DRAK 4
MĚŘICÍ PŘÍSTROJ PRO PC 4 VSTUPY: 0 – 10 V ZESÍLENÍ : 1x, 2x, 4x, 8x VÝSTUP: LINKA RS232
U1
DRAK 4
U3 U2
U4
RS232
DRAK 4
Papouch s.r.o.
POPIS Měřicí přístroj DRAK 4 je určen pro měření napětí až čtyř signálů a jejich přenos po lince RS232 do nadřízeného systému (počítače). Měřicí rozsah všech vstupů je 0-10V s možností přepínání zesílení. Maximální četnost měření je 50x za sekundu na všech vstupech současně. Měření provádí vysoce přesný 16-ti bitový A/D převodník. Činnost přístroje je řízena mikropočítačem hlídaným obvodem „watchdog“. Měřené hodnoty jsou přepočteny kalibračními konstantami a na výstupu je již přesný výsledek. Povely a měřená data jsou přenášena galvanicky oddělenou linkou RS232. Všechna nastavení a konstanty jsou uloženy v paměti EEPROM. Přístroj také umožňuje čtení stavu dvou digitálních vstupů a ovládání dvou digitálních výstupů.
VLASTNOSTI 4 analogové vstupy pro měření napětí s rozsahem 0-10V u každého vstupu nezávisle nastavitelné zesílení 1x, 2x, 4x, 8x. 4 paralelně pracující 16-ti bitové A/D převodníky s digitálním filtrem a autokalibrací nuly, přesný výsledek zajištěný kalibračními konstantami, rychlost měření až 50x za sekundu, vestavěný časovač digitální vstupy (pro spínací kontakt) a 2 digitální výstupy (kontakt relé) konfigurace uložená v paměti EEPROM a nastavitelná servisním programem - žádné
hardwarové nastavování komunikace s počítačem galvanicky oddělenou linkou RS232 indikace zapnutí, činnosti a stavu vstupů a výstupů svítivými diodami, ovládání z PC jednoduchými příkazy možnost adresace přístroje software pro PC – vysoce výkonný program s mnoha možnostmi pro Windows 95, 98, NT malé rozměry, malá spotřeba
POUŽITÍ
měření napětí a jeho časového průběhu měření a registrace napěťových výstupů nejrůznějších laboratorních zařízení analýza pomalých signálů měření výstupů čidel a snímačů. galvanické oddělení měřeného napětí od ostatních částí
www.papouch.com
Soběslavská 15, Praha 3, tel.: 267 314 268
Strana 2
DRAK 4
Papouch s.r.o.
TECHNICKÉ PARAMETRY Počet analogových vstupů: Vstupní rozsah: Vstupní odpor: Odolnost proti přetížení:
4 0-10V 1M 60V
Interní rozlišení A/D převodníku: Maximální nelinearita: Vnější rozlišení: Chyba nuly: Chyba rozsahu: Rychlost měření:
16bitů 0.002% rozsahu 10.000 dílků +/-2 dílky +/- 0.1% (= +/-10 dílků) max. 20 ms pro všechny vstupy současně
Počet digitálních vstupů: Typ: Napětí naprázdno: Spínací proud:
2 pro připojení spínacího kontaktu 5V max. 3mA
Počet digitálních výstupů: Typ: Spínané napětí: Spínaný proud:
2 přepínací kontakt střídavé: 120V, stejnosměrné 60V 0.8A
Výstupní komunikační linka: RS232 Komunikační rychlost - volitelně: 9.6kBd, 19.2kBd, 38.4 kBd Galvanické oddělení : +/-300V Komunikační protokol: viz dále Napájecí napětí: Odběr:
9V, (min. 8V, max. 15V) stejnosměrných max. 300 mA
Konektory analogových signálů: Konektor dig. vstupů a výstupů: Konektor linky RS232: Konektor napájení: Pracovní teplota: Rozměry:
BNC DSUB9M (vidlice) DSUB9F (zásuvka) Koaxiální, 2.1mm 10C až 40C 190 mm x137 mm x 45 mm ( hloubka x šířka x výška)
Poznámka: Zem digitálních vstupů je společná se zemí linky RS232 a zemí napájecího napětí.
www.papouch.com
Soběslavská 15, Praha 3, tel.: 267 314 268
Strana 3
DRAK 4
Papouch s.r.o.
