Industrie- und Handelskammer. Abschlussprüfung Teil 2. Elektroniker/-in für Geräte und Systeme. Arbeitsauftrag Praktische Aufgabe.

Transkript

1 Prüflingsnummer Vor- und Familienname Industrie- und Handelskammer Abschlussprüfung Teil 2 Elektroniker/-in für Berufs-Nr Einsatzgebiete 1: Informations- und kommunikationstechnische Geräte (3191) 3: Automotive Systeme (3193) 6: Mess- und Prüftechnik (3196) Arbeitsauftrag Praktische Aufgabe Bereitstellungsunterlagen für den Ausbildungsbetrieb Sommer 2011 S B1 2011, IHK Region Stuttgart, alle Rechte vorbehalten

2 Allgemeine Hinweise In der Abschlussprüfung Teil 2 hat der Prüfling, wie in der folgenden Übersicht dargestellt, eine praktische Aufgabe vorzubereiten und durchzuführen. Für den Arbeitsauftrag sind vom Ausbildungsbetrieb die in diesem Heft aufgeführten Werkzeuge, Hilfsmittel und Prüfmittel bereitzustellen. Diese Prüfungsmittel und dieses Heft sind dem Prüfling rechtzeitig vor dem Termin der Abschlussprüfung Teil 2 zu übergeben, damit er die Prüfungsmittel auf Vollständigkeit und Funktionsfähigkeit überprüfen kann. Dieses Heft hat der Prüfling zur praktischen Aufgabe mitzubringen. Der Prüfling ist vom Ausbildenden darüber zu unterrichten, dass die Arbeitskleidung den Unfallverhütungsvorschriften entsprechen muss. Vom Ausbildungsbetrieb ist sicherzustellen, dass der zur Prüfung zugelassene Prüfling in die gültigen Arbeitsvorschriften (zum Beispiel BGV A1, BGV A3, DIN VDE) eine Sicherheitsunterweisung erhalten hat. Der Prüfling bestätigt mit seiner Unterschrift, dass er die Sicherheitsunterweisung erhalten hat und die Vorschriften beachten und einhalten wird. Für die Sicherheitsunterweisung kann ein firmeninternes oder das in diesem Heft abgedruckte Formular verwendet werden. Die unterschriebene Sicherheitsunterweisung hat der Prüfling vor Beginn der Prüfung vorzulegen. Bei nicht sicherer Arbeitskleidung und ohne den Unterweisungsnachweis ist eine Teilnahme an der Prüfung ausgeschlossen. Inhalt Seite Inhalt 3 Schautafel 4 Allgemeine Informationen 7 Beschreibung Komponente 1 (-A1) 9 Beschreibung Komponente 2 (-A2) 11 Beschreibung Komponente 3 und 4 (-A3 und -A4) 13 Herstellungsunterlagen für Komponente 1 14 Information Betriebssoftware 3191S11 26 Herstellungsunterlagen für Komponente 2 42 Herstellungsunterlagen für Komponente 3 48 Unterweisungsnachweis Dieser Prüfungsaufgabensatz wurde von einem überregionalen nach 40 Abs. 2 BBiG zusammengesetzten Ausschuss beschlossen. Er wurde für die Prüfungsabwicklung und -abnahme im Rahmen der Ausbildungsprüfungen entwickelt. Weder der Prüfungsaufgabensatz noch darauf basierende Produkte sind für den freien Wirtschaftsverkehr bestimmt. Internet: 2 S B1 -wk-gelb

3 Gestreckte Abschlussprüfung Elektroniker/-in für Abschlussprüfung Teil 1 Gewichtung: 40 % Komplexe Arbeitsaufgabe Abschlussprüfung Teil 2 Gewichtung: 60 % Prüfungsbereiche Arbeitsaufgabe inkl. situativer Gesprächsphasen Schriftliche Aufgabenstellungen Arbeitsauftrag Praktische Aufgabe Systementwurf Funktions- und Systemanalyse Wirtschafts- und Sozialkunde Gewichtung: 50 % Vorgabezeit: 6 h 30 min Gewichtung: 50 % Vorgabezeit: 1 h 30 min Gewichtung: 50 % Vorgabezeit: 14 h Gewichtung: 50 % Vorgabezeit: 4 h 15 min Planung Teil A (50 %): 23 geb. Aufgaben davon 3 zur Abwahl Durchführung Teil B (50 %): Kontrolle Situative Gesprächsphasen Vorgabezeit: 10 min 8 ungeb. Aufgaben keine Abwahl möglich Vorbereitung der praktischen Aufgabe Vorgabezeit: Durchführung der praktischen Aufgabe Vorgabezeit: inklusive begleitendes Fachgespräch Vorgabezeit: 8 h 6 h 20 min Phasen: Information Planung Durchführung Kontrolle Die Bewertung der praktischen Aufgabe erfolgt anhand der aufgabenspezifischen Unterlagen eines begleitenden Fachgesprächs der Beobachtung durch den Prüfungsausschuss Systementwurf Vorgabezeit: 105 min Gewichtung: 40 % Teil A (50 %): 28 geb. Aufgaben davon 3 zur Abwahl Teil B (50 %): 8 ungeb. Aufgaben keine Abwahl möglich Funktions- und Systemanalyse Vorgabezeit: 105 min Gewichtung: 40 % Teil A (50 %): 28 geb. Aufgaben davon 3 zur Abwahl Teil B (50 %): 8 ungeb. Aufgaben keine Abwahl möglich Wirtschafts- und Sozialkunde Vorgabezeit: 45 min Gewichtung: 20 % 16 geb. Aufgaben davon 3 zur Abwahl 6 ungeb. Aufgaben davon 1 zur Abwahl Bild 1: Gliederung der gestreckten Abschlussprüfung mit Aufteilung in Teil 1 und Teil 2 sowie Gewichtungen und Vorgabezeiten S B1 -wk-gelb

