Engine

Obecný popis

Blokové schéma řídící jednotky Engine je na následujícím obrázku. Jednotka je vybavena následujícími periferiemi:

  • 8x analogový vstup
  • 8x binární vstup (galvanicky oddělený)
  • 8x spínací N-FET výstup (galvanicky oddělený, jednotlivé kanály mají společný mínus)
  • Rozhraní RS-485 / RS-422 (přepínatelné, galvanicky oddělené)
  • Rozhraní USB to Serial (FTDI)
  • SPI rozhraní pro možnost rozšíření
  • I2C záměrně nepoužito

 

Modul jednotky Engine

Napájení

Zařízení může být napájeno ze zdroje stejnosměrného napětí 10V až 30V.

Signalizační LED napájení:

LED D5 D4 D6
Význam Přítomnost napětí 3,3V ze zdroje Přítomnost napětí 5,0V ze zdroje Přítomnost napětí 5,0V z galvanicky odděleného zdroje
Barva Zelená Zelená Zelená

Pokud je vše v pořádku, všechny tři LED trvale svítí.

 

Přepínače DIP

DIP3 až DIP6 představuje binární komunikační adresu zařízení v rozsahu 1 až 31. Adresa 0 se nepoužívá, zařízení v tomto stavu na zprávy nereaguje.

Přepínač DIP1 DIP2 DIP3 DIP4 DIP5 DIP6
Význam Logická adresa zařízení MSB=DIP3 a LSB=DIP6

 

Nastavení výchozích hodnot jednotky

Pokud nastavíme všechny DIP přepínače do polohy log1 a provedeme restart zařízení (odpojení a připojení od zdroje), jednotka si smaže poslední konfiguraci z EEPROM paměti, tím se nastaví výchozí hodnoty. Jednotka signalizuje provedení vymazání paměti blikáním červené LED D10. Po uvedení do opětovné činnosti je potřeba shodit přepínače DIP a znovu provést restart.

Ve výchozím stavu má jednotka nastavené následující komunikační rychlosti:

Linka USB RS-485 / RS-422
Výchozí komunikační rychlost [Baud] 115200 57600

 

Volba režimu RS-485 / RS-422

Osazením propojky (jumper) P8 se na lince aktivuje režim RS-485. Komunikace pak probíhá na konektoru P6 (RxTx A + B). Pokud není propojka osazena, linka je v režimu RS-422. Komunikace pak probíhá na konektoru P6 (Rx A + B) a P7 (Tx A + B).

Signalizační LED komunikace:

LED D15 D14 D13
Význam TxD (odesílání dat z jednotky) DIR (přepínání směru linky v režimu RS-485 LED svítí = odesílání) RxD (příjem dat do jednotky)
Barva Zelená Žlutá Červená

 

Terminace linky RS-485:

Propojením propojek (jumperu) P33 a P34 se provede terminace linky RS-485 včetně upnutí A a B vodičů pro lepší stabilitu linky.

Terminace linky RS-422:

Propojením propojek (jumperu) P33, P34, P35 a P36 se provede terminace linky RS-422 včetně upnutí obou dvojic A a B vodičů pro lepší stabilitu linky.

 

Připojení USB k počítači

Zařízení je vybaveno převodníkem USB na UART od výrobce FTDI. Po připojení zařízení k počítači se nainstalují potřebné ovladače a vytvoří se nový virtuální sériový port (COM port). Pomocí něj lze se zařízením komunikovat dle přiloženého komunikačního protokolu.

Signalizační LED komunikace:

LED D12 D11
Význam TxD (odesílání dat z jednotky) RxD (příjem dat do jednotky)
Barva Zelená Červená

 

Připojení binárních vstupů

Binární vstupy jsou galvanicky oddělené přes optočleny a nezávislé na polaritě vstupního napětí. Na vstup lze přivádět napětí cca od 10V do 30V, který ho bezpečně sepne. Každý vstup má vlastní indikační LED, která svítí červeně, pokud je sepnut.