BLOKOVÉ SCHEMA A ČINNOST
IN1
A/D
IN2
A/D
IN3
A/D
IN4
A/D
DC DC
NAPÁJENÍ
12V
PROCESOR DIG. I/O BUDI Č
AGND
RS232
RS232 „WATCHDOG“
EEPROM
Obr. 1. Blokové schéma přístroje DRAK 4 Měřící přístroj DRAK4 používá pro každý vstup samostatný A/D převodník, což zaručuje nezávislost rychlosti měření na počtu vstupů a umožňuje synchronní měření. Po zapnutí napájecího napětí provede procesor kalibraci všech A/D převodníků a nastaví parametry přístroje podle údajů v EEPROM. Pak začne cyklicky měřit hodnoty napětí na analogových vstupech v intervalu 20ms, které násobí konstantami z paměti EEPROM a výsledek ukládá do své paměti. V každém cyklu je současně vyslán impuls do obvodu hlídajícího činnost procesoru (watchdog). Při všech instrukcích kromě cyklického měření čeká přístroj vždy na povel z PC, který vyhodnotí a provede. V režimu cyklického měření posílá DRAK4 měřené hodnoty v zadaném intervalu a jiné instrukce nezpracovává.
MĚŘENÍ NAPĚTÍ Modul DRAK4 má konektory BNC pro připojení měřených napětí. Zem všech vstupů je společná, ale oddělená proti zemi napájecí, zemi digitálních signálů a zemi komunikační linky. Odporové děliče ve vstupních obvodech nejsou přesné, kalibrace je zajištěna konstantami uloženými v paměti EEPROM a lze ji změnit servisním programem. Každý vstup má ochranu proti přepětí a filtr s časovou konstantou 2 ms.
DIGITÁLNÍ VSTUPY A VÝSTUPY DRAK4 má dva digitální vstupy a výstupy, které je možno použít pro pomocné funkce. Jsou vyvedeny na
5V 100n 560
DIG IN
Obr. 2. Náhradní zapojení digitálního vstupu
www.papouch.com
Soběslavská 15, Praha 3, tel.: 267 314 268
Strana 4
DRAK 4
Papouch s.r.o.
konektor DSUB 9 na zadním panelu a jejich stav je indikován svítivými diodami. Digitální vstupy jsou určeny pro připojení spínacího kontaktu. Jejich společný pól je spojen se zemí napájení. Digitální výstupy jsou tvořeny přepínacím kontaktem relé. Stav vstupů ani výstupů nemá vliv na ostatní funkce přístroje, pouze se přenáší do PC.
PŘIPOJENÍ KOMUNIKAČNÍ LINKY Modul DRAK4 komunikuje s nadřízeným systémem (počítač PC, řídící systém) linkou RS232. K počítači se připojí nepřekříženým kabelem. Využity jsou pouze signály RXD, TXD a GND. Zapojení kabelu je v tabulce. Sériový port PC DSUB 25 F DSUB 9 F 3 2 2 3 7 5
RXD – TXD TXD – RXD GND
DRAK4 DSUB 25 M 2 3 5
NAPÁJENÍ Přístroj DRAK 4 je napájen dodaným nestabilizovaným zdrojem stejnosměrného napětí 9V. Kladný pól je na vnější části konektoru, záporný pól na vnitřní části. Konektor je na zadním panelu označen PWR. Má průměr 2.1 mm.
ZAPOJENÍ KONEKTORŮ Měřicí vstupy Konektory BNC označené IN1 až IN4 pro měření napětí jsou umístěny na čelním panelu. Jejich zapojení je standardní – vnitřní kontakt je měřené napětí a na obal je přivedena zem. Všechny měřené vstupy mají společnou zem. Digitální vstupy a výstupy Konektor na zadním panelu DSUB9M označený DIG I/O Špička 1 6 2 7 3 8 4 9 5
Signál DIG IN 1 GND DIG IN 2 DIG OUT 2 A DIG OUT 2 S DIG OUT 2 B DIG OUT 1 A DIG OUT 1 S DIG OUT 1 B
Význam Digitální vstup 1, pól + Společná zem digitálních vstupů Digitální vstup 2, pól + Digitální výstup 2, spínací kontakt Společný pól digitálního výstupu 2 Digitální výstup 2, rozpínací kontakt Digitální výstup 1, spínací kontakt Společný pól digitálního výstupu 1 Digitální výstup 1, rozpínací kontakt
Komunikační linka RS232 Konektor na zadním panelu DSUB9F označený RS232C Špička Signál Význam 2 TXD Výstup dat 3 RXD Vstup dat 5 GND Zem Ostatní špičky jsou nezapojeny.
