………… 3 3.3 Časová konzistence dat ………………………………………………………… 3 3.4 Datová komunikace všeobecně …………………………………………… 3 4. POVELOVÁ SADA KOMUNIKACE …………………………………………………………………… 4 4.1 Všeobecně …………………………………………………………………………………………… 4 4.2 Povel ……………………………………………………………………………………………………… 4 4.3 Skupina povelů Sn – konfigurace a nastavení … 4 4.4 Skupina povelů Gn – zpětné čtení konfigurace… 5 4.5 Povely Rn a Ln – čtení datového paketu ……………… 5 4.6 Skupina povelů In – čtení binárních I/O linek 6 4.7 Skupina povelů On – nastavení binár. výstupů… 7 4.8 Povel Dn – nastavení analogového výstupu ………… 7 5. PROGRAMOVÁNÍ KOMUNIKACE S TB2 ……………………………………………………… 7 6. INSTALACE USB OVLADAČŮ NA PC ………………………………………………………… 8 7. APLIKACE „HyperTerminal“ JAKO SERVISNÍ POMŮCKA ………… 9 8. POPIS HARDWARE …………………………………………………………………………………………… 11 8.1 Blokové schéma …………………………………………………………………………… 11 8.2 Vstupy a výstupy – verze TB2.xx0 …………………………… 11 8.3 Vstupy a výstupy – verze TB2.xx1 …………………………… 13 8.4 Příklad použití pomocných vstupů/výstupů ……… 15
16
