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Projekt: Labornetzteil

2005-06-13T17:58:33Z

84.191.33.234: /* Protokoll */

Diese Wiki-Seite soll als Entwicklungsmedium für ein Labornetzteil fungieren. Es wird ein modulares Labornetzteil entworfen und die Ergebnisse hier präsentiert.

=Aufbau (Zusammenfassung)=
Das Netzteil soll modular aufgebaut werden, so dass zusätzliche Erweiterungen einfach anzubinden sind. Dafür werden eine [[Projekt: Labornetzteil#Kontrolleinheit|Kontrolleinheit]] und eine oder mehrere [[Projekt: Labornetzteil#Regeleinheit(en)|Regeleinheit(en)]] beötigt. Die Verbindung wird duch eine [[Projekt: Labornetzteil#Schnittstelle (Zusammenfassung)|(noch zu definierende) Schnittstelle]] hergestellt.

==Kontrolleinheit (Zusammenfassung)==
Die Kontrolleinheit (später auch "Master" oder "Mastereinheit" genannt) ist für die Interaktion mit dem Benutzer zuständig. Nebenbei soll sie noch mit anderer digitaler Hardware (z.B. PC) interagieren können. Dazu werden folgende Schnittstellen benötigt:
* LC-Display: Dieses ist zum Anzeigen von Informationen nötig. Es wird ein [[HD44780|HD44780-Kompatibles]] Display eingesetzt.
* Taster: Zum eingeben der Ausgangsspannung und des Ausgangsstrom werden Taster oder Drehgeber benötigt.
* RS232 oder USB für die Verbindung zum PC: Beides wird in das Layout aufgenommen und kann mit einem Jumper auf der Platine ausgewählt werden.

==Regeleinheit(en) (Zusammenfassung)==
Die Regeleinheiten (später auch "Slaves" oder "Slaveeinheiten" genannt) sind für das Regeln der Ausgänge zuständig. Sie brauchen eine Schnittstelle zur Kontrolleinheit, die ihnen die Sollwerte liefert und über die sie auch die Ist-Werte zurückgeben können. Weiterhin muss es eine Möglichkeit geben, die Kontrolleinheit über Statusänderungen zu informieren (z.B. kurzgeschlossener Ausgang, Überhitzung, etc.).

Regeleinheiten müssen aus folgenden Blöcken bestehen:
* Galvanische Trennung von der Schnittstelle zur Kontrolleinheit (z.B. über Optokoppler)
* Verarbeitung der Informationen, ggf. Umwandlung in analoge Spannungen
* Regelung des Ausgangs

==Schnittstelle (Zusammenfassung)==
Die Schnittstelle zwischen Kontroll- und Regeleinheiten muss folgendes Leisten:
* galvanische Trennung
* Möglichekeit zur Anbindung mehrerer Regeleinheiten
* ggf. Interrupts

Zur Auswahl standen unterschiedliche Schnittstellen wie [[CAN|CAN]], [[SPI|SPI]], [[UART|UART]].
Ausgewählt wurde eine etwas modifizierte UART-Schnittstelle. Diese wird von den meisten µControllern in Hardware unterstützt und kann somit besonders einfach und Rechenleistungsarm verwendet werden. Der Master muss seinen Empfänger mithilfe eines Multiplexers auf mehrere Slaves schalten können. Das Protokoll bestimmt den Slave, für den das Signal ist und auf den gehöhrt werden soll.
Mehr zur Schnittstelle unter [[Projekt: Labornetzteil#Schnittstelle]]Schnittstelle]].

=Schnittstelle=
==Elektrischer Aufbau==
Elektrischer Aufbau der Schnittstelle:
[[Bild:netzteil_interface.png|thumb|right|300px|Schnittstelle]]

Die elektrische Seite der Schnittstelle zwischen Master und Slave ist sehr einfach. Es werden nur zwei Optokoppler verwendet, einer davon braucht einen Tri-State-Ausgang.