SIGNALIZACE Na čelním panelu přístroje DRAK4 jsou kontrolky s následujícím významem : P – zelená - signalizace napájecího napětí C – žlutá – blikne při provádění instrukce I1, I2 – červené – kontrolky stavu digitálních vstupů O1, O2 – červené – kontrolky stavu digitálních výstupů www.papouch.com
Soběslavská 15, Praha 3, tel.: 267 314 268
Strana 5
DRAK 4
Papouch s.r.o.
OVLÁDÁNÍ PŘÍSTROJE DRAK4 Přístroj DRAK4 je nejlépe ovládat dodávaným programem, který umožní běžná měření, vyhodnocení zobrazení, ukládání na disk a další funkce. Program je možné modifikovat podle požadavků uživatele. Samozřejmě je možné ovládat DRAKA4 přímo, instrukcemi vysílanými na sériový port. Jsou popsány v následující tabulce. Všechny instrukce (kromě ukončení kontinuálního měření) mají délku 3 bajty. Doba odezvy je 20ms, pokud není uvedeno jinak. Instrukce jsou ASCII, někdy s binární hodnotou. Tento způsob byl zvolen jako kompromis mezi přehledností a rychlostí. V případě zadání neexistující, nepovolené instrukce nebo jejího chybného formátu DRAK vrátí ERR [CR] . U verze s jedním nebo dvěma analogovými vstupy instrukce pracující s neexistujícími kanály ERR nevrátí, ale chybu nezpůsobí. V režimu kontinuálního měření jsou všechny instrukce kromě X ignorovány.
INSTRUKCE M [mezera] [mezera]
MC [T] T – rychlost vzorkování x 20ms
X
TTT
R [K] [Z] K – číslo kanálu Z – zesílení
www.papouch.com
ODEZVA M [H1] [L1] . [H2] [L2] . [H3] [L3] . [H4] [L4] . [D1] [D2] [CR]
VÝZNAM Jednorázové měření. Hn Ln - binární byte pro všechny 4 kanály oddělené tečkami. Hodnota se počítá 256 x Hn + Ln. D1 D2 jsou ASCII byte s hodnotou 0 nebo 1 digitálních výstupů. M [H1] [L1] . [H2] [L2] Kontinuální měření. . [H3] [L3] . [H4] [L4] . Odezva 1. Vzorku je 200ms, a pak v zadaném [D1] [D2] [CR] intervalu. T je binární byte 1-255. Hn Ln – binární byte pro všechny 4 kanály oddělené tečkami. Hodnota se počítá 256 x Hn + Ln. D1 D2 jsou ASCII byte s hodnotou 0 nebo 1 digitálních výstupů. X [CR] Ukončení kontinuálního měření. Jediná instrukce o délce 1 byte. Pokud není poslána v režimu kontinuálního měření, hlásí chybu (ERR). T [A] [B] [N] [V] [CR] Testovací instrukce. Odezva jsou 4 byte : A – adresa DRAKA (doporučuji znak A-Z) B – používaná komunikační rychlost 1 – 9600Bd, 2 – 19200Bd, 3 - 38400Bd N – počet kanálů V – verze software DRAKA Tuto instrukci se doporučuje použít na začátku, aby se odstranili případné chybné byte při zapojování apod. PC posílá jednotlivá „T“ tak dlouho, až dostane odpověď. R [K] [Z] [CR] Nastavení zesílení. Odezva 200ms ! K – číslo kanálu 1 – 4 (ASCII) Z – zesílení: 1 – 1x (rozsah 10V) 2 – 2x (rozsah 5V) 3 – 4x (rozsah 2.5V) 4 – 8x (rozsah 1.25V)
Soběslavská 15, Praha 3, tel.: 267 314 268
Strana 6
DRAK 4
Papouch s.r.o.
G [K] ? K – číslo kanálu
G [K] [Z] [CR]
D [D1] [D2]
D [D1] [D2] [CR]
D1, D2 – stav dig. výstupů I [mezera] [?]