4 IHK Arbeitsauftrag Allgemeine Informationen 1 Allgemein Diese Abschlussprüfung ist aus mehreren Komponenten aufgebaut. Jede Komponente ist durch ihre Funktion und durch ihre Schnittstelle beziehungsweise durch mehrere Schnittstellen definiert. Es können auch mehrere Baugruppen eine Komponente bilden. Während der Vorbereitung der praktischen Aufgabe (8 Stunden) und zur Durchführung der praktischen Aufgabe (6 Stunden) werden die funktionstüchtigen Komponenten benötigt. Für die Bereitstellung der Komponenten zur Vorbereitung der praktischen Aufgabe (8 Stunden) und zur Durchführung der praktischen Aufgabe (6 Stunden) stehen mehrere Möglichkeiten offen: Herstellung der Komponenten auf Basis dieser Bereitstellungsunterlagen Herstellung einzelner Komponenten auf Basis dieses Hefts und Bereitstellung von betriebseigenen Systemen, die die geforderten Eigenschaften der fehlenden Komponenten erfüllen Bereitstellung von betriebsspezifischen Geräten und Systemen, die die geforderten Schnittstellen hardware- und signaltechnisch abbilden Die Spezifikationen, Definitionen und Funktionsweisen der Komponenten und deren Schnittstellen sind unbedingt einzuhalten. Somit ist gewährleistet, dass die Komponenten untereinander austauschbar sind. Die Bereitstellungsunterlage für den Ausbildungsbetrieb muss bei der Prüfung vorliegen. Für die Herstellung der Baugruppen und Komponenten sind die technischen Daten der Bauteile unbedingt einzuhalten (auch die Rastermaße). Die Funktion der Komponenten muss vor der Prüfung geprüft sein. Die unter den folgenden Abschnitten genannten Materialien sind für den gesamten Arbeitsauftrag ( Vorbereitung der praktischen Aufgabe und Durchführung der praktischen Aufgabe ) bereitzustellen! 2 Komponenten Diese ist in 4 Komponenten aufgeteilt. Komponente Bereitstellung oder Bereitstellung betriebsspezifisch anhand dieses Hefts Komponente 1 (-A1) möglich Steuerung für RS232-RS422/RS485-Konverter Separate Unterlage MC2v0 Busmanager für Konverter Seiten 13 ff Erforderlich für 2-Draht-Betrieb des RS232/RS485-Konverters Beschreibung der Parameter auf Seite 7 Komponente 2 (-A2) möglich Seiten 26 ff RS232/RS485-Konverter, 4-Draht-Betrieb Beschreibung der Parameter auf Seite 9 Komponente 3 (-A3) Leitungsnachbildung möglich Seiten 42 ff Beschreibung der Parameter auf Seite 11 Komponente 4 (-A4) Stromversorgung möglich Beschreibung der Parameter auf Seite 11 4 S B1 -wk-gelb

