Digitalport PIO 4

Letztmalig dran rumgefummelt: 10.07.19 07:36:11

Wir danken Ihnen für Ihre Entscheidung zum Erwerb des Digitalportsensors PIO 4. Dieser Sensor ist mit einem modernen Kommunikationssystem zur Übertragung von Daten auf einer Zweidrahtleitung, welche den angeschlossenen Sensor gleichzeitig mit Spannung versorgt, ausgestattet. Der Sensor und die zugehörigen Komponenten wurden von uns mit dem Anspruch entwickelt, die hohen Erwartungen unserer Kunden an Qualität und Funktionalität zu erfüllen.
Conrad Electronic GmbH D-92240 Hirschau

1. Bestimmungsgemäßer Einsatz
2. Eigenleistung - was und wie?
3. Einsatzhinweise
4. Anwendung

C-Control-System

Logo für den Digitalport PIO 4 des C-Control-Systems

inhaltlich auf korrektem Stand - evtl. partiell unvollständig ;-)

Wissen für Fortgeschrittene der Informatik

C-Cotrol im Web

1. Bestimmungsgemäßer Einsatz

Jeder Sensor verlässt das Werk in einwandfreiem und funktionsgeprüften Zustand! Conrad Electronic bietet für den Digitalportsensor eine Gewährleistungsdauer von 12 Monaten. Innerhalb dieser Zeit werden eventuelle Transportschäden bei der Auslieferung, Fertigungsmängel oder Ausfälle am Gerät kostenfrei behoben.
Sollten die Leistungsmerkmale des Sensors Ihren individuellen Ansprüchen nicht genügen, nutzen Sie bitte unsere Geld-Zurück-Garantie von 14 Tagen. Senden Sie das Gerät innerhalb dieser Zeit ohne Gebrauchsspuren und in der Originalverpackung zur Erstattung des Warenwertes oder zur Verrechnung zurück.

Alle Fristen gelten ab Datum der Rechnung beziehungsweise des Kassenbons. Im Modulgehäuse befinden sich keine Teile mit Servicebedarf durch den Anwender Das Modulgehäuse darf nicht geöffnet werden! Im Falle einer Beschädigung des Gehäuses erlischt jeder Gewährleistungsanspruch! Conrad Electronic übernimmt keine Haftung für Folgeschäden an Sachwerten oder Personen, die durch Anwendung des Digitalportsensors PIO 4 entstehen!