I [D1] [D2] [CR]
ON [A] A – adresa DRAKA
ON [A] [CR]
K [C] ? C – číslo kanálu
K [HK] [LK] [CR]
Servisní instrukce SRV
SRV [CR]
A [mezera] [A]
A [S] [A] [CR]
A – adresa DRAKA
B [mezera] [B] B – komunikační rychlost
B [S] [B] [CR]
Firemní instrukce (poznámka 2)) FMI FMI [CR] a [HK] [LK]
a [S] [CR]
HK, LK – vyšší a nižší binární byte konstanty b [HK] [LK] HK, LK – vyšší a nižší binární byte konstanty
b [S] [CR]
www.papouch.com
Čtení nastaveného zesílení. K – číslo kanálu 1 – 4 (ASCII) Z – zesílení: 1 – 1x (rozsah 10V) 2 – 2x (rozsah 5V) 3 – 4x (rozsah 2.5V) 4 – 8x (rozsah 1.25V) Nastavení digitálních výstupů. D1 D2 jsou ASCII byte s hodnotou 0 nebo 1 digitálních výstupů. Čtení stavu digitálních vstupů. D1 D2 jsou ASCII byte s hodnotou 0 nebo 1 digitálních vstupů. Zapnutí a vypnutí komunikace. (poznámka 1)) Instrukce pro možnou adresaci. Adresa A je porovnána s nastavenou v DRAKOVI. V případě shody je odeslána odezva a DRAK komunikuje. Liší-li se adresy, DRAK neodpoví, na žádné instrukce nereaguje a čeká na instrukci ON s platnou adresou. Jako adresu se doporučuje použít znaky A až Z, a např. mezeru jako instrukci OFF. Odezva 200ms. Přečtení kalibračních konstant. C číslo kanálu – ASCII 1 až 4 HK, LK – horní a dolní byte kalibrační konstanty. Povolení servisní instrukce. SRV musí přijít bezprostředně před každou servisní instrukcí, jinak je hlášen ERR Nastavení adresy DRAKA. Nastavení nové adresy nemá vliv na zapnutí nebo vypnutí komunikace. S – ASCII znak + nebo - . + :instrukce provedena v pořádku, - :porucha. Nastavení komunikační rychlosti. B – nová komunikační rychlost 1 – 9600Bd, 2 – 19200Bd, 3 - 38400Bd Odezva je přijata stávající komunikační rychlostí a poté je přestavena na novou. S – ASCII znak + nebo - . + :instrukce provedena v pořádku, - :porucha. Povolení firemní instrukce. FMI musí přijít bezprostředně před každou firemní instrukcí, jinak je hlášen ERR Zapsání kalibrační konstanty pro 1. vstup. S – ASCII znak + nebo - . + :instrukce provedena v pořádku, - :porucha. Zapsání kalibrační konstanty pro 2. vstup. S – ASCII znak + nebo - . + :instrukce provedena v pořádku, - :porucha.
Soběslavská 15, Praha 3, tel.: 267 314 268
Strana 7
DRAK 4
Papouch s.r.o.
c [HK] [LK]
c [S] [CR]
HK, LK – vyšší a nižší binární byte konstanty d [HK] [LK] HK, LK – vyšší a nižší binární byte konstanty
d [S] [CR]
k [mezera] [K] K – počet kanálů
k [S] [CR]
n [mezera] [N] n [S] [CR] N – počet kanálů s [mezera] [Q] s [S] [CR] Q – konfigurační byte
Zapsání kalibrační konstanty pro 3. vstup. S – ASCII znak + nebo - . + :instrukce provedena v pořádku, - :porucha. Zapsání kalibrační konstanty pro 4. vstup. S – ASCII znak + nebo - . + :instrukce provedena v pořádku, - :porucha. Zapsání skutečného počtu kanálů. S – ASCII znak + nebo - . + :instrukce provedena v pořádku, - :porucha. Zapsání verze software. S – ASCII znak + nebo Zapsání konfiguračního byte. Zatím x x x x x x x c (binárně) C – stav komunikace po zapnutí 0-OFF, 1-ON. S – ASCII znak + nebo
Poznámky 1) Instrukce vypnutí a zapnutí umožňují připojení více přístrojů DRAK4 na jeden sériový port přes speciální přepínač. Informujte se ve firmě Papouch s.r.o. 2) Firmení instrukce je třeba používat s rozvahou, neboť mohou způsobit chybné výsledky měření. O výpočtu kalibračních konstant se informujte ve firmě Papouch s.r.o.
www.papouch.com
Soběslavská 15, Praha 3, tel.: 267 314 268
Strana 8
