C-Dias-Strommessmodul CAI x Strommesseingänge 0 5 A AC

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1 C-DIAS-STROMMESSMODUL CAI 031 C-Dias-Strommessmodul CAI x Strommesseingänge 0 5 A AC Das Strommessmodul CAI 031 wird zur Strommessung in einem 220 V 600 V Netz eingesetzt. Zur Entkopplung vom Netz muss ein externer Stromtrafo eingesetzt werden der den zu messenden Strom auf max. 5 A AC transformiert. Technische Daten CPU Bezeichnung Architektur Programmspeicher (Flash) Datenspeicher (SRAM) Festwertspeicher (EEPROM) ATMEGA32-16AI 8-bit AVR (Advanced RISC Architecture) 32 kbyte 2 kbyte 1 kbyte Dual Port Static RAM Bezeichnung Datenspeicher (SRAM) CY7C131 1 kbyte Seite 1 b

2 CAI 031 C-DIAS-STROMMESSMODUL Analogkanalspezifikation Anzahl der Kanäle 3 Messbereich Messverfahren Signalform Frequenz Messwert Auflösung Wandlungszeit pro Kanal 0 5 A AC Betragsmittelwertmessung Sinus 50 Hz Digits (8-bit) 19,6 ma AC / Digit 1ms Eingangsfilter Typisch 500 ms Tiefpass 2.Ordnung Analogkanalmessgenauigkeit Messwiderstand ±1,5 % vom maximalen Messwert 22 mω Sprungantwort Strommesseingang 1,2 1 0,8 I / IMAX 0,6 0,4 0, ,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 t / [sec] Seite

3 C-DIAS-STROMMESSMODUL CAI 031 Bodè Diagramm Strommesseingang ,01 0, f / [Hz] Elektrische Anforderungen Versorgung vom C-DIAS-Bus Stromaufnahme am C-DIAS-Bus (+5 V Versorgung) Stromaufnahme am C-DIAS-Bus (+24 V Versorgung) +5 V und +24 V 35 ma 50 ma 35 ma 50 ma Sonstiges Artikelnummer Hardwareversion 1.x Seite 3

4 CAI 031 C-DIAS-STROMMESSMODUL Umgebungsbedingungen Lagertemperatur C Betriebstemperatur C Luftfeuchtigkeit EMV-Festigkeit 0 95 %, nicht kondensierend Nach EN :2001 (Industriebereich) Schockfestigkeit EN m/s² Schutzart EN IP 20 Seite

5 Mechanische Abmessungen C-DIAS-STROMMESSMODUL CAI ,10 (Bemaßung inkl.auflagen) 109, , Seite 5

6 CAI 031 C-DIAS-STROMMESSMODUL Anschlussbelegung Seite

7 X1 (PH-MSTBA2,5/2-G-5,08): Strommesseingang 1 C-DIAS-STROMMESSMODUL CAI 031 Pin Funktion 1 Eingang 1+ 2 Eingang 1- X2 (PH-MSTBA2,5/2-G-5,08): Strommesseingang 2 Pin Funktion 1 Eingang 2+ 2 Eingang 2- X3 (PH-MSTBA2,5/2-G-5,08): Strommesseingang 3 Pin Funktion 1 Eingang 3+ 2 Eingang 3- Zu verwendende Steckverbinder X1 X3: Phönix FKC2,5/2-ST5,08 Das komplette C-Dias Steckerset CKL 048 mit Federzugklemmen ist bei Sigmatek unter der Artikelnummer erhältlich Seite 7

8 CAI 031 C-DIAS-STROMMESSMODUL Statusanzeigen LED Nr. LED Farbe LED Status Bedeutung 1 grün LED ein Run (Modul in Betrieb) 2 rot LED blinkt Status1 - Überstrom Kanal 1 (I > 5 A AC) 3 rot LED blinkt Status2 - Überstrom Kanal 2 (I > 5 A AC) 4 rot LED blinkt Status3 - Überstrom Kanal 3 (I > 5 A AC) Seite

