MiniPlex-41 NMEA-0184 multiplexer Handleiding
MiniPlex-41, V1.0 Firmware V1.10 © CustomWare, 2002
Inleiding De MiniPlex-41 is een vierkanaals datamultiplexer, waarmee u meerdere NMEA-0183 instrumenten op elkaar en op een computer kunt aansluiten. Hiervoor zijn vier NMEA ingangen beschikbaar, (listener-poorten), twee NMEA uitgangen (talker-poorten) en een RS-232 poort voor een verbinding met een computer. Specificaties: Voedingsspanning: Opgenomen stroom: Ingangen: Ingangsweerstand: Uitgangen: Buffers: NMEA1 uit: NMEA2 uit: Snelheid NMEA in: Snelheid NMEA1/RS-232 uit: Snelheid NMEA2 uit: Indicatoren: Afmetingen: Behuizing:
8 – 20 VDC, beveiligd tegen ompolen. 40 mA (max. 70 mA bij volle belasting op de talker poorten). 4 x NMEA-183/RS-422, galvanisch gescheiden. 1,5 kOhm. 1 x RS-232, 2 x NMEA-183/RS-422. 5 buffers van 1500 karakters (4 x NMEA, 1 x RS-232). Gecombineerde data van de NMEA ingangen. Gecombineerde data van de NMEA en RS-232 ingangen of alleen van de RS-232 ingang. 4800 Baud. 4800, 9600, 19200, 38400 of 57600 Baud. 4800 Baud. Overflow en Data. 138 x 72 x 33 mm. ABS met vlamvertrager.
Werking De MiniPlex-41 ontvangt de NMEA zinnen via de listener poorten en slaat deze per poort in een eigen buffer op. Wanneer een complete zin ontvangen is, wordt deze in zijn geheel via de talker poorten en de RS-232 poort verzonden. De buffers worden beurtelings uitgelezen, waarbij uit iedere buffer steeds één zin wordt gehaald en verzonden. Alle ingangen hebben daardoor gelijke prioriteit. Tijdens het verzenden gaat het ontvangen gewoon door. Er gaan dus geen zinnen verloren. De datasnelheid van de listener poorten is vastgelegd op 4800 Baud (= bits per seconde). Dit komt overeen met circa 480 karakters per seconde. Wanneer op alle vier listener poorten met deze snelheid zonder tussenpozen zinnen binnenkomen, zullen de buffers niet meer snel genoeg geleegd kunnen worden. Wanneer een buffer vol is en er komt nog een zin binnen, zal deze niet worden opgeslagen. Er worden dus geen incomplete zinnen opgeslagen of verzonden. Deze situatie wordt aangegeven door de oplichtende ‘ Overflow’indicatie op de MiniPlex-41. Er zijn twee manieren om deze overflow-situatie op te lossen: 1. Stel de aangesloten instrumenten zodanig in dat er minder data wordt verstuurd. Meestal is er een mogelijkheid om in te stellen welke zinnen een instrument verstuurt. Schakel overbodige zinnen uit. 2. Verhoog de datasnelheid van de talker poort en de RS-232 poort op de MiniPlex-41. Deze kan worden ingesteld tot 57600 Baud. Vanaf 19200 Baud (4 x 4800!) zal er geen overflow meer optreden (alleen in Configuratie 2). De MiniPlex-41 heeft twee talker poorten, ‘ Out 1’en ‘ Out 2’ . Op ‘ Out 1’is de NMEA data beschikbaar welke via de listener poorten is ontvangen. Op ‘ Out 2’is naar keuze alle NMEA data beschikbaar van zowel de listener poorten als de RS-232 poort, of alleen de NMEA data welke via de RS-232 poort naar de MiniPlex-41 is gestuurd.