5 3 Materialien, Werkzeuge, Hilfsmittel und Prüfmittel Abhängig von der Auswahl der eingesetzten Komponenten (extern oder die in diesem Heft beschriebenen) sind zur Herstellung Materialien, Werkzeuge, Hilfs- und Prüfmittel notwendig. Falls externe Komponenten eingesetzt werden, sind diese in der Vorbereitung zur Prüfung mit betriebsüblichen Werkzeugen anzufertigen. Falls die Komponenten aus dieser Unterlage gefertigt werden, dient die Liste 3.1 als Werkzeugvorschlag für die Herstellung mechanischer Baugruppen. Die Bauelemente zu den einzelnen Komponenten entnehmen Sie den jeweiligen Seiten. 3.1 Vorschlag für Werkzeuge, Prüfmittel und Hilfsmittel, die für die Herstellung mechanischer Komponenten in der Vorbereitung verwendet werden: Pos. Men. Bezeichnung 1 1 Messschieber Form A1 135 mm, DIN Stahlmaßstab 300 mm 3 1 Anschlagwinkel mm 4 1 Schlosserhammer 250 g 5 je 1 Flachstumpf-Feile 150-1, je 1 Dreikant-Feile 150-1, je 1 Stiel-Feile, flach und rund H1, H3 8 1 Schlüssel-Feile, Dreikant C100-2, DIN Feilenbürste 10 1 Dreikantschaber 150 mm 11 1 Handbügelsäge für Metall mit dünnem Sägeblatt 300 mm 12 1 Laubsägebogen mit Sägeblättern für Aluminium 13 1 Reißnadel 14 1 Körner 15 1 Satz Bohrer 2,5; 3,3; 3,4; 4,5; 5,0; 6,3; 6, Kegelsenker 90 zum Entgraten von Bohrungen bis 10 mm 17 1 Putztuch 18 1 Handbesen 19 1 Persönliche Schutzausrüstung (z. B. Haarschutz (bei nicht unfallsicherem Haarschnitt), Schutzbrille usw.) 3.2 Während der Bereitstellung und für den Vorbereitungsauftrag der praktischen Aufgabe werden die unten stehenden Materialien, Werkzeuge und Hilfsmittel benötigt Werkzeuge, die für jeden Prüfling bereitgestellt werden müssen: Pos. Men. Bezeichnung 1 1 Geregelter Lötkolben, auch für SMD-Lötungen geeignet 2 je 1 Satz Schraubendreher für Schlitz- und Kreuzschrauben 3 1 Geeigneter Elektronik-Seitenschneider 4 1 Rundzange 5 1 Flachzange 6 1 Abisolierwerkzeug 7 1 Abgleichwerkzeug (gegebenenfalls für Spindel-Trimmwiderstände) 8 1 Pinzette 9 1 SMD-Pinzette 10 1 Persönliche ESD-Grundausrüstung (z. B. Armband) 11 1 Einsetzwerkzeug für Lötstifte 12 1 Lötzinnabsauger 13 je 1 Maulschlüssel SW 5; SW 5,5; SW 7 S B1 -wk-gelb

6 3.2.2 Hilfsmittel, die für jeden Prüfling bereitgestellt werden müssen: Pos. Men. Bezeichnung 1 1 Bestückungsrahmen für Leiterplatten 2 1 Adapterkarte für Europakarte mit Steckverbindung nach DIN EN , 64-polig, Bauform C, (2 32-polig, a/c-belegung) 3 1 Rastermaß-Biegeschablone/-Biegevorrichtung 4 1 Lötzinn/Entlötlitze (Achtung, teilweise SMD-Bestückung) 5 1 Klebeetiketten 6 1 Schreibzeug (u. a. wasserfester Filzschreiber) Prüfmittel, die für jeden Prüfling bereitgestellt werden müssen: Pos. Men. Bezeichnung 1 1 Multimeter mit Zubehör Kanal-Speicher-Oszilloskop mit Einzeltriggerung und Zubehör (unter anderem Tastteiler 10 : 1) 3 1 Rechteckgenerator, Frequenz einstellbar bis 200 khz, Pegel: ±10 V und TTL Prüfmittel, die für 1 bis 5 Prüflinge bereitgestellt werden müssen: Pos. Men. Bezeichnung 1 1 Messgerät für VDE-Messung (DIN VDE ) 3.3 Während des Durchführungsauftrags der praktischen Aufgabe werden die unten stehenden Materialien, Werkzeuge und Hilfsmittel und Prüfmittel benötigt Werkzeuge und Prüfmittel, die für jeden Prüfling bereitgestellt werden müssen: Pos. Men. Bezeichnung 1 1 Multimeter mit Zubehör Kanal-Speicher-Oszilloskop mit Einzeltriggerung und Zubehör (unter anderem Tastteiler 10 : 1) 3 je 1 Satz Schraubendreher für Schlitz- und Kreuzschrauben verschiedener Größen 4 1 Abgleichwerkzeug (gegebenenfalls für Spindel-Trimmwiderstände) 5 1 Persönliche ESD-Grundausrüstung (z. B. Armband) 6 1 Werkzeug für eingesetzte externe Komponenten Prüfmittel, die für 1 bis 5 Prüflinge bereitgestellt werden müssen: Pos. Men. Bezeichnung 1 1 Messgerät für VDE-Messung (DIN VDE ) 4 Zusätzliche Prüfmittel, Werkzeuge, Hilfsmittel, Materialien, Baugruppen, Bauteile, Leitungen, Halbzeuge und Normteile, die bereitgestellt werden müssen: 4.1 Taschenrechner, Tabellenbücher, Formelsammlung, Übersetzungshilfe Bei der Durchführung der Arbeitsaufträge sind die Verwendung eines Taschenrechners, Tabellenbücher, einer Formelsammlung und einer Übersetzungshilfe Deutsch-Englisch/Englisch-Deutsch in Buchform zugelassen. 4.2 Dokumentation Für die Dokumentation beziehungsweise für die aufgabenspezifischen Unterlagen wird ein Schnellhefter DIN A4 benötigt. 4.3 Datenblätter Der Prüfling muss sich über die verwendeten Bauelemente informieren. Folgende Datenblätter Ihrer verwendeten Bauelemente müssen in Ihrer Dokumentation vorhanden sein. Diese übergeben Sie nach Beendigung der Prüfung dem Prüfungsausschuss: MAX1480A MAX222 Notwendige Daten sind: General Descriptions, Features, Applications, Electrical Characteristics, Absolute Ratings, Operating Conditions, Thermal Datas 6 S B1 -wk-gelb

