MĚŘICÍ PŘÍSTROJ PRO PC. 4 VSTUPY: 0 10 V ZESÍLENÍ : 1x, 2x, 4x, 8x VÝSTUP: LINKA RS232 RS232 DRAK 4 U1 U2 U3 U4

Transkript

1 MĚŘICÍ PŘÍSTROJ PRO PC 4 VSTUPY: 0 10 V ZESÍLENÍ : 1x, 2x, 4x, 8x VÝSTUP: LINKA RS232 U1 U2 U3 U4 DRAK 4 RS232

2 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 Soběslavská 15, Praha 3, tel.: Strana 2

3 TECHNICKÉ PARAMETRY Počet analogových vstupů: 4 Vstupní rozsah: 0-10V Vstupní odpor: 1M Odolnost proti přetížení: 60V Interní rozlišení A/D převodníku: 16bitů Maximální nelinearita: 0.002% rozsahu Vnější rozlišení: dílků Chyba nuly: +/-2 dílky Chyba rozsahu: +/- 0.1% (= +/-10 dílků) Rychlost měření: max. 20 ms pro všechny vstupy současně Počet digitálních vstupů: 2 Typ: pro připojení spínacího kontaktu Napětí naprázdno: 5V Spínací proud: max. 3mA Počet digitálních výstupů: 2 Typ: přepínací kontakt Spínané napětí: střídavé: 120V, stejnosměrné 60V Spínaný proud: 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: BNC Konektor dig. vstupů a výstupů: DSUB9M (vidlice) Konektor linky RS232: DSUB9F (zásuvka) Konektor napájení: Koaxiální, 2.1mm Pracovní teplota: 10 C až 40 C Rozměry: 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. Soběslavská 15, Praha 3, tel.: Strana 3

4 BLOKOVÉ SCHEMA A ČINNOST IN1 A/D DC DC NAPÁJENÍ 12V IN2 A/D PROCESOR IN3 A/D DIG. I/O IN4 AGND A/D BUDI Č 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 DIG IN 560 Obr. 2. Náhradní zapojení digitálního vstupu Soběslavská 15, Praha 3, tel.: Strana 4

5 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 DRAK4 DSUB 25 F DSUB 9 F DSUB 25 M 3 2 RXD TXD TXD RXD GND 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 Signál Význam 1 DIG IN 1 Digitální vstup 1, pól + 6 GND Společná zem digitálních vstupů 2 DIG IN 2 Digitální vstup 2, pól + 7 DIG OUT 2 A Digitální výstup 2, spínací kontakt 3 DIG OUT 2 S Společný pól digitálního výstupu 2 8 DIG OUT 2 B Digitální výstup 2, rozpínací kontakt 4 DIG OUT 1 A Digitální výstup 1, spínací kontakt 9 DIG OUT 1 S Společný pól digitálního výstupu 1 5 DIG OUT 1 B 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 Soběslavská 15, Praha 3, tel.: Strana 5

6 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 ODEZVA VÝZNAM M [mezera] [mezera] M [H1] [L1]. [H2] [L2]. [H3] [L3]. [H4] [L4]. [D1] [D2] [CR] 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 MC [T] T rychlost vzorkování x 20ms M [H1] [L1]. [H2] [L2]. [H3] [L3]. [H4] [L4]. [D1] [D2] [CR] digitálních výstupů. Kontinuální měření. Odezva 1. Vzorku je 200ms, a pak v zadaném intervalu. T je binární byte 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 X [CR] Ukončení kontinuálního měření. Jediná instrukce o délce 1 byte. Pokud není poslána v režimu kontinuálního měření, hlásí chybu (ERR). TTT T [A] [B] [N] [V] [CR] Testovací instrukce. Odezva jsou 4 byte : A adresa DRAKA (doporučuji znak A-Z) B používaná komunikační rychlost Bd, Bd, Bd 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] K číslo kanálu Z zesílení 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.: Strana 6

7 G [K]? K číslo kanálu D [D1] [D2] D1, D2 stav dig. výstupů G [K] [Z] [CR] D [D1] [D2] [CR] 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. I [mezera] [?] I [D1] [D2] [CR] Čtení stavu digitálních vstupů. D1 D2 jsou ASCII byte s hodnotou 0 nebo 1 digitálních vstupů. ON [A] A adresa DRAKA K [C]? C číslo kanálu ON [A] [CR] 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. K [HK] [LK] [CR] Přečtení kalibračních konstant. C číslo kanálu ASCII 1 až 4 HK, LK horní a dolní byte kalibrační konstanty. Servisní instrukce SRV SRV [CR] Povolení servisní instrukce. SRV musí přijít bezprostředně před každou servisní instrukcí, jinak je hlášen ERR A [mezera] [A] A adresa DRAKA B [mezera] [B] B komunikační rychlost A [S] [A] [CR] B [S] [B] [CR] Nastavení adresy DRAKA. Nastavení nové adresy nemá vliv na zapnutí nebo vypnutí komunikace. Nastavení komunikační rychlosti. B nová komunikační rychlost Bd, Bd, Bd Odezva je přijata stávající komunikační rychlostí a poté je přestavena na novou. Firemní instrukce (poznámka 2)) FMI FMI [CR] Povolení firemní instrukce. FMI musí přijít bezprostředně před každou firemní instrukcí, jinak je hlášen ERR a [HK] [LK] HK, LK vyšší a nižší binární byte konstanty b [HK] [LK] HK, LK vyšší a nižší binární byte konstanty a [S] [CR] b [S] [CR] Zapsání kalibrační konstanty pro 1. vstup. Zapsání kalibrační konstanty pro 2. vstup. Soběslavská 15, Praha 3, tel.: Strana 7

8 c [HK] [LK] HK, LK vyšší a nižší binární byte konstanty d [HK] [LK] HK, LK vyšší a nižší binární byte konstanty k [mezera] [K] K počet kanálů n [mezera] [N] N počet kanálů s [mezera] [Q] Q konfigurační byte c [S] [CR] d [S] [CR] k [S] [CR] n [S] [CR] s [S] [CR] Zapsání kalibrační konstanty pro 3. vstup. Zapsání kalibrační konstanty pro 4. vstup. Zapsání skutečného počtu kanálů. 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 2) Firmení instrukce je třeba používat s rozvahou, neboť mohou způsobit chybné výsledky měření. O výpočtu kalibračních konstant se informujte ve firmě Soběslavská 15, Praha 3, tel.: Strana 8