2
Aansluiten NMEA Listener Poorten De MiniPlex-41 heeft vier listener poorten, ‘ In 1’t/m ‘ In 4’Op iedere ingang kan één instrument worden aangesloten. Deze ingangen zijn galvanisch geïsoleerd uitgevoerd, zoals gespecificeerd in de NMEA-0183 standaard. Verbind de ‘ a’en de ‘ b’aansluitingen van de listener poort op de MiniPlex-41 met de ‘ a’en ‘ b’ aansluiting van de talker poort op het instrument. Andere gebruikte aanduidingen op de instrumenten zijn ‘ Data +’en ‘ Data –’ . Sommige instrumenten zijn voorzien van een zogenaamde ‘ single ended’talker poort, waarbij maar één data aansluiting aanwezig is. Verbind dan de ‘ a’aansluiting van de MiniPlex-41 met de data aansluiting van het instrument en de ‘ b’aansluiting met de massa van het instrument.
NMEA Talker Poorten De beide talker poorten kunnen elk op maximaal vier instrumenten worden aangesloten. Verbind de ‘ a’en de ‘ b’aansluitingen van de talker poort op de MiniPlex-41 met de ‘ a’en ‘ b’aansluiting van de listener poort op het instrument. Andere gebruikte aanduidingen op de instrumenten zijn ‘ Data +’en ‘ Data –’ . Sommige instrumenten zijn voorzien van een zogenaamde ‘ single ended’listener poort, waarbij maar één data aansluiting aanwezig is. Verbind dan de alleen ‘ a’aansluiting van de MiniPlex-41 met de data aansluiting van het instrument en de ‘ Com’aansluiting met de massa van het instrument. De ‘ b’aansluiting van de MiniPlex-41 wordt dan niet aangesloten.
RS-232 Computer Poort De RS-232 poort van de MiniPlex-41 kan rechtstreeks worden aangesloten op de RS-232 poort van een computer volgens onderstaande figuur.
3
RxD TxD Com
5
Aansluiting MiniPlex-41
2
achterzijde 9-polige sub-D connector
Voedingsspanning De MiniPlex-41 werkt op een gelijkspanning tussen 8 en 20V en is beveiligd tegen een verkeerde polariteit. Sluit de ‘ +12V’aansluiting aan op het 12V boordnet en de GND aansluiting op de massa. Het is aan te bevelen om de voedingsspanning te betrekken van dezelfde groep als waarop de overige boordinstrumenten zijn aangesloten.
3
Configuratie De MiniPlex-41 kan werken in twee verschillende configuraties, die bepalen welke NMEA data beschikbaar is op talker poort ‘ Out 2’ . Ook is van talker poort ‘ Out 1’en de RS-232 poort de snelheid in te stellen. Om deze instellingen te maken, zijn een aantal commando’ s beschikbaar, die met een terminalprogramma als ProComm of HyperTerminal kunnen worden gegeven. Deze commando’ s bestaan uit een control-karakter, d.w.z. een letter die ingedrukt wordt samen met de control-toets op het toetsenbord. Druk daartoe eerst de control-toets in en, terwijl u die ingedrukt houdt, de lettertoets.
Commando’ s Sluit de MiniPlex-41 aan op de seriële poort van een computer en stel het terminalprogramma in op 4800 baud, 8 databits, 1 stopbit. Verbind nog geen instrumenten met de MiniPlex-41. Schakel de voedingsspanning van de MiniPlex-41 in en kijk of de rode en de groen LED kortstondig oplichten. Geef nu het commando ‘ ctrl-i’ , door het gelijktijdig indrukken van de control-toets en de letter ‘ i’op het toetsenbord. De volgende tekst moet nu op het scherm verschijnen:
MiniPlex-41 V1.0, Firmware V1.10, (C) CustomWare 2002 Speed: 4800 Baud Conf.1: NMEA Out2 = RS -232 + NMEA In Nu kan de MiniPlex-41 geconfigureerd worden met de volgende commando’ s. Ctrl-a
Slaat de configuratie op in het permanente geheugen. Hiermee worden de instellingen permanent bewaard, ook na het uitschakelen van de voedingsspanning.