9 Beschreibung der Kommunikation (C-DIAS) C-DIAS-STROMMESSMODUL CAI 031 Über den C-DIAS-Bus können die Betriebsparameter und Analogwerte gelesen werden. Es können 256 Adressen mit 8 Bit angesprochen werden. Register, die nachstehend nicht angeführt sind dürfen nicht verwendet werden, da sie von der CAI 031 intern verwendet werden. Die Umrechnung der gemessenen Rohwerte auf die Analogwerte erfolgt mittels Abgleichdaten direkt im ATMEGA32. Das EEPROM des ATMEGA32 kann über C-DIAS- Bus beschrieben und ausgelesen werden. Über das eingebaute serielle EEProm (LASAL-EEProm) können Daten über die Hardware, wie z.b. Seriennummer, gelesen werden. C-DIAS-Bus Zugriff Die CPU sollte nur synchrone Zugriffe auf die CAI 031 verwenden. Wird asynchron auf die CAI 031 zugegriffen, kann der C-DIAS-Bus theoretisch für mehrere µs blockiert werden. (C- DIAS RDY = 0 ) Dieser Fall kann nur dann auftreten, wenn gleichzeitig vom ATMEGA32 und vom C-DIAS-Bus auf das selbe Register des DPRAM zugegriffen wird! Synchroner Zugriff: SYNC SYNC t T1 T2 TSYNC TSYNC Sync am CMB einstellbar (1 ms 5 ms) T1 TSYNC - T2 Zeit für synchrone C-DIAS Zugriffe auf Modul T2 50 µs Zugriff von CAI 031 auf DPRAM 50 µs vor Sync Impuls (Dauer des Zugriffes: ca. 15 µs) Seite 9

10 CAI 031 C-DIAS-STROMMESSMODUL Registerbeschreibung CAI 031 Registerübersicht Register Beschreibung Adresse STATUS Modulstatus (Betriebsstatus, Fehlerstatus) 0x00 DATA1 Analogwert Kanal 1 0x01 DATA2 Analogwert Kanal 2 0x02 DATA3 Analogwert Kanal 3 0x03 RAW1 Rohwert Kanal 1 0x10 0x11 RAW2 Rohwert Kanal 2 0x12 0x13 RAW3 Rohwert Kanal 3 0x14 0x15 CMD_ST Status für Befehlsausführung 0xF0 EE_ADR EEPROM Adresse 0xF1 EE_DATA EEPROM Daten 0xF2 VER Version der Firmware 0xF4 CMD Befehlsregister 0xFE Seite

11 C-DIAS-STROMMESSMODUL CAI 031 Statusregister STATUS Bit STATUS ADJ_DATA STATUS3 STATUS2 STATUS1 RUN R/W R R R R R R R R Initial Value BIT 4 ADJ_DATA: Adjustment Data Bit Wenn für das Modul Abgleichdaten vorhanden sind, dann wird dieses Bit gesetzt. BIT 3 STATUS3: Status Bit 3 Bei Überstrom auf Kanal 3 des Strommmessmoduls (I > 5 A AC) wird dieses Bit gesetzt. BIT 2 STATUS2: Status Bit 2 Bei Überstrom auf Kanal 2 des Strommmessmoduls (I > 5 A AC) wird dieses Bit gesetzt. BIT 1 STATUS1: Status Bit 1 Bei Überstrom auf Kanal 1 des Strommmessmoduls (I > 5 A AC) wird dieses Bit gesetzt. BIT 0 RUN: Run Bit Nach Erreichen des Betriebsmodus des Moduls wird dieses Bit gesetzt Seite 11

12 CAI 031 C-DIAS-STROMMESSMODUL Datenregister - DATAx Bit DATAx DATAx [7..0] R/W R R R R R R R R Initial Value Bit Analogwert für Kanal x x... [1 3] Datenregister - RAWx Bit RAWx RAWx [7..0] RAWx RAWx [9..8] R/W R R R R R R R R Initial Value Bit Analogrohwert für Kanal x x... [1 3] VER Versionsregister Bit VER VER[7..0] R/W R R R R R R R R Initial Value Bit Register für die Versionsnummer der Firmware Beispiele: VER Version 0x10 V1.0 0x23 V2.3 Seite