Příklad zapojení binárních vstupů

 

Připojení binárních výstupů

Binární výstupy jsou tvořeny spínacím N-FET tranzistorem. Sepnutí zátěže je tedy možné pouze jejím přizemněním (připojením vodiče mínus). Tranzistorový výstup je dimenzován na spínání trvalého proudu 3A, krátkodobě může spínat až 4A. Maximální napětí spínané zátěže může být až 50V. Každý výstup má indikační LED, která svítí červeně, pokud je tranzistor (výstup) sepnut.

Příklad zapojení binárních výstupů N-FET

 

Připojení analogových vstupů

Analogové vstupy umožňují zjistit sílu napájení.

Příklad zapojení analogových vstupů


Rozšiřující moduly Wagon

Moduly se připojují k jednotce IOFireBug Engine pomocí 10 pinového plochého kabelu s rozhraním SPI. Při použití rozšiřujících modulů musí být jednotka Engine správně nakonfigurována. Rozšiřující moduly lze připojovat za sebe v libovolném pořadí. Poslední modul musí být zakončen propojkou. Jednotka Engine může používat maximálně 8 rozšiřujících modulů najednou.

 

Rozšiřující modul Wagon 16I

Rozšiřující modul umožňuje připojit dalších 16 binárních vstupů k jednotce Engine. Elektricky jsou vstupy shodné s těmi na jednotce Engine. Způsob zapojení vstupních obvodů je tedy analogický. Zakončení sběrnice v případě, že je modul poslední, se provádí propojkou P5.

Modul je napájen z jednotky Engine. Každý vstup má vlastní signalizační LED, která svítí červeně, pokud je vstup sepnutý.

IOWagon16IO

Rozšiřující modul binárních vstupů

 

Rozšiřující modul Wagon 8O

Rozšiřující modul umožňuje připojit dalších 8 binárních výstupů (N-FET) k jednotce Engine. Elektricky jsou výstupy shodné s těmi na jednotce Engine. Způsob zapojení výstupních obvodů je tedy analogický. Zakončení sběrnice v případě, že je modul poslední, se provádí propojkou P4.

Modul je standardně napájen z jednotky Engine. Může být však napájen i z externího zdroje napětí. Pro výběr, jak bude modul napájen, slouží propojka P3. Pokud je modul napájen správně, svítí zeleně LED D1. Každý výstup má vlastní signalizační LED, která svítí červeně, pokud je výstup sepnutý.

IOWagon8O

Rozšiřující modul binárních výstupů N-FET

 

Možnosti zapojení více Engine

Pro rozsáhlé aplikace je možné využít více vzájemně propojených Engine sestav. Pro tento účel Engine disponuje jedním sériovým rozhraním, které je možné přepnout do jednoho z následujících módů:

  • RS-485 (multipoint)
  • RS-422  (point-to-point)

 

Rozhraní RS-485

Rozhraní RS-485 umožňuje připojení až osmi Engine sestav (v závislosti na jejich konfiguraci a požadovaném množství dat). Linka RS-485 disponuje pouze half-duplex komunikací, a je tedy vždy nutné posoudit vhodnost jejího použití v dané aplikaci.

První možností zapojení s využitím RS-485 je využití USB převodníku, případně rozšiřující karty RS-485 pro PC. Toto řešení vyžaduje produkty třetích stran.

Druhou možností je využít Engine jako RS-485 převodník. To se provede připojením jednotky k PC pomocí USB kabelu. Následující sestavy Engine se připojí k integrovanému RS-485 rozhraní (svorky Rx/Tx).

Při použití rozhraní RS-485 se desky propojí následujícím způsobem:

RS485-schema

 

Rozhraní RS-422

Při použití rozhraní RS-422 je v této verzi FW možné připojit k PC napřímo pouze jednu Engine sestavu, protože se jedná o point-to-point spojení.

Podobně jako u RS-485 je však možné Engine využít jako RS-422 převodník a díky tomu je možné vytvořit sestavou dvou Engine jednotek.

 

Při použití rozhraní RS-422 se desky propojí následujícím způsobem: