Project

General

Profile

Input Output Power Expander (DKE-IOPE-16) ver.3.x

IOPE je 2x 16 kanálový rozšiřující modul pro PAC, který užitím DKE-SPI linky rozšíří PAC o 16 tranzistory posílených výstupů a o 16 analogových/digitálních vstupů.

1. Aplikace

Specifické technické a programové vlastnosti IOPE umožňují jeho snadné použití profesionálními techniky i domácími kutily v širokém spektru variabilních aplikací:
  • pro řízení až 16 zařízení v režimu zapnout/vypnout,
  • pro příjem dat až z 16 zařízení v režimu analogovém a digitálním,
  • pro spínání až 16 releových kontaktů,
  • pro průmyslové i domácí řídicí a ovládací aplikace,
  • pro výkonové posílení 16 bitové řídicí sběrnice,
  • jako kodér/dekodér sériové/paralelní sběrnice,
  • jako analogově číslicový převodník,
  • pro zpracování dat z analogových senzorů (teplota, síla, zrychlení, proudění, záření),
  • pro světelnou nebo akustickou signalizaci,
  • pro řízení DC servopohonů a krokových motorů,
  • pro stavbu velkých řídicích polí s možností ovládání až 4096 zařízení.

2. Technická specifikace

  • výkonový konektor pojme 2 páry napájecích vodičů 20-16 AWG (1.5 mm^2) a kontinuální proud 8 A (20mR) (konektor P2, Obr.2.)
  • konektor DKE-IDC34 pro připojení zátěže na kanály P1 až P16 (konektor P3, Obr.2.)
    • optimální rozložení proudu na jeden výkonový kanál je 200 mA (1V)
    • maximální proud jednoho výkonového kanálu je 500 mA (1V5)
    • souhrnný maximální proud na výkonových kanálech P1 až P8 je 1 A a 2 A s chladičem
    • souhrnný maximální proud na výkonových kanálech P8 až P16 je 1 A a 2 A s chladičem
    • maximální vyzářený ztrátový výkon na výkonových kanálech 2x 1 W a při instalovaném chladiči 2x 2 W
    • maximální přenesený výkon na výkonových kanálech 2x 50 W a při instalovaném chladiči 2x 100 W
    • maximální výkonové napětí 50 DCV nebo 35 ACV
  • konektor DKE-IDC34 pro připojení analogových vstupů / digitálních vstupů / digitálních výstupů D1 až D16 (konektor P1, Obr.2.)
    • 10-bitový analogově-digitální 16 kanálový převodník s postupnou aproximací
    • programovatelně dostupné 8 pseudo-diferenciální vstupy nebo 16 samostatných vstupů
    • diferenciální nelinearita (DNL) a integrální nelinearita (INL) jsou specifikovány v rozmezí ± 2 LSB
    • integrální nelinearita 0,5 LSB
    • modul je schopen konverzní rychlosti až 15 ksps
    • maximální napětí DC připojitelné vstupy D1 až D16 je 50 V (delič RV1 v poloze UP, Obr.2.)
  • Nízko energetický návrh umožňuje provoz při pohotovostních proudech pouze 5 uA a typických aktivní proudech 1,8 mA.
  • Komunikace s modulem se provádí skrze DKE-SPI (konektor P4, Obr.2.).
  • Rozměry DKE-PCB jsou 62 x 87 mm.
  • Rozteče instalačních otvorů 45 x 70 mm (rozmístění otvorů je znázorněno níže v Obr.3.).
  • Doporučený instalační prostor na DKE-EWB je rozměry +20 mm (82 x 107 mm), nad DKE-PCB 11 mm a pod DKE-PCB 8 mm (přibližná výška celkem s DKE-PCB 20,5 mm).

úvod


3. Popis modulu

Modul je vyroben z dvouvrstvé DPS typu FR4, je chráněn bílou maskou a elektroizolačním lakem pokrývající všechny součástky kromě přípojných konektorů a kontaktů. Orientace konektorů a nápisů je uzpůsobena snadnému čtení a modulární instalaci. Pin 1 je vždy označen hranatým motivem na DPS. Na Obr.2. je naznačen směr číslování pinů. Výkoným jádrem modulu je multikontrolér ATtiny88.


Obr.1. 3D model DKE-IOPE-16, vlevo zespodu, vpravo ze shora (rotováno 30°) Obr.2. Značení přípojných a ovládacích prvků

IDC konektory P1, P3 a P4 mají zámek pro snadné a neomylné připojení řídicích a ovládacích prvků. P1 je konektor s 34 pozlacenými piny. Pin 1 a pin 2 P1 konektoru slouží pro kontrolu připojení IDC konektoru. Ostatní sudé piny jsou připojeny na usměrněné a tavnou pojistkou F1 chráněné výkonové napětí. Ostatní liché piny jsou připojeny přes děliče napětí na analogové vstupy páru MCU. Dělič je možné hromadně nastavit na vyšší vstupní napětí posunutím měřicí reference potenciometrem RV1. P3 je konektor s 34 pozlacenými piny. Pin 1 a pin 2 P3 konektoru slouží pro kontrolu připojení IDC konektoru. Ostatní sudé piny jsou připojeny na usměrněné a tavnou pojistkou chráněné napájecí napětí. Ostatní liché piny jsou přes vratné polymerové pojistky připojeny na kolektory posilujících tranzistorů, které dvojice MCU spíná na výkonovou zem. P4 je DKE-SPI konektor s 20 pozlacenými piny. P2 je svorkovnice s pružinovými kontakty. Svorky 1 a 2 tvoří první napájecí pár a svorky 5 a 6 tvoří druhý napájecí pár. Zdvojení svorek je z důvodu snadného připojení průběžného napájení procházejícího přes více modulů. Svorka 3 svorkovnice P2 slouží k manuálnímu přemostění všech posilujících tranzistorů a stejnou funkci má připojení zkratovací propojky na piny 2 a 3 konektoru P6. Svorka 4 svorkovnice P2 slouží pro připojení stínění nebo ochranného pospojování. Propojka JP3 slouží k propojení signálové země a stínění nebo ochranného pospojování. 5 signálních světelných diod LED1, LED2, LED3, LED4, LED8 slouží k informaci o stavu zařízení a usnadňují diagnostiku chyb.

Technická specifikace, úvod

3.1 Datový konektor P1

  • standardní DKE-IDC34 konektor
  • na pinu 33 je přivedená zem
    PINY se zemí GND 02 04 06 08 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34
    PINY datové 01 03 0*P1*5 07 09 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 x
    PORTY A,B IOPE A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 x
    DATA VALUE 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 x

Technická specifikace, úvod

3.2 Výkonový konektor P2

Zdvojený výkonový konektor pro připojení 2 párů napájecích vodičů do průměru 1.5 mm2.
Vstupní svorky napájecích vodičů jsou připojeny přes usměrňovací můstek .
  • rychlou pojistku proti tvrdému zkratu výstupů,
    • pružinový konektor se zátěží max. 5 A
      AC pól napájecího napětí
      SHIELD připojení nejnižšího (zemního) potenciálu zapojení
      TEST při připojení na GND slouží k sepnutí všech ovýkonových výstupů
      AC pól napájecího napětí

Technická specifikace, úvod

3.3 Konektor zátěže P3

  • polymerové vratné pojistky proti přetížení výstupů,
    • standardní DKE-IDC34 konektor, kde sudá čásla představují napájecí napětí na svorce ~ POWER INPUT CONNECTOR a lichá čísla jednotlivé kolektory tranzistorů
    • na pinu 1 je přivedená zem, a s pinem 2 mohou sloužit k napájení připojeného zařízení
      PINY s napětím AC 02 04 06 08 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34
      PINY s kolektory x 03 05 07 09 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33
      PORTY A,B IOPE x B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
      DATA VALUE x 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

Technická specifikace, úvod

3.4 Konektor datové komunikace P4

Technická specifikace, úvod

3.5 Propojka testování zátěže P6

  • Přímá kolíková lišta typu vidlice se 3 piny a roztečí 2,54 mm.
  • Kolíková propojka (zásuvka) žluté barvy v pozici kolíků 2 a 3 slouží k manuálnímu přemostění všech posilujících tranzistorů konektoru P6 (sepne všechny výkonové výstupy).
  • Propojka v pozici 1 a 2 chrání tranzistory před indukční zátěží.

Technická specifikace, úvod

3.6 Propojka uzemnění JP3

  • Přímá kolíková lišta typu vidlice se 2 piny a roztečí 2,54 mm.
  • Kolíková propojka (zásuvka) červené barvy v pozici kolíků 1 a 2 slouží k propojení plovoucí datové země a stínění (kostry).
  • Konektor může mít významný vliv na fungování datové komunikace.

Technická specifikace, úvod

3.7 Propojky resetů MCU JP1 a JP2

  • 2 přímé kolíkové lišty typu vidlice se 3 piny a roztečí 2,54 mm.
  • Kolíková propojka (zásuvka) zelené barvy v pozici kolíků 1 a 2 nastaví MCU do stavu reset.
  • Kolíková propojka (zásuvka) zelené barvy v pozici kolíků 2 a 3 umožní načtení programu a zapnutí MCU.
  • Vyjmutá kolíková propojka (zásuvka) umožní vzdálené povýšení programu MCU, a vzdálené řízení resetu v případě nestandardního chování MCU.

    slouží k manuálnímu přemostění všech posilujících tranzistorů konektoru P6 (sepne všechny výkonové výstupy).

  • Propojka v pozici 1 a 2 chrání tranzistory před indukční zátěží.

Technická specifikace, úvod

3.8 Multikontrolér ATtiny88

  • Dvojice MCU v režimu multikontroléru, se z pohledu komunikační (nadřazené) jednotky chová jako jeden mikrokontrolér a každý z MCU si z přijaté zprávy převezme náležící část. Vysílání probíhá sériově a posílá jen ten MCU která má připravená data k odeslání.
    • nemají sdílenou paměť
    • procesory komunikují pomocí 1W sběrnice
    • komunikace je omezena na bitové příkazy optimalizující využití společné sběrnice a adresy

Technická specifikace, úvod


4. Softwarová specifikace

  • indikaci napájení a pojistky,
  • vysokou ESD odolnost,
  • automatické nebo manuální adresování do celkového počtu 32 IOPE,
  • master a slave

4.2 A/D převodník

IOPE nabízí široké možnosti nastavení a ovládání 16 kanálového analogově - digitálního převodníku napětí. AHMI umožňuje pomocí sady příkazů a diagnostických funkcí:

Název funkce vstupní argumenty návratové hodnoty popis funkce
adc_pinInit CHNUM, DID, DIE SUCCESS, FAULT Nastaví DID a adc_Register pro zvolený kanál
adc_connectCh CHNUM SUCCESS, FAULT Připojí zvolený kanál A/D převodníku
adc_enableTemp - - Připojí senzor teploty k A/D převodníku
adc_disableTemp - - Odpojí senzor teploty od A/D převodníku
adc_getValue CHNUM VALUE bits Přečte data A/D převodníku
adc_getVoltage VALUE, adc_refVoltage VALUE mV Upraví data A/D převodníku podle adc_refVoltage napětí
adc_powrOptimize - SUCCESS, FUTILE Optimalizuje spotřebu A/D převodníku
adc_spedOptimize - SUCCESS, FUTILE Optimalizuje rychlost A/D převodníku
adc_call CHNUM SUCCESS, FAULT Spustí samočinný proces převodu a šetří HW prostředky
adc_setBits BITS SUCCESS, FAULT Nastaví počet kvantizačních hladin
adc_getCondition - String Vrátí informaci o nastavení, časech, chybách, frekvenci

Každý kanál může být kvantován do 32 až 1024 kvantizačních hladin. Tato volba má vliv na rychlost zpracování signálu. Maximální frekvence vzorkování při plném kvantování je 50 ks/s a experimentální až 400 ks/s. Maximální frekvence vzorkování při minimálním kvantování jsou 140 ks/s a experimentálně 1 Ms/s.

Technická specifikace, úvod


5. Konfigurace IOPE modulu

Označení Krytí
DKE-IOPE-16 -
DKE-IOPE-16-EWB EWB 100x100x35

úvod


6. Cena, jakost a dodací termín

Objednací číslo Název Záruka Dodání DPH CZK/kus bez DPH CZK s DPH
DKE-IOPE-16 Input / Output Power Expander 16 24 měsíců 1 týden 21 1920,- 2323,-

Po dobu 24 měsíců garantujeme jakost produktu, tedy stálý stupeň plnění potřeb nebo očekávání, které jsou závazné, obecně se předpokládají nebo jsou jinak stanoveny. Jakost je kontrolována při převzetí produktu a na požádání zákazníka na provozovně prodávajícího.

Produkt dodáme do 1 týdne od data závazné objednávky. Produkt je možné konfigurovat a upravit jej podle potřeb zákazníka. Konkrétní úpravy a kvality musí být předem projednány.

Cena produktu se může měnit v závislosti na objednaném množství, nebo v závislosti na požadovaných úpravách.

------------------------------------------------------------------------
h2(#dev). 7. Vývojové informace

Vývojové informace mohou procházet uživatelé s bezpečnostní prověrkou reportér a vyšší.

  1. Aktuální hlavní vývojová verze: dke-3.x
  2. Developments Issues: #1171
  3. Components List
  • otvory na chladič

úvod


7. Přílohy