2. Einführung, Vorstellung

	Zu Ihrer Beratung stellt Conrad Electronic Ihnen ein kompetentes Team von Servicemitarbeitern zur Seite. Jede Anfrage wird schnellstmöglich bearbeitet. Spezialfragen werden an die Entwicklungsingenieure CTC weitergeleitet. Um unnötige Verzögerungen zu vermeiden, möchten wir Sie jedoch bitten, vor einer Anfrage noch einmal diese Anleitung, die Online-Hilfen der Programmiersoftware, die Text- und Beispieldateien und noch Möglichkeit die Informationsseiten im Internet zu studieren. Meist findet sich so schon die Lösung eines Problems!
	Ihre Anfragen richten Sie bitte an unsere Abteilung Technische Kundenbetreuung. Brief Conrad Electronic GmbH Fax 0180 / 53 12 119TKB Computer und Meßtechnik Telefon 0180 / 53 12 117 Klaus-Conrad-Straße 1 92240 Hirschau Internet http://www.conrad.de
	Der Sensor PIO 4 stellt dem Anwender 4 frei programmierbare I/O Ports zur Verfügung. Die I/O Ports dienen der Ansteuerung elektrischer und elektronischer Geräte bzw. der Abfrage deren Schaltzuständen über den 2W-Bus und einem Steuer- Computer, vorzugsweise Geräten aus der C-Control Reihe. Eine andere als die bestimmungsgemäße Verwendung ist nicht zulässig.
	Lesen Sie diesen Abschnitt besonders aufmerksam durch! Bei Nichtbeachtung der Sicherheitshinweise besteht Lebensgefahr durch einen Stromschlag oder Elektrobrand! l. Über die insgesamt 7 Anschlüsse wird der PIO 4 mit anderen Geräten verbunden. Dabei ist grundsätzlich zwischen den Betriebsspannungsleitungen 1 und 2, sowie den Portleitungen 3 bis 7 zu unterscheiden. Bei versehentlichem Vertauschen der Anschlüsse besteht Brandgefahr durch Kurzschlüsse, und können das Modul und angeschlossene Geräte schwer beschädigt werden! 2. Der PIO 4 darf nicht in Verbindung mit Geräten benutzt werden, die direkt oder indirekt medizinischen, gesundheits- oder lebenssichernden Zwecken dienen oder durch deren Betrieb Gefahren für Menschen, Tiere oder Sachwerte entstehen können. Der Sensor darf nicht in explosionsgefährdeter oder chemisch aggressiver Umgebung betrieben werden.
	Leistungsmerkmale Der PIO 4 beinhaltet bereits alle nötigen Baugruppen um reit Hilfe eines Steuer-Computers, vorzugsweise Geräte aus der C-Control Serie, Portzustände über große Entfernungen abzufragen oder zu verändern. Jeder Sensor kann mit einer individuellen Adresse versehen und unter dieser im Netzwerk angesprochen werden bis zu 25 Sensoren am Bus 4 digitale Ports LED für Anzeige der Busaktivität 12 V Betriebspannung Betrieb an einer Zweidrahtleitung Mit dieser Ausstattung sind Sie in der Lage, in kurzer Zeit anspruchsvolle Steuerungs- und Regelaufgaben zu lösen ohne jedoch eine aufwendige Verkabelung der einzelnen Geräteteile zu benötigen. Jeder Sensor kann an einer beliebigen Stelle am Bus angeschlossen werden.

3. Einsatzhinweise

Dieses Kapitel gibt einen Überblick über die Handhabung des PIO 4 und der zugehörigen Komponenten. Die nötigen Detailinformationen entnehmen Sie bitte den nachfolgenden Kapiteln dieser Informationsblätter bzw. dem Handbuch zum 2W-BUS Modem. Der 2W-BUS ist ein 2-Draht System das die Daten auf der Betriebspannung überträgt. Die Busstruktur ist eine Baumstruktur, die maximale Leitungslänge kann bis 20 m sein.

Anschlussbelegung der Pfostenleiste

Die Arbeit mit den 2W-BUS Komponenten gliedert sich in drei Stufen

Anschluss der einzelnen Komponenten am Bus
Programmieren der Sensoradresse
Programmieren des Anwenderprogramms
Starten des Anwenderprogramms

Anschluss der Komponenten

Der Sensor ist betriebsbereit, wenn er an den Busausgang des 2W-BUS Modems angeschlossen und mit Spannung versorgt wird. Beachten Sie bitte, dass der Jumper nur zum Programmieren der Adresse aufgesteckt wird.

Anschlussbelegung der Pfostenleiste

Versorgen Sie den PIO 4 mit Betriebspannung. Dazu werden die Anschlussleitungen 1 und 2 mit dem Busausgang des Modems verbunden. Achtung: Achten Sie dabei bitte unbedingt auf richtige Polarität! Falsche Polung kann zur Zerstörung des Sensors führen.

1 +12V rot
2 GND schwarz

Schließen Sie jetzt die Ports so an, wie Sie es in Ihrer Anwendung vorgesehen haben.

3 PA0 grau
4 PAl weiß
5 PA2 pink
6 PA3 violett
7 GND schwarz

Adressierung der Sensoren

In einem Netzwerk wird jede Komponente mit ihrer Adresse angesprochen. Deshalb muß für jeden Sensor eine einmalige Adresse, mit der Sie ihn in Ihrem Anwendungsprogramm ansprechen wollen vereinbart und in den Sensor programmiert werden. Sie können dies z. B mit denn auf der Diskette befindlichen Programm "Adress.bos" durchführen. Das Programm ist für das- Applicationboard geschrieben und inkrementiert die Adresse (beginnend bei 1) jeweils beim Drücken der Taste "1" auf der Tastatur Ein Druck auf die Taste "2" programmiert die gewählte Adresse in den Sensor
Kopieren Sie zunächst das Programm "Adress.bos" in ihr BASIC-Arbeitsverzeichnis. Kopieren Sie auch den Gerätetreiber "TWBDRIVS19" in Ihr BASIC-Arbeitsverzeichnis. Verbinden Sie den Sensor mit dem Busausgang des 2W-BUS Modems.
Versorgen Sie das Applicationboard und das 2W-BUS Modem mit Betriebspannung.
Laden Sie dieses Programm in Ihre C-Control Entwicklungsumgebung, compilieren Sie das Programm und laden Sie es in die C-Control.
Starten Sie das Programm auf der C-Control.
Stecken sie den Programm-Jumper auf den Sensor am Bus den sie zuerst programmieren wollen. Inkrementieren Sie die Adresse auf einen Wert Ihrer Wahl (Taste "1 ").
Programmieren Sie diesen Wert nun in den Sensor (Taste "2"). Ziehen Sie den Jumper ab, die neue Adresse ist jetzt gültig.
Bei Störungen auf dem Bus kann es vorkommen, daß der Sensor die neue Adresse scheinbar nicht annimmt. In diesem Fall trennen sie den Sensor nur kurz vom Bus. Nach erneutem Einschalten ist die neue Adresse gültig.
Verfahren Sie mit den anderen Sensoren ebenso.

Die Adresse des Sensors ist jetzt dauerhaft in seinem EEPROM gespeichert. Möchten Sie die Adresse nachträglich ändern, so wiederholen Sie die beschriebene Prozedur mit einer anderen Adresse. 3.3 Programmieren des Anwenderprogramms
Da das 2W BUS Modem den größten Teil der nötigen Formatierung, Kodierung und Zeitüberwachung übernimmt, beschränkt sich der Aufwand, die nun erworbene Netzwerkfähigkeit zu nutzen, auf wenige kleine Programm-Routinen.
Für die Anwendung des Sensors zusammen mit dem C-Control Applicationboard finden Sie eine Anzahl von Beispielprogrommen und Tools auf der Diskette, die dem 2W BUS Modem beiliegt. Beispielprogramme:
Sie bestehen aus jeweils 3 Programmteilen:

Senden des sensorspezifischen Kommandos
Empfang der Antwort des Sensor
Auswerten der Antwort (ggf. Anzeige von Messwerten)

Tools

Beigelegt sind ebenfalls Programme zur Identifizierung der einzelnen Sensoren am Bus, sowie zur Programmierung der Sensoradresse.
Kopieren Sie zunächst das Beispielprogramm "pio4.bas" in Ihr BASIC Arbeitsverzeichnis Kopieren Sie auch den Gerätetreiber "TWBDRIVS19" in Ihr BASIC-Arbeitsverzeichnis. Verbinden Sie das Applicationboord mit dem PC und der Spannungsversorgung. Schalten Sie die Spannungsversorgung ein.
Schreiben Sie ein Anwenderprogramm, um festzulegen, was die C-Control im Betrieb tun soll. Programmteile für die Kommunikation mit dem Sensor können Sie aus dem Beispiel in Ihr Anwenderprogramm kopieren. Details zur Formatierung der Sensordoten oder zur Einstellung der Sensoradresse entnehmen Sie bitte den entsprechenden Stellen in diesem Informationsblatt. Compilieren Sie das Anwenderprogramm mit Hilfe der Programmiersoftware.
Testen Sie die Funktion des Anwenderprogramms mit Hilfe des Simulators in der Programmiersoftware. Beachten Sie aber bitte, dass sämtliche die Netzwerkeigenschaften betreffenden Programmteile zwar vom Simulator korrekt ausgeführt werden, eine Reaktion von Modem und Sensor darauf aber nicht nachgebildet werden können.
Übertragen Sie das getestete Programm in mit Hilfe der Programmiersoftware in die C-Control. Die C-Control ist jetzt programmiert und das Anwenderprogramm kann gestartet werden.

