User manual

ManualsBrandsTASKIT ManualsDev KitsPCB extension board gpio.DIO seriell

Features

• Modbus-Interface

• Weit verbreitetes Mess- und Automatisierungs-

protokoll

• gpio.NET Core Interface

• Einheitlicher Register- und Befehlssatz

• Unterstützt Modbus RTU und Modbus ASCII

über RS232/RS485

• Unterstützt Modbus ASCII über USB

• Gateway-Funktionalität mit Protokollkonverter

zwischen RS232/RS485 (RTU) und USB (ASCII)

• Konfiguration wird bei Systemstart aus dem

EEPROM geladen

• RS232/RS485

• Einstellbare Baudraten zwischen 1200 Baud

und 1MBit

• Frei konfigurierbare Schnittstellenparameter

(Datenbreite, Parität, Stoppbits)

• Wählbarer Betriebsmodus (RS232 oder RS485)

• USB

• USB 2.0 CDC-Device

• Eindeutige Seriennummer

• Modbus-Addresse ist per Modbus-Befehl über

die Seriennummer einstellbar

• 1 KByte EEPROM

• Trennung in Config-Section und User-Section

• Beide Bereiche sind unabhängig voneinander

schreibschützbar

• 0/4/8/12 digitale Eingänge

• Optoentkoppelte Eingänge

• Anzahl vom Kartentyp abhängig

• 0/4/8/12 digitale Ausgänge

• Optoentkoppelte Ausgänge

• Anzahl vom Kartentyp abhängig

• 4 PWM-Kanäle

• Bis zu vier Digitalausgänge können als PWM-

Ausgang genutzt werden

• Max. 64 kHz

• Wählbares Tastverhältnis

• 4 Frequenzzähler

• Bis zu vier Digitaleingänge gleichzeitig als

Frequenzzähler nutzbar

• Max. 32 kHz

• Gefilterter 32bit Impulszähler

• Wählbare Pulsbreite zwischen 32μs und 65ms

gpio.NET

DIO

gpio.NET digitale

IO-Karte

gpio.DIO

U-Serie

gpio.DIO

R-Serie

20150820gdio

Summary of content (20 pages)

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Features • • • • • • • • • • • Modbus-Interface • Weit verbreitetes Mess- und Automatisierungsprotokoll gpio.
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gpio.DIO 1 Überblick Die gpio.DIO-Module erweitern das gpio.NET Core Interface um zahlreiche Funktionen zur Erfassung, Erzeugung und Verarbeitung digitaler, vollständig opto-entkoppelter Signale. Alle Module lassen sich problemlos in bestehende Modbus-Systeme1 integrieren und können über eine individuelle Seriennummer sogar während des Betriebs identifiziert und konfiguriert werden. Darüber hinaus bieten sie eine, über die gesamte gpio.NET-Familie einheitliche, Registerschnittstelle. 1.
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gpio.DIO 1.2.1 USB Der USB-Deviceport (X1) gehört zur Standardausstattung der gpio.NET-Karten. Über diese Schnittstelle ist das Modul gängigen PCs oder Laptops zugänglich. Um dem und daraus resultierenden Gegebenheiten Rechnung zu tragen, wird über die USB-Schnittstelle ausschließlich per Modbus-ASCII kommuniziert. 2 Die gpio.NET-Karte wird vom Host als virtuelle serielle Schnittstelle erkannt und unterscheidet sich somit für ein Programm nicht von einer realen Schnittstelle.
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gpio.DIO 1.2.3 RS485 Die R-Variante bietet die Möglichkeit der Pin Vernetzung über einen RS485-Bus. Zu diesem Zweck sind beide Potentialleitungen sowohl auf X10 als auch auf X11 verfügbar.5 Auf diese Weise lässt sich ein RS485-Bus leicht mittels RS232-Kabeln realisieren. Wie auch bei RS232 lassen sich sowohl Modbus-ASCII als auch ModbusRTU verwenden. Die maximale Bitrate beträgt 1 Mbit. Ein 110 Ohm Widerstand kann als Terminierung durch Jumper J4 Tabelle 2: zugeschaltet werden.
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gpio.DIO 2 Inbetriebnahme Dieser Schnelleinstieg in die gpio.NET-Familie illustriert die Verwendung der Baugruppe an einem Standard-PC. Stromversorgung und Kommunikation finden direkt über USB (X1) statt. Nachdem die Baugruppe mit Spannung versorgt wurde, läuft ein interner Setupprozess ab. An dieser Stelle wird die Modbusadresse des Moduls ermittelt und die Konfiguration aus dem EEPROM geladen. Anschließend ist das Gerät unter der konfigurierten Adresse ansprechbar. 2.1 Treiberinstallation Die gpio.
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gpio.DIO System veranschaulichen. Das Beispiel geht von der Annahme aus, dass die gpio.NET-Karte A am virtuellen Comport 12 hängt und sich im Auslieferungszustand befindet. Eine weitere Karte B – ebenfalls im Ausliefungszustand – ist per RS485 mit A verbunden. 1. Konfiguration der Schnittstelle (USB, Windows) # open //./COM12 19200 7 even 2 # set-mode ascii Die Schnittstelle COM12 wird mit 19200 Baud und den Parametern 7E2 geöffnet. Dies ist der Standard für Modbus-ASCII.
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gpio.DIO 3 Das gpio.NET Core Interface Das gpio.NET Core Interface erlaubt die Vernetzung über RS232, RS485 und USB. Dank der Unterstützung beider Modbus-Protokolle (Modbus-RTU und Modbus-ASCII) kann ein gpio.NET-Modul als Gateway zwischen USB und RS485-Bus dienen und dabei Konverter zwischen beiden Protokollen sein. So ist es einfacher ein Modbus-System über einen normalen Desktop-PC oder Laptop zu kontrollieren. Die folgenden Modbusbefehle werden von gpio.
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gpio.DIO 3.1 Register-Layout Der gemeinsame Registersatz vereinfacht Holding Regs das Arbeiten mit unterschiedlichen 0x0000 HREG_CTRL gpio.NET-Modulen. Geräteidentifikation, 0x0001 HREG_PM Konfiguration der Schnittstellen und das 0x0002 HREG_BAUDSEL Grundverhalten ist auf allen Modulen 0x0003 HREG_DBITS einheitlich. 0x0004 HREG_PARITY Das gpio.Net Core Interface definiert vier Bereiche im Adressraum der Holding Register.8 Bereich 0x0000-0x00FF enthält allgemeine Konfigurationsregister – die Core-Register.
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gpio.DIO 3.1.1 Control-Register – HREG_CTRL Hier handelt es sich um ein Spezialregister, das der Konfiguration des gpio.Net Core dient. Auf Grund seiner Funktion, ist es gegen unbeabsichtigtes Schreiben durch einen Schlüssel geschützt. HREG_CTRL 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 CTRL_RESET CTRL_DEFAULT CTRL_CONFIG_WREN CTRL_EEPROM_WREN CTRL_CONN0_INIT reserviert CTRL_ACCESS_KEY - 0x8E Tabelle 5: Kontrollregister 3.1.1.
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gpio.DIO persitenten Konfigurations-Register auf den Auslieferungszustand aus. Dieser Vorgang ändert jedoch nicht den Zustand der aktiven Konfiguration. Zum Übernehmen der Änderungen ist ein Reset nötig. 3.1.1.6 CTRL_RESET Dieses Flag löst einen Neustart des Moduls aus, wenn es den Wert 1 annimmt. Zwischen dem Setzen des Flags und dem Reset vergehen mindestens 16ms. Das Setzen der Default-Konfiguration wird vor dem Neustart durchgeführt, wenn CTRL_DEFAULT entsprechend den Wert 1 besitzt. 3.1.
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gpio.DIO 3.1.5 Parität – HREG_PARITY Ob und welche Art Paritätsprüfung auf der seriellen Verbindung Verwendung findet entscheidet der Inhalt des Registers HREG_PARITY. Gültige Werte finden sich in der nebenstehenden Tabelle, der Defaultwert ist 2 (even). Es ist ein Reset der seriellen Paritätsprüfung zu aktivieren. 3.1.
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gpio.DIO HREG_CTRL können diese Produktionsdefaults in die entsprechenden Register und deren EEPROM-Pendants geschrieben werden. Zwei Spezialregister – HREG_CARD_TYPE und HREG_MODBUS_ADDR – existieren nur im EEPROM. HREG_CARD_TYPE gibt Auskunft über die Bestückung der gpio.NETKarte und bewirkt, dass sich die Firmware gegebenenfalls entsprechend verhält. Ob und wie sich dieses Register auswirkt findet sich applikationsspezifischen Teil dieser Dokumentation.
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gpio.DIO 4 Beschreibung gpio.DIO Holding Regs 0x0100 Output Value 0x0101 Input Value 0x0102 PWM0 (1-65534Hz, 0 – PWM on C1 and C2 off) 0x0103 PWM1 (1–65534Hz, 0 – C3 off) 0x0104 PWM2 (1 – 65534Hz, 0 – C4 off) 0x0105 Duty-Cycle PWM0_C1 (0-100%) 0x0106 Duty-Cycle PWM0_C2 (0-100%, 0 – C2 off) 0x0107 Duty-Cycle PWM1 (0-100%) 0x0108 Duty-Cycle PWM2 (0-100%) 0x0109 Frequency counter (max.
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gpio.
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gpio.DIO unabhängig verwendet werden. Alle Kanäle verfügen über einen eigenen Tastgrad (0x0105-0x0108), der in Relation zur Frequenz einstellbar ist. PWM ist auf einem Ausgang aktiv, sobald das zugehörige Frequenz- und Tastregister einen gültigen Wert enthält. Ein aktivierter PWM-Ausgang wird durch das Blicken (0,5-Hertz-Takt) der entsprechenden Ausgangs-Leuchtdiode signalisiert. Alle PWM-Register besitzen ein EEPROM-Pendant (0x1012-0x01018), das beim Neustart der Karte gelesen wird. Das Verhalten der gpio.
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gpio.DIO 5 Steckerbelegung Kommunikation: X1: Micro-USB Device DSub-9 (nur R-Version) Pin X11 (female) X12 (male) 1 Future Appl. 2 TXD 3 RXD 4 RS485+ RS485+ 5 GND GND 6 RS485- RS485- 7 (RTS) 8 (CTS) 9 VBUS Future Appl. VBUS Die Stecker X2, X3 und X4 können je nach Baugruppen-Ausführung als Eingänge oder Ausgänge konfiguriert sein. Jeweils 4 Signale (Eingänge oder Ausgänge) bilden eine Gruppe mit einem gemeinsamen Bezugspunkt.
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gpio.DIO Allgemeine Beschreibung der Ein- und Ausgänge Alle Ein- und Ausgänge liegen zur einfachen Verarbeitung von unterschiedlichen Signalpegeln als quasi-direkte Optokopplerein- und Ausgänge vor. Die höchste Performance (schnelle preiodische Signalwechsel) wird jeweils mit eine Arbeitsstrom von 8 mA erreicht, wobei Abweichungen von ±50% bei den Eingängen und ±20% bei den Ausgängen in der allgemeinen Praxis noch kein Problem darstellen.
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gpio.DIO 6 Technische Daten Allgemein Maße (ohne Stecker, ohne optionale Frontplatte): 80x100x12,5 mm (halbe Europakarte) Zulässige Betriebstemperatur: -40°C bis +85°C Maximal zulässige relative Luftfeuchtigkeit: 75% Elekrische Daten Betriebsspannung über USB, VBUS: 4,5 Volt – 5,5 Volt Stromaufnahme (alle Ein-/Ausgänge inaktiv): ca. 35mA Maximale Stromaufnahme (alle Ein-/Ausgänge aktiv): ca.
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gpio.DIO 7 Copyright-Hinweis Dieses Produkt verwendet Dean Cameras LUFA USB-Library. Die offizielle LUFA Webseite ist: http://www.fourwalledcubicle.com/LUFA.php. LUFA Library Copyright (C) Dean Camera, 2010. dean [at] fourwalledcubicle [dot] com www.lufa-lib.
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gpio.DIO 8 Konformitätserklärungen und Herstellerdaten Die taskit GmbH bestätigt die für die Produkte gpio.DIO-R und gpio.DIO-U die EG-Konformität gemäß der EMV-Richtlinie (2004/108/EG). Die taskit GmbH erklärt für die Produkte gpio.DIO-R und gpio.DIO-U, dass diese gemäß der EU-Richtline 2002/95/EG (RoHS) hergestellt wurden und insbesondere frei von folgenden Inhaltsstoffen sind: 1. Blei und seine Verbindungen 2. Quecksilber und seine Verbindungen 3. Kadmium und seine Verbindungen 4.