7 IHK Arbeitsauftrag Beschreibung Komponente 1 (-A1) Die Komponente 1 dient als Busmanager zur Einstellung und Steuerung des Schnittstellenkonverters bei Betrieb mit der RS485-Schnittstelle. Der Busmanager, die Komponente 1 (-A1), besteht aus folgenden Teilkomponenten: -A1.B1 Mikrocontroller-MC2v0-Einschub -A1.B1.1 Steuereinheit mit Betriebssoftware 3191S11 -A1.B1.2 LED-Anzeige (ohne Funktion für diese Prüfung) A1.B2 Testplatine für -A1.B A1.B3 Testplatine mit Flachbandleitung A1.B4.1 Standardprüfungsrahmen -A1.B4.2 Busleiterplatte für den Rückwandbus A1.B5.1 Eingabe und Bustreiber -A1.B5.2 LCD-Anzeige Beschreibung Der Busmanager (-A1.B1) steuert die Richtung der Datenübertragung auf der RS485-Schnittstelle, wenn der Schnittstellenkonverter (-A2) den RS232-Standard auf den RS485-2-Draht-Standard umsetzt. Für Testzwecke und Bitfehler-Messungen steht zusätzlich eine RS232-Schnittstelle zur Verfügung. Der Busmanager (-A1.B1) kommuniziert mit dem Konverter (-A2) und der Ein-/Ausgabeeinheit (-A1.B5) über den Rückwandbus. Baugruppe -A1.B1, Steuereinheit Busmanager Technische Daten Versorgungsspannung Steuereinheit -A1.B1 Test-Schnittstelle Konfiguration Anschluss Schnittstellentyp Bus-Schnittstelle Test-Schnittstelle Konfiguration Anschluss Schnittstellentyp 5 V DC an Rückwandbus -X1 (Steckverbindung DIN EN , 64-pol., 2 x 32-polig, a/c-belegung) Mikrocontroller PIC16F887 / 10 MHz (-A1.B1) E/A-Einheit (-A1.B5) Betriebssoftware 3191S11 RS232-Schnittstelle TxD, RxD und GND Sub-D-Steckverbindung, Stiftkontakt, 9-polig DEE (engl. DTE) Rückwandbus (Steckverbindung DIN EN , 64-pol., 2 x 32-polig, a/c-belegung) RS232-Schnittstelle TxD, RxD und GND Sub-D-Steckverbindung, Stiftkontakt, 9-polig DEE (engl. DTE) Unterstützte Schnittstellenstandards EIA/TIA-485, DIN RS232 < > RS485-2-Draht / halbduplex RS232 < > RS422-4-Draht / vollduplex Datenrichtungsumschaltung bei RS485-Betrieb Datenformat/Codierung Tri-State des Treibers Übertragungsgeschwindigkeit in kbit/s Testbetrieb Selbststeuernde Sende-/Empfangsumschaltung UART (asynchron mit Start-/Stopp-Bit) / NRZ 11,5 Bit nach Startflanke 2,4 / 4,8 / 9,6 / 19,2 / 57,6 / 115,2 Mit TxD und RxD der RS232-Schnittstelle Bitfehler-Messung (BERT) Timeout-Messung S B1 -wk-gelb

8 Die Betriebssoftware, eine Testplatine (-A1.B3) und die zugehörige Testsoftware werden mit dem Mikrocontroller-Einschub zur Verfügung gestellt. Standard-Prüfungsrahmen (-A1.B4.1) Busplatine (-A1.B4.2) Betriebssoftware 3191S11 Komponente -A1.B5, Ein-/Ausgabeeinheit für Steuereinheit Busmanager -A1.B1 Die Komponente dient zur Steuerung des Busmanagers mittels 4 Tastern und der LCD-Einheit. Die Konfiguration und der Betriebszustand werden über 4 Leuchtdioden angezeigt. Die Komponente -A1.B5 kommuniziert mit dem Busmanager (-A1.B1) über den Rückwandbus. Technische Daten Versorgungsspannung (Steckverbindung DIN EN , 64-pol., 2 x 32-polig, a/c-belegung) 5 V DC an -X1:1a,c 12 V DC an -X1:31a 0 V an -X1:32a,c Bus-Schnittstelle Rückwandbus (Steckverbindung DIN EN , 64-pol., 2 x 32-polig, a/c-belegung) Eingabe Taster Menüsteuerung Aufgabe -S1 Next Nächster Menüpunkt -S2 Change Einstellung ändern -S3 Run Umsetzung starten -S4 Halt Umsetzung anhalten Ausgabe LCD Menüanzeige Modul 2x16 Befehlssatz HD oder kompatibel Kontrast-Einstellung Hintergrundbeleuchtung Anschluss 4-Bit-Datenbus Ausgabe -LED LED Betriebszustand -P1 RS422 (grün) -P2 RS485 (grün) -P3 Test (gelb) -P4 Run (rot) 8 S B1 -wk-gelb

9 IHK Arbeitsauftrag Beschreibung Komponente 2 (-A2) Die Komponente 2 (-A2) ist ein Schnittstellenkonverter für folgende Schnittstellenstandards: RS232 < > RS422 4-Draht / vollduplex / bidirektional RS232 < > RS485 2-Draht / halbduplex / bidirektional (Standard) Der Schnittstellenkonverter (Baugruppe -A2) nimmt bei der Umsetzung von RS232 nach RS422 ausschließlich eine elektrische Signalkonvertierung vor. Da bei Halbduplex-Betrieb einer 2-Draht-Verbindung die Richtung der Datenübertragung laufend wechselt, ist bei der Konvertierung auf den RS485-2-Draht-Standard zusätzlich die Komponente 1, der Busmanager (-A1.B5), erforderlich, welcher den Sender und Empfänger der RS485-Schnittstelle datenflussorientiert steuert. Die Baugruppe -A2 kommuniziert mit dem Busmanager (-A1.B1) über den Rückwandbus. Technische Daten Versorgungsspannung 5 V DC über Rückwandbus -X1 (Steckverbindung DIN EN , 64-pol., 2 x 32-polig, a/c-belegung) RS232-Schnittstelle nach ITU-T V.28, EIA/TIA-232, DIN Schnittstellentyp DEE (engl. DTE) Übertragungsart protokolltransparent Übertragungsgeschwindigkeit in kbit/s 2,4 / 4,8 / 9,6 / 19,2 / 57,6 / 115,2 Übertragungslänge 0 m m, geschirmt (ab 38,4 kbit/s max. 5 m) Anschluss Sub-D-Steckverbindung, Stiftkontakt 9-polig (DTE) in der Frontblende RxD, TxD, GND RTS mit CTS verbunden DSR und DTR verbunden Datenindikator LED grün (RxD), Empfangsdaten, dynamisch LED grün (TxD), Sendedaten, dynamisch RS422/RS485-Schnittstelle nach EIA/TIA-485, DIN Schnittstellenstandards RS485-2-Draht, halbduplex RS422-4-Draht, vollduplex Datenformat UART (Start-/Stopp-Bit-Verfahren) Codierung NRZ (No-Return-to Zero) Zeichenlänge * 10/11 Bit Übertragungsraten* Entsprechend RS232-Schnittstelle Übertragungslänge 0 m m, Twisted Pair, geschirmt Datenrichtungsumschaltung* (1) selbststeuernd datenflussgesteuert Abschlusswiderstände (aktiv) zuschaltbar, 390-W-Pullup, Pulldown 150-W-Abschlusswiderstand Anschluss Daten/Schirm Steckverbindung 6-polig Bus Schnittstelle Allgemeine Daten Schutzbeschaltung * Bei RS485-Betrieb Busmanager erforderlich Rückwandbus (Steckverbindung DIN EN , 64-pol., 2 x 32-polig, a/c-belegung) Suppressor-Dioden Gasableiter Umgebungstemperaturbereich 0 C C Galvanische Mehr-Wege-Trennung RS232 // RS485 EMV Konform zur EMV-Richtlinien S B1 -wk-gelb

10 HINWEIS: Gegenstand der EMV-Richtlinie 2004/108/ ist die elektromagnetische Verträglichkeit von Betriebsmitteln. Geräte, deren Übereinstimmung mit dieser Richtlinie nachgewiesen werden, sind mit der CE-Kennzeichnung zu versehen, die diese Übereinstimmung bescheinigt. Sie ist vom Hersteller oder seinem Bevollmächtigten anzubringen. Anhand der technischen Unterlagen muss es möglich sein, die Übereinstimmung des Geräts mit den grundlegenden Anforderungen dieser Richtlinie zu beurteilen. Mit Suppressor-Dioden und Gasableiter können die EMV-Schutzanforderungen realisiert werden. Die CE-Kennzeichnung mit Hinweis auf die Richtlinie ist auf dem Gerät oder auf seinem Typenschild anzubringen. Ist dies wegen der Beschaffenheit des Geräts nicht möglich oder nicht sinnvoll, ist die CE-Kennzeichnung auf der Verpackung, sofern vorhanden, oder auf den Begleitunterlagen anzubringen. Die Suppressor-Dioden (Transient Voltage Suppressor Diode TVS-Dioden) schützen den Konverter vor kurzzeitigen Überspannungsimpulsen (Transienten), wie sie bei elektrostatischen Entladungen, Lastwechseln und induktiven Schaltvorgängen im Netz oder bei Leitungsreflexionen entstehen können. Gasableiter (Surge Arrester) sind mit Edelgas gefüllte Überspannungsableiter (GTD) und bieten erweiterten Schutz vor großen Überspannungen, wie sie auf Kabelverbindungen u. a. bei nahen Blitzeinschlägen auftreten und in den Konverter gelangen können. Ein Gasentladungs-Ableiter besteht aus zwei Elektroden, die in einem mit Gas gefüllten Raum eingeschlossen sind. Der Widerstand des Gases ist im Normalzustand sehr hoch. Bei Erreichen der Durchschlagspannung wird das Gas ionisiert und ein sehr gut leitender Lichtbogen entsteht. Vorteile dieser Ableiter liegen in der relativ hohen Energie, die über den Lichtbogen abgeleitet werden kann, sowie im extrem hohen Widerstand unterhalb des Schwellwerts. 10 S B1 -wk-gelb