Ctrl-b
Verandert de snelheid (‘ baudrate’ ) van de RS-232 poort en talker poort ‘ Out 1’ . Iedere keer wanneer u dit commando geeft, gaat de snelheid één stap omhoog. De ingestelde snelheid wordt op het scherm weergegeven. U kunt kiezen tussen 4800, 9600, 19200, 38400 en 57600 Baud. De gekozen snelheid wordt pas werkelijk ingesteld wanneer u ctrl-a indrukt. Op het scherm verschijnt dan de melding Settings saved , waarna u het terminalprogramma moet instellen op de gekozen snelheid, om weer met de MiniPlex-41 te kunnen communiceren. Wanneer u onverhoopt de juiste snelheid kwijt bent, probeer dan het ctrl-i commando te geven op verschillende snelheden van het terminalprogramma, totdat de eerdergenoemde tekst weer op het scherm verschijnt.
Ctrl-c
Met dit commando kunt u kiezen tussen twee configuraties die bepalen welke data er beschikbaar is op talker poort ‘ Out 2’ . Op het scherm wordt de gekozen configuratie als volgt aangegeven:
Conf.1: NMEA Out2 = RS -232 + NMEA In of:
Conf.2: NMEA Out2 = RS -232 De gekozen instelling is meteen actief, maar moet ook met het ctrl-a commando permanent worden bewaard. Op talker poort ‘ Out1’is alleen de data van de listener poorten beschikbaar, onafhankelijk van de configuratie van talker poort ‘ Out 2’ . Ctrl-h
Met dit commando kunt u de configuratie van de MiniPlex-41 terugzetten op de fabrieksinstelling van 4800 Baud en Configuratie 1.
Ctrl-i
Informatie commando, geeft informatie over de hardware/software versie en de ingestelde parameters.
4
Configuratie 1 en 2 De gekozen configuratie bepaalt hoe de NMEA data wordt doorgestuurd en hoe de MiniPlex-41 gebruikt kan worden.
In 1
Buffer 1
In 2
Buffer 2
In 3
Buffer 3
In 4
Buffer 4
RS-232 In
Buffer 5
NMEA
RS-232 Out NMEA Out 1
NMEA Out 2
Configuratie 1 Bovenstaande figuur geeft aan waar de NMEA data beschikbaar is in Configuratie 1. • Op de RS-232 poort en de talker poort ‘ Out 1’ is de data van de listener poorten beschikbaar. • Op talker poort ‘ Out 2’is de data van de listener poorten en de RS-232 poort beschikbaar. Configuratie 1 heeft ook consequenties voor de snelheid waarmee de NMEA data via de RS-232 poort wordt verstuurd. De data van de listener poorten wordt naar zowel de RS-232 poort als talker poort ‘ Out 2’gestuurd. Deze talker poort heeft een vaste snelheid van 4800 Baud. Als de RS-232 poort op een hogere snelheid is ingesteld, moet deze na ieder verzonden karakter wachten totdat de talker poort klaar is. Dat betekent dat ondanks de hogere bit-snelheid van de RS-232 poort, de karakters met hetzelfde tempo worden verzonden als wanneer de RS-232 poort op 4800 Baud staat ingesteld. Configuratie 2 heeft deze beperking niet.
In 1
Buffer 1
In 2
Buffer 2
In 3
Buffer 3
In 4
Buffer 4
RS-232 In
Buffer 5
RS-232 Out
NMEA
NMEA Out 1
NMEA Out 2
Configuratie 2 Wanneer Configuratie 2 wordt gekozen, is de data beschikbaar volgens bovenstaande figuur. • Op de RS-232 poort en de talker poort ‘ Out 1’ is de data van de listener poorten beschikbaar. • Op talker poort ‘ Out 2’is alleen de data van de RS-232 poort beschikbaar. Aan de hand van een voorbeeld zal het effect van beide configuraties worden verduidelijkt. In de geschetste situatie is Configuratie 1 ingesteld. Alle data die binnenkomt, is beschikbaar op de RS232 poort en talker poort ‘ Out 2’ . Dat betekent dat de laptop en de stuurautomaat alle informatie
5
van alle instrumenten krijgen. Tevens kunnen vanuit de laptop waypoints in de GPS worden geladen. De stuurautomaat kan gebruik maken van alle instrumenten om de juiste koers te bepalen. Als we willen dat de stuurautomaat alleen maar reageert op koersinformatie van de navigatiesoftware op de laptop, dan is Configuratie 2 de aangewezen optie. De NMEA data van de instrumenten is nu alleen beschikbaar op de RS-232 poort en gaat derhalve alleen naar de laptop. De enige data die nu beschikbaar is op talker poort ‘ Out 2’is de data afkomstig van de laptop, waardoor die volledige controle heeft over de stuurautomaat.
Wind
In 1
Laptop RS-232
Kompas
GPS
In 2
In 3
Out 2
MiniPlex-41
Stuurautomaat
Voorbeeld
Fabrieksinstelling Het is denkbaar dat er een situatie ontstaat waarbij geen werkende computer beschikbaar is door bijvoorbeeld een softwarecrash, en er een noodoplossing moet worden gemaakt om bepaalde instrumenten aan elkaar te koppelen. Er is daarom een voorziening om de MiniPlex-41 zonder hulp van een computer terug te brengen in de fabrieksinstelling van 4800 Baud en Configuratie 1. Deze reset kan worden uitgevoerd door de TxD en de RxD aansluiting van de RS-232 poort met elkaar te verbinden terwijl de voedingspanning wordt ingeschakeld.
Indicatoren De MiniPlex-41 heeft twee LED's: een groene en een rode. De groene LED geeft aan dat er geldige NMEA data wordt ontvangen op de listener poorten en/of de RS-232 poort. De LED licht alleen op bij ontvangst van een geldige NMEA zin, beginnend met een ‘ $’en eindigend op een ‘ LF’teken. Hiermee kan gemakkelijk worden gecontroleerd of de instrumenten op de juiste manier en met de juiste polariteit (A en B) zijn aangesloten op de listener poorten. Bij verkeerde polariteit zal de groene LED niet oplichten. De rode LED geeft aan of er een zogenaamde buffer-overflow optreed. Dit is het geval als er meer data wordt aangeboden dan er kan worden verzonden. De MiniPlex-41 is zodanig geprogrammeerd dat er geen halve NMEA zinnen worden opgeslagen en verzonden, indien de overflow halverwege een NMEA zin optreedt. De betreffende zin wordt dan in z’ n geheel weggegooid. Een overflow situatie kan op twee manieren worden opgelost: 1. Stel de aangesloten instrumenten zodanig in dat er minder data wordt verstuurd. Meestal is er een mogelijkheid om in te stellen welke zinnen een instrument verstuurt. Schakel overbodige zinnen uit. 2. Verhoog de datasnelheid van de talker poort en de RS-232 poort op de MiniPlex-41. Deze kan worden ingesteld tot 57600 Baud. Vanaf 19200 Baud (4 x 4800!) zal er geen overflow meer optreden (alleen in Configuratie 2). Beide LED’ s lichten kortstondig op tijdens het inschakelen van de voedingsspanning. Blijft de rode LED permanent aan, dan is er een defect gevonden tijdens het uitvoeren van de zelftest.
6
Montage De MiniPlex-41 is niet waterdicht. Monteer de multiplexer daarom op een droge plaats zoals achter het instrumentenpaneel, op een vlakke ondergrond.
CustomWare Roggehullen 8 9403 WG Assen Tel.: Fax:
0592-375700 0592-375550
web: www.customware.nl e-mail:
[email protected]
7