13 Statusregister für Befehlsausführung CMD_ST C-DIAS-STROMMESSMODUL CAI 031 Bit CMD_ST CMD_ST R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W Initial Value BIT 0 CMD_ST: Status für Befehlsausführung Ist dieses Bit gelöscht, bearbeitet das Modul gerade einen Befehl. Ist dieses Bit gesetzt, ist das Modul bereit für einen neuen Befehl. EEPROM Adressregister EE_ADR Bit EE_ADR EE_ADR [7..0] R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W Initial Value Bit Register für EEPROM Adresse EEPROM Datenregister EE_DAT Bit EE_DAT EE_DAT [7..0] R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W Initial Value Bit Register für EEPROM Daten Seite 13

14 CAI 031 C-DIAS-STROMMESSMODUL Befehlsregister - CMD Bit CMD CMD[7..0] R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W Initial Value Tabelle der Befehle CMD 0xF1 0xF2 Befehl EEPROM Adresse (EE_ADR) mit Daten (EE_DAT) beschreiben EEPROM Adresse (EE_ADR) auslesen Ausführung der Befehle Kommando EEPROM Write Byte: - Kommando Statusbit (CMD_ST) löschen - EEPROM Adresse ins Adressregister (EE_ADR) schreiben - EEPROM Daten ins Datenregister (EE_DAT) schreiben - EEPROM Kommando (0xF1) ins Befehlsregister (CMD) schreiben - Kommando Statusbit (CMD_ST) wird nach Abarbeiten des Befehls vom Modul gesetzt Kommando EEPROM Read Byte: - Kommando Statusbit (CMD_ST) löschen - EEPROM Adresse ins Adressregister (EE_ADR) schreiben - EEPROM Kommando (0xF2) ins Befehlsregister (CMD) schreiben - Kommando Statusbit (CMD_ST) wird nach Abarbeiten des Befehls vom Modul gesetzt - EEPROM Daten aus dem Datenregister (EE_DAT) lesen Bei der Ausführung der Befehle muss die oben beschriebene Reihenfolge eingehalten werden! Seite

15 C-DIAS-STROMMESSMODUL CAI 031 Beschreibung der Daten im LASAL-EEPROM und im ATMEGA32-EEPROM Für den Hardwareabgleich werden werkseitig Abgleichwerte für Offset, Multiplikator und Divisor ermittelt. Diese Werte sind im LASAL-EEPROM & im ATMEGA32-EEPROM des C-DIAS Strommessmodul gespeichert. Moduldaten (Byteweise organisiert) Adresse Daten Beschreibung $00 $xx Checksumme $ Kennung $02 5 Modulgruppe 5 = CAI $03 13 Modulvariante 13 = CAI031 $04 3 Kanalanzahl (3 x AI) $05 $10 Hardwareversion $10 = HW 1.0 $06-$3F $FF FILL $10 Seriennummer AI-Abgleichdaten (Wordweise organisiert) $40 $xxxx Checksumme $ Kennung $44 10 Länge des nachstehenden Datenblockes in WORD $46 3 Anzahl der Kanäle $48 $xxxx AI1 Offset Strommesseingang 1 (0 5 A AC) $4A $03FF AI1 Multiplikant $4C $xxxx AI1 Divisor $4E $xxxx AI2 Offset Strommesseingang 2 (0 5 A AC) $50 $03FF AI2 Multiplikant $52 $xxxx AI2 Divisor $54 $xxxx AI3 Offset Strommesseingang 3 (0 5 A AC) $56 $03FF AI3 Multiplikant $58 $xxxx AI3 Divisor $5A-$FF $FFFF FILL Seite 15 a

16 CAI 031 C-DIAS-STROMMESSMODUL Seite