11 IHK Arbeitsauftrag Beschreibung Komponenten 3 und 4 (-A3 und -A4) Komponente 3 Die Komponente 3 dient als 2-Draht-Leitungsnachbildung. Die Nachbildung einer Twisted-Pair-Leitung kann zum Testen des RS422/RS485-Busses verwendet werden. Die Leitung besteht aus zehn Abschnitten, die mit Verbindungsbrücken verbunden werden können. Komponente 3 bildet eine Twisted-Pair-Leitung nach. Diese hat in etwa folgende Werte: Litze: 24 0,2 Querschnitt : 1 mm 2 Technische Daten Leitungslänge Widerstandsbelag R Induktivitätsbelag L Kapazitätsbelag C Ableitungsbelsg G Wellenwiderstand Z Anschluss Ausgänge Eingänge Schirm Bus-Schnittstelle L /2 R /2 10 Abschnitte je 100 m ca. 2 W / 100 m ca. 66 μh / 100 m ca. 4,7 nf / 100 m wird nicht berücksichtigt ca. 120 W Steckverbindung, 6-polig OUT+ OUT IN+ IN 2 SHIELD Rückwandbus nicht belegt (Steckverbindung DIN EN , 64-pol., 2 x 32-polig, a/c-belegung) L /2 R /2 G /2 C /2 Komponente 4 Für die Umsetzung der geforderten Parameter kann eine betriebsspezifische Spannungs-/Stromversorgung oder die Standard-Stromversorgung IK-88/1 verwendet werden. Technische Daten Am Ausgang der Stromversorgung müssen die folgenden Spannungen zur Verfügung stehen. 1. Nennspannung +5 V Toleranz ±5 % Nennstrom 1 A 2. Nennspannung einstellbar V Nennstrom 1 A 3. Nennspannung einstellbar V Nennstrom 1 A Bei Verwendung der Komponente 1 aus diesen Bereitstellungsunterlagen für den Ausbildungsbetrieb müssen die genannten Spannungen auf der Bus-Platine (Separates Heft: Herstellungsunterlage Mikrocontroller- Einschub MC2v0) und an eine Frontplatte geführt werden. Die Spannungen auf der Frontplatte werden über 4-mm-Buchsen bereitgestellt. Für diese Prüfung wird die Spannungsversorgung auf +12 V, 12 V, +5 V eingestellt. Die 0-V-Anschlüsse der Spannungen +5 V und ±12 V müssen verbunden werden. S B1 -wk-gelb

12 A A Komponente 4 Stromversorgung Komponente 1 Baugruppe -A1.B4.1 Standard-Prüfungsrahmen Komponente 1 Baugruppe -A1.B4.2 Busplatine Komponente 1 Baugruppe -A1.B1 Mikrocontroller-Einschub B B C C Bestückungsvorschlag bei Verwendung der hergestellten Komponenten aus diesem Heft D D E E Komponente 1 Baugruppe -A1.B5 Komponente 2 Baugruppe -A2 Komponente 3 Baugruppe -A3 F F Arbeitsauftrag Gesamtmontagezeichnung bei Einsatz Elektroniker/-in für der Baugruppen dieses Heftes IHK 12 S B1 -wk-gelb

13 IHK Arbeitsauftrag Komponente 1 Herstellungsunterlagen 1 Allgemeine Hinweise Falls keine betriebsspezifischen für die Umsetzung der Schnittstellenparameter zur Verfügung stehen, können die auf Seite 7 geforderten Schnittstellenparameter durch die nachfolgend beschriebenen Baugruppen eingehalten werden. Die Baugruppe -A1.B1 (Mikrocontroller-Einschub) wurde erstmals in der Abschlussprüfung Teil 1 Herbst 2010 für Elektroniker/-in für komplett aufgebaut und eingesetzt. Für die Einschübe wird der Standard-Prüfungsrahmen (Baugruppe -A1.B4.1) mit Busplatine (Baugruppe -A1.B4.2) benötigt. Zur Prüfung des Mikrocontroller-Einschubs benötigen Sie die Baugruppen -A1.B2, -A1.B3 und einen Mikrocontroller 16F887 mit der Testsoftware 3190MC2v0. Die Testbaugruppen (Baugruppen -A1.B2 und -A1.B3) und die Testsoftware 3190MC2v0 werden nur zu Testzwecken beim Aufbau des Mikrocontrollers benötigt. In einem separaten Heft Herstellungsunterlagen Mikrocontrollersystem MC2v0 sind folgende Elemente beschrieben: Herstellungsunterlagen des Mikrocontrollersystems MC2v0 Herstellungsunterlagen der Testbaugruppen -A1.B3 und -A1.B4 Beschreibung der Testsoftware 3190MC2v0 Dieses Heft steht Ihnen auf unserer Internetseite zur Verfügung. An der Bus-Platine müssen folgende Spannungen anstehen: +12 V an Anschluss 31a 12 V an Anschluss 31c +5 V an Anschluss 1a, 1c 0 V an Anschluss ( 0 V ) 32a, 32c Die 0-V-Anschlüsse der Spannungen +5 V und 12 V müssen verbunden werden. 2 Aufbau Stellen Sie die Baugruppen während der Material-Bereitstellung her und testen Sie diese auf Funktion. 3 Inhalt Übersicht Seite 12 Komponente 1, Baugruppe -A1.B1... B4, Mikrocontroller-Einschub Separates Heft Komponente 1, Baugruppe -A1.B5 Seite 16 Komponente 1, Information zur Betriebssoftware Seite 14 S B1 -wk-gelb

14 IHK Arbeitsauftrag, Komponente 1 Baugruppe -A1.B1, Mikrocontroller Betriebssoftware 3191S11 Hinweise Der Mikrocontroller PIC 16F887 muss mit der Betriebssoftware programmiert werden. Den Hex-Dump zum Programmieren des PICs (Datei: 3191S11.txt) finden Sie auf unserer Internetseite. Zur Programmierung benötigen Sie die unten stehende Konfiguration. Für die eigenständige Programmierung des PIC 16F887 mit der Betriebssoftware wird weitere externe Hardware (zum Beispiel ein PIC-Programmiergerät, ein PC für die Programmiersoftware) und die Programmiersoftware benötigt. Hinweise hierzu erhalten Sie im Internet. Der PIC 16F887 kann bereits mit der Betriebssoftware programmiert, bei den einschlägigen Lieferanten für Prüfungsmaterialien bezogen werden. Beschreibung der Software Die Software hat folgende Funktionen, die über die Ein-/Ausgabeeinheit menügesteuert eingestellt werden können: RS232 < > RS422 / 4-Draht-Betrieb des Konverters RS232 < > RS485 / 2-Draht-Betrieb des Konverters mit Steuerung der Datenrichtung Erzeugung eines Testsignals TxD an der RS232-Schnittstelle (Sub-D-Steckverbindung -A1.B1.X9) Bitfehler- und Timeout-Messungen bei Test-Betrieb. Die Eingaben an die Software des Busmanagers erfolgen mit vier Tastern, der Ein-/Ausgabeeinheit: Die Ausgabe erfolgt über LCD-Einheit und vier Leuchtdioden der Ein-/Ausgabeeinheit -A1.B5. Eingabe Taster -S1 -S2 -S3 -S4 Ausgabe über LCD Menüanzeige Zeile 1 Zeile 2 Ausgabe über LED LED -P1 grün -P2 grün -P3 gelb -P4 rot Configuration Bits set in Code Menüsteuerung Funktion Next Nächster Menüpunkt Change Einstellung ändern Run Umsetzung starten Halt Umsetzung anhalten Anzeige Aktuelle Menüeinstellung und Status Menüsteuerung nächster Schritt Anzeige Betriebszustand RS422 RS232/RS422-Betrieb RS485 RS232/RS485-Betrieb Test Test-Mode Run Konverter gestartet Adresse 2007 Value 20E2 Field Setting OSC HS Oscillator WDT Disabled PUT Enabled MCLRE RE3 / MCLR Pin Function is MCLR CP Off CPD Disabled BOREN Disabled IESO Disabled FCMEN Disabled LVP RB3 Pin has digital I/O Adresse 2008 Value: 3FFF Field Setting BOR4V Set to 4V WRT Off 14 S B1 -wk-gelb

15 IHK Arbeitsauftrag, Komponente 1 Baugruppe -A1.B1, Mikrocontroller Betriebssoftware 3191S11 KONFIGURATION -> NEXT Übertragungsgeschwindigkeiten bei RS485-Mode und RS422-Test-Mode: 2,4 / 4,8 / 9,6 / 19,2 / 57,6 / 115,2 kbit/s RS-422 MODE -> NEXT -> CHANGE NORMAL MODE -> NEXT -> CHANGE RS-485 MODE -> NEXT -> CHANGE TEST MODE -> NEXT -> CHANGE 2400 BPS -> NEXT -> CHANGE 2400 BPS -> NEXT -> CHANGE 4800 BPS -> NEXT -> CHANGE 4800 BPS -> NEXT -> CHANGE BPS -> NEXT -> CHANGE BPS -> NEXT -> CHANGE NORMAL MODE -> NEXT -> CHANGE TRANSMIT: A -> NEXT -> CHANGE TEST MODE -> NEXT -> CHANGE TRANSMIT: Z -> NEXT -> CHANGE TRANSMIT: A -> NEXT -> CHANGE BIT-ERROR OFF -> NEXT -> CHANGE TRANSMIT: Z -> NEXT -> CHANGE BIT-ERROR ON -> NEXT -> CHANGE BIT-ERROR OFF -> NEXT -> CHANGE IDLE RS422 MODE -> RUN -> CHANGE BIT-ERROR ON -> NEXT -> CHANGE RUN RS422 MODE -> HALT IDLE RS485 MODE -> RUN -> CHANGE RUN RS485 MODE -> HALT Treten im Test-Mode Fehler auf, wird der Test mit der Anzeige des Fehlers abgebrochen BIT-ERROR -> NEXT KONFIGURATION -> NEXT TIMEOUT-ERROR -> NEXT S B1 -wk-gelb

16 A1.B5.1 A A B B C 270 C 270 -A1.B5.2 D D 6,8u -X2/1 -X3/2 -X2/2 :2 :3 :1 -X3/1 E E :4 :5 :6 :7 :8 :9 :10 :11 :12 :13 :14 -X4 :17 :18 F... b F IHK Arbeitsauftrag, Komponente 1 Baugruppe -A1.B5 Elektroniker/-in für Stromlaufplan 6,8u 16 S B1 -wk-gelb

17 IHK Arbeitsauftrag, Komponente 1 Baugruppe -A1.B5, Anzeige-Einheit Stückliste 1 Pos. Men. Kennzeichnung Bezeichnung Typ/Wert/Norm Bauform Bemerkung 1 1 Frontplatte 3191S115A, gefertigt nach Al Bl 2 mm 106,3 mm DIN 1783 Zeichnung Seite ,4 mm 2 1 Zu Baugruppe -A1.B5.1 Leiterplatte 3191S112A, gefertigt nach Layout Seite Zu Baugruppe -A1.B5.2 Leiterplatte 3191S114A, gefertigt nach Layout Seite Leiterplattenhalter 5 1 Griff für Frontplatte, komplett 6 5 Zylinderschraube ISO 1207-M2, Zylinderschraube ISO 1207-M2, Sechskantmutter ISO 4032-M2, Scheibe ISO ,5-200HV Federring Für M2, Halsschraube M2,5 12, Nippel für Halsschraube 13 4 Distanzhülse für M2,5-Schraube Länge l = 10 mm A1.B5.2.MP1... 3, Lötstift Für 1,3 mm -A1.B5.2.XP A1.B5.X1 Steckverbindung, Stiftkontakt, für Leiterplattenmontage DIN EN , 64-pol. (2 32-polig, a/c-beleg.) A1.B5.1.X2/1 Steckverbindung, Stiftleistenwanne 2-reihig, 20-polig -A1.B5.2.X3/ A1.B5.1.X2/2 Steckverbindung, Buchsenkontakt 2-reihig, 20-polig -A1.B5.2.X3/ A1.B5.2.X4 Steckverbindung, Stiftleiste, Buchsenkontakt 1-reihig, 9-polig RM1,27 für Display Pos. 26 Höhe 4,3 mm z.b. EA B A1.B5.1.XJ Steckverbindung, Stiftkontakt, für Leiterplattenmontage 1-reihig, 2-polig RM2, A1.B5.1.P1, P2 Leuchtdiode 3 mm, grün Leiterpl.-Mon A1.B5.1.P3 Leuchtdiode 3 mm, gelb Leiterpl.-Mon A1.B5.1.P4 Leuchtdiode 3 mm, rot Leiterpl.-Mon A1.B5.2.P5 LC-Display DIP162-DHNLED, 2 Zeilen je 16 Zeichen, mit Controller HD44780, Rahmen, Hintergrundbeleuchtung und Befestigungsmaterial Abmessungen siehe Zeichnung Seite Jumper Steckverbindung, Buchsenkontakt 1-reihig, 2-polig A1.B5.S Schalter, Taster 1-polig EIN, mit Lötfahnen Frontplattenmontage Frontplattenmontage A1.B5.1.K1, K4 IC, SMD 74HC244 SOIC A1.B5.1.K2 IC, SMD 74HC373 SOIC A1.B5.1.K3 IC ULN2803A DIP IC-Fassung DIP A1.B5.1.R18 Spindel-Trimmwiderstand, stehend, 10 kw RM5x2,5 von oben einstellbar A1.B5.1.R26 Widerstand, SMD 100 W / 1W A1.B5.1.R Widerstand, SMD 270 W A1.B5.1.R17 Widerstand, SMD 27 kw 1206 S B1 -wk-gelb

18 IHK Arbeitsauftrag, Komponente 1 Baugruppe -A1.B5, Anzeige-Einheit Stückliste 2 Pos. Men. Kennzeichnung Bezeichnung Typ/Wert/Norm Bauform Bemerkung A1.B5.1.R , Widerstand, SMD 47 kw 1206 R A1.B5.1.C2, Kondensator, Keramik-Vielschicht, 100 nf / 50 V 1206 C SMD A1.B5.1.C1, C8 Kondensator, Tantal, SMD 6,8 µf / 20 V Bauform C A1.B5.1.C3 Kondensator, Tantal, SMD 10 µf / 16 V Bauform C 38 1 Flachbandleitung mit Randmarkierung 20-adrig RM1,27 Länge l = 200 mm 39 1 Isolierter Schaltdraht, Cu-verzinnt, PVC-Isolation Außendurchmesser 1,4 mm Querschnitt 0,5 mm 1-adrig, 0,8 mm Länge l = 1000 mm 18 S B1 -wk-gelb

19 ,4 2.5 (Maße für Display gelten für den ausgeschriebenen Typ) X Maß X richtet sich nach den verwendeten Bauteilen. Positionsangaben beziehen sich auf die Seiten 17 und 18 dieser Material-Bereitstellungsliste. IHK Arbeitsauftrag, Komponente 1 Baugruppe -A1.B5, Frontplatte