==Protokoll==
Die Datenkommunikation geschieht paketorientiert. Ein Paket besteht immer aus 8 Byte.
Aufbau des Pakets:
{| border=1 cellpadding=2 cellspacing=0
!Offset
|align="center"| 0
|align="center"| 1
|align="center"| 2
|align="center"| 3
|align="center"| 4
|align="center"| 5
|align="center"| 6
|align="center"| 7
|-
!Inhalt
| Slave Addresse
| Reserviert
| Befehl low
| Befehl high
| Daten
| Daten
| Daten
| Daten
|}
Das Feld "Slave Addresse" 'muss immer' mit der Addresse des Slaves gefüllt sein, der an der Übertragung beteiligt ist (er ist entweder Sender oder Empfänger). Für den Befehl sind folgende Werte vorgesehen:
{| border=1 cellpadding=2 cellspacing=0
! Wert
! Bedeutung
! genauere Beschreibung (Link)
|-
| 0x0000 - 0x00FF || Reserviert || [[Projekt: Labornetzteil#Reservierte Befehle|Reservierte Befehle]]
|-
| 0x0100 - 0x01FF || Information || [[Projekt: Labornetzteil#Informative Befehle|Informative Befehle]]
|-
| 0x1000 - 0xFFFF || Gerätspezifisch || [[Projekt: Labornetzteil#Geräte Befehle|Geräte Befehle]]
|}

===Reservierte Befehle===
Bereich: 0x0000 bis 0x00FF (Befehl high = 0x00)
Dieser Befehlsbereich wird reserviert und darf nicht genutzt werden.

===Informative Befehle===
Bereich: 0x0100 bis 0x01FF (Befehl high = 0x01)
Informative Befehle vermitteln dem Master, welche Gerätespezifischen Befehle der Slave unterstützt.

===Geräte Befehle===
Bereich: 0x1000 - 0xFFFF
Dieser Befehlsbereich wird vom System genutzt, um dem Slave mitzuteilen, welche Ausgangskonditionen anliegen sollen, und vom Slave zu erfahren, welche wirklich anliegen.

Projekt: Labornetzteil

2005-06-13T17:43:26Z

84.191.33.234: /* Protokoll */

Diese Wiki-Seite soll als Entwicklungsmedium für ein Labornetzteil fungieren. Es wird ein modulares Labornetzteil entworfen und die Ergebnisse hier präsentiert.

=Aufbau (Zusammenfassung)=
Das Netzteil soll modular aufgebaut werden, so dass zusätzliche Erweiterungen einfach anzubinden sind. Dafür werden eine [[Projekt: Labornetzteil#Kontrolleinheit|Kontrolleinheit]] und eine oder mehrere [[Projekt: Labornetzteil#Regeleinheit(en)|Regeleinheit(en)]] beötigt. Die Verbindung wird duch eine [[Projekt: Labornetzteil#Schnittstelle (Zusammenfassung)|(noch zu definierende) Schnittstelle]] hergestellt.

==Kontrolleinheit (Zusammenfassung)==
Die Kontrolleinheit (später auch "Master" oder "Mastereinheit" genannt) ist für die Interaktion mit dem Benutzer zuständig. Nebenbei soll sie noch mit anderer digitaler Hardware (z.B. PC) interagieren können. Dazu werden folgende Schnittstellen benötigt:
* LC-Display: Dieses ist zum Anzeigen von Informationen nötig. Es wird ein [[HD44780|HD44780-Kompatibles]] Display eingesetzt.
* Taster: Zum eingeben der Ausgangsspannung und des Ausgangsstrom werden Taster oder Drehgeber benötigt.
* RS232 oder USB für die Verbindung zum PC: Beides wird in das Layout aufgenommen und kann mit einem Jumper auf der Platine ausgewählt werden.

==Regeleinheit(en) (Zusammenfassung)==
Die Regeleinheiten (später auch "Slaves" oder "Slaveeinheiten" genannt) sind für das Regeln der Ausgänge zuständig. Sie brauchen eine Schnittstelle zur Kontrolleinheit, die ihnen die Sollwerte liefert und über die sie auch die Ist-Werte zurückgeben können. Weiterhin muss es eine Möglichkeit geben, die Kontrolleinheit über Statusänderungen zu informieren (z.B. kurzgeschlossener Ausgang, Überhitzung, etc.).

Regeleinheiten müssen aus folgenden Blöcken bestehen:
* Galvanische Trennung von der Schnittstelle zur Kontrolleinheit (z.B. über Optokoppler)
* Verarbeitung der Informationen, ggf. Umwandlung in analoge Spannungen
* Regelung des Ausgangs

==Schnittstelle (Zusammenfassung)==
Die Schnittstelle zwischen Kontroll- und Regeleinheiten muss folgendes Leisten:
* galvanische Trennung
* Möglichekeit zur Anbindung mehrerer Regeleinheiten
* ggf. Interrupts

Zur Auswahl standen unterschiedliche Schnittstellen wie [[CAN|CAN]], [[SPI|SPI]], [[UART|UART]].
Ausgewählt wurde eine etwas modifizierte UART-Schnittstelle. Diese wird von den meisten µControllern in Hardware unterstützt und kann somit besonders einfach und Rechenleistungsarm verwendet werden. Der Master muss seinen Empfänger mithilfe eines Multiplexers auf mehrere Slaves schalten können. Das Protokoll bestimmt den Slave, für den das Signal ist und auf den gehöhrt werden soll.
Mehr zur Schnittstelle unter [[Projekt: Labornetzteil#Schnittstelle]]Schnittstelle]].

=Schnittstelle=
==Elektrischer Aufbau==
Elektrischer Aufbau der Schnittstelle:
[[Bild:netzteil_interface.png|thumb|right|300px|Schnittstelle]]

Die elektrische Seite der Schnittstelle zwischen Master und Slave ist sehr einfach. Es werden nur zwei Optokoppler verwendet, einer davon braucht einen Tri-State-Ausgang.

==Protokoll==
Die Datenkommunikation geschieht paketorientiert. Ein Paket besteht immer aus 8 Byte.
Aufbau des Pakets:
{| border=1 cellpadding=0
!Offset
|align="center"| 0
|align="center"| 1
|align="center"| 2
|align="center"| 3
|align="center"| 4
|align="center"| 5
|align="center"| 6
|align="center"| 7
|-
!Inhalt
| Slave Addresse
| Reserviert
| Befehl low
| Befehl high
| Daten
| Daten
| Daten
| Daten
|}
Das Feld "Slave Addresse" 'muss immer' mit der Addresse des Slaves gefüllt sein, der an der Übertragung beteiligt ist (er ist entweder Sender oder Empfänger). Für den Befehl sind folgende Werte vorgesehen:
{| border=1 cellpadding=0 | right
! Wert
! Bedeutung |-|
| 0 || error |-|
|}

Projekt: Labornetzteil

2005-06-13T17:42:27Z

84.191.33.234: /* Protokoll */

Diese Wiki-Seite soll als Entwicklungsmedium für ein Labornetzteil fungieren. Es wird ein modulares Labornetzteil entworfen und die Ergebnisse hier präsentiert.

=Aufbau (Zusammenfassung)=
Das Netzteil soll modular aufgebaut werden, so dass zusätzliche Erweiterungen einfach anzubinden sind. Dafür werden eine [[Projekt: Labornetzteil#Kontrolleinheit|Kontrolleinheit]] und eine oder mehrere [[Projekt: Labornetzteil#Regeleinheit(en)|Regeleinheit(en)]] beötigt. Die Verbindung wird duch eine [[Projekt: Labornetzteil#Schnittstelle (Zusammenfassung)|(noch zu definierende) Schnittstelle]] hergestellt.