Ausführen des Anwenderprogramms

Sind alle Teile des Netzwerks richtig miteinander verbunden, können sie in Betrieb genommen werden, um das Anwenderprogramm auszuführen. Schalten Sie die Spannungsversorgung ein. Drücken Sie den Start-Taster - die rote LED am Modem zeigt die Netzwerkaktivität an.
Ein angesprochener Sensor signalisiert seine Aktivität ebenfalls mit einem kurzen Blinken der LED. Die C-Control arbeitet so lange nach Programm, bis die Betriebsspannung ausfällt oder der Reset-Taster gedrückt wird. Ein Neustart erfolgt wieder durch Drücken des Start -Tasters. Beim Sensor ist kein manueller Reset erforderlich. Er erfolgt selbsttätig nach Anlegen der Netzspannung.

Sensor Kommandos

Datenformat

Zwischen Sensor, Modem und Control-Computer wird ein 8 Byte langer Datenrahmen ausgetauscht der wie folgt aufgebaut ist:

Datenrahmen

Ist der Steuer- Computer eine C-Control Unit, so erwartet der Gerätetreiber (twbdriv.s19) bei seinem Aufruf mit SYS&H101 einen entsprechenden Datenrahmen in seinem Sende/Empfangspuffer Dieser belegt die Variablen der C-Control im Bereich von Byte 1 bis Byte 8.

Datpuffer in der C-Control

Dieser Datenrahmen wird über den 2W-Bus an den im Byte b adressierten Sensor übertragen. Die ID im Byte 8 des Datenrahmens ist eine für den Sensor spezifische Anweisung etwas bestimmtes zu tun (z.B. einen Temperaturwert oder Port-Status zu übertragen). Nach Ausführung des Kommandos sendet des Sensor eine entsprechende Antwort.
Diese Antwort wird ebenfalls an die Bytes 1 bis 8 des C-Control Variablenbereiches geschrieben und zerstört damit den vorherigen Inhalt.
Der Datenrahmen der Antwort ist gleichartig aufgebaut, nur steht hier als SENDER natürlich die Sensoradresse und als EMPFÄNGER die Adresse des Steuer- Computers. Die Bedeutung der in den Bytes 2 bis 4 übertragenen Daten ist vom Sensor abhängig und nachfolgend genau beschrieben. Antwortet ein Sensor nicht, so sendet das Modem einen Statusrahmen (ID=0) mit einer Fehlermeldung im Byte 2 (DATA0)
Errorcodes:

1 = keine Antwort

2= Antwort unvollständig

3= Checksumme falsch

Kommandos

Die verschiedenen Sensortypen sind in Gruppen eingeteilt, für die jeweils bestimmte Kommandos gültig sind. Ungültige Kommandos werden von den Sensoren ignoriert.

Kommandos für den Digitalport PIO 4 (Gruppe 0)

CMD 1 R/W PORT
CMD 3 SET SENSOR ADDRESS
CMD 6 SEND SENSOR GROUP

Kommando 1

Das Kommando 1 veranlasst den PIO 4 den Zustand seiner vier Ports an den Steuer Computer zu übertragen bzw. diese Ports entsprechend der Anweisung zu schalten.

COMMAND 1	"SET I/O"	TX	RX
DATA2		x	x
DATA1		I/O MASK	I/O MASK
DATA0		DATA OUT	DATA IN

TX = was der Steuer Computer sendet
RX = was der Steuer-Computer empfängt

MASK:	Das in DATAI gesendete Byte bestimmt, ob die Ports Ausgang oder Eingang sind. 0000 1111 (dezimal 15) setzt alle Ports als Ausgang. 0000 0010 (dezimal 2) setzt Port 0 als Eingang, Port 1 als Ausgang. Das in DATAI empfangene Byte ist das Echo des gesendeten Bytes.
DATA OUT	Das in DATAO gesendete Byte bestimmt welchen logischen Pegel ein Ausgangsport annehmen soll. 0000 0011 (dezimal 3) setzt die Portausgänge PA0 und PA1 auf HIGH. Das in DATAO empfangene Byte spiegelt den logischen Zustand der Ports wenn diese Ports ein Eingang sind. Andernfalls entspricht das zugehörige Bit dem gesetzten Ausgangspegel

Kommando 3

Das Kommando 3 veranlasst den PIO 4 eine neue Adresse anzunehmen und diese dauerhaft in seinem EEPROM zu speichern. Dazu wird der Sensor wie gewohnt unter seiner Adresse angesprochen. Die in DATAO übertragene Adresse ist fortan die neue Adresse unter welcher der Sensor im Netzwerk anzusprechen ist. Ist die Adresse des Sensors unbekannt, z.B. im Auslieferungszustand, so wird mit dem Stecken des Jumpers dem Sensor die Adresse 85 (dezimal) fest vorgegeben. Unter dieser kann er nun mit einer neuen Adresse versehen werden.

COMMAND 3	"SET DEVICE ADDRESS"	TX	RX
DATA2		x	x
DATA 1		x	x
DATA0		NEW ADDRESS	NEW ADDRESS

Kommando 6

Das Kommando 6 veranlasst den Sensor sich hinsichtlich seiner Gruppenzugehörigkeit zu identifizieren. Er sendet dann einen Antwortrahmen mit seiner Gruppennummer in DATAO. Damit hat man z.B. die Möglichkeit Programme automatisch auf sich ändernde Sensorzahlen einzustellen.

COMMAND 6	"GET DEVICE GROUP"	TX	RX
DATA2		x	x
DATA1		x	x
DATA0		x	GROUP

Technische Daten

Betriebsspannung	11,5 V ... 14,5 V
Stromaufnahme	10 mA
maximale Anzahl der Sensoren	25
maximale DC-Last am BUS	30 Ω
maximale DC-Last an den Ports	10 kΩ
Ausgangspegel an den Ports	> 4,2 V (High); < 0,4 V (Low)
Eingangspegel an den Ports	> 3,5 V (High); < 1 V (Low)
zulässige Umgebungstemperatur	0° C ... 40° C ... 60 % relative Feuchte

4. Anwendungsgebiete

Die Relaisplatine ist für Anwendungen im Zusammenhang mit dem C-Control Applicationboard konzipiert. Achten Sie richtige Polarität der anzulegenden Betriebsspannung deren richtigen Wert (+9 V bis +12 V DC).
Die maximale Stromaufnahme der Relaiszusatzplatine ca. 200 mA bei +12V DC. Stellen Sie sicher, dass die verwendete Spannungsversorgung diesen Strom liefern kann. Schließen Sie die Platine niemals an Netzspannung 230 V AC an!
Dies gilt auch für den Laststromkreis! Andernfalls kann es zu Beschädigungen bzw. zu Fehlfunktion der der Relaisplatine und/oder des Applicationboards kommen. Zusätzlich besteht die Gefahr der gesundheitlichen Gefährdung!

Bestückungsplan

Pinbelegung

Schaltplan

Bestückungsplan der Relaisplatine

Anschlussbelegung der Pfostenleiste

5. Verwandte Themen

Relais sind klassische Bauelemente der Elektrotechnik und haben es verstanden, im Laufe der Zeit ins Lager der Elektronik zu wechseln (ich unterscheide da durchaus!!!). Und da sie in der Lage sind, hammermäßig bezogen auf ihr Eingangssignal zu verstärken, finden sie natürlich massiven Einsatz auch und gerade in der Digitaltechnik.

C-Control I Main Unit

C-Control-Starterboard

C-Control-Application-Board

LC-80

Der LC-80 Simulator

Mikromedia Workstation V7

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... dieser Text wurde nach den Regeln irgendeiner Rechtschreibreform verfasst - ich hab' irgendwann einmal beschlossen, an diesem Zirkus nicht mehr teilzunehmen ;-)

„Dieses Land braucht eine Steuerreform, dieses Land braucht eine Rentenreform - wir schreiben Schiffahrt mit drei „f“!“

Diddi Hallervorden, dt. Komiker und Kabarettist

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