==Kontrolleinheit (Zusammenfassung)==
Die Kontrolleinheit (später auch "Master" oder "Mastereinheit" genannt) ist für die Interaktion mit dem Benutzer zuständig. Nebenbei soll sie noch mit anderer digitaler Hardware (z.B. PC) interagieren können. Dazu werden folgende Schnittstellen benötigt:
* LC-Display: Dieses ist zum Anzeigen von Informationen nötig. Es wird ein [[HD44780|HD44780-Kompatibles]] Display eingesetzt.
* Taster: Zum eingeben der Ausgangsspannung und des Ausgangsstrom werden Taster oder Drehgeber benötigt.
* RS232 oder USB für die Verbindung zum PC: Beides wird in das Layout aufgenommen und kann mit einem Jumper auf der Platine ausgewählt werden.

==Regeleinheit(en) (Zusammenfassung)==
Die Regeleinheiten (später auch "Slaves" oder "Slaveeinheiten" genannt) sind für das Regeln der Ausgänge zuständig. Sie brauchen eine Schnittstelle zur Kontrolleinheit, die ihnen die Sollwerte liefert und über die sie auch die Ist-Werte zurückgeben können. Weiterhin muss es eine Möglichkeit geben, die Kontrolleinheit über Statusänderungen zu informieren (z.B. kurzgeschlossener Ausgang, Überhitzung, etc.).

Regeleinheiten müssen aus folgenden Blöcken bestehen:
* Galvanische Trennung von der Schnittstelle zur Kontrolleinheit (z.B. über Optokoppler)
* Verarbeitung der Informationen, ggf. Umwandlung in analoge Spannungen
* Regelung des Ausgangs

==Schnittstelle (Zusammenfassung)==
Die Schnittstelle zwischen Kontroll- und Regeleinheiten muss folgendes Leisten:
* galvanische Trennung
* Möglichekeit zur Anbindung mehrerer Regeleinheiten
* ggf. Interrupts

Zur Auswahl standen unterschiedliche Schnittstellen wie [[CAN|CAN]], [[SPI|SPI]], [[UART|UART]].
Ausgewählt wurde eine etwas modifizierte UART-Schnittstelle. Diese wird von den meisten µControllern in Hardware unterstützt und kann somit besonders einfach und Rechenleistungsarm verwendet werden. Der Master muss seinen Empfänger mithilfe eines Multiplexers auf mehrere Slaves schalten können. Das Protokoll bestimmt den Slave, für den das Signal ist und auf den gehöhrt werden soll.
Mehr zur Schnittstelle unter [[Projekt: Labornetzteil#Schnittstelle]]Schnittstelle]].

=Schnittstelle=
==Elektrischer Aufbau==
Elektrischer Aufbau der Schnittstelle:
[[Bild:netzteil_interface.png|thumb|right|300px|Schnittstelle]]

Die elektrische Seite der Schnittstelle zwischen Master und Slave ist sehr einfach. Es werden nur zwei Optokoppler verwendet, einer davon braucht einen Tri-State-Ausgang.

==Protokoll==
Die Datenkommunikation geschieht paketorientiert. Ein Paket besteht immer aus 8 Byte.
Aufbau des Pakets:
{| border=1 cellpadding=0
!Offset
|align="center"| 0
|align="center"| 1
|align="center"| 2
|align="center"| 3
|align="center"| 4
|align="center"| 5
|align="center"| 6
|align="center"| 7
|-
!Inhalt
| Slave Addresse
| Reserviert
| Befehl low
| Befehl high
| Daten
| Daten
| Daten
| Daten
|}
Das Feld "Slave Addresse" 'muss immer' mit der Addresse des Slaves gefüllt sein, der an der Übertragung beteiligt ist (er ist entweder Sender oder Empfänger). Für den Befehl sind folgende Werte vorgesehen:
{| border=1 cellpadding=0 | right
! Wert
| 0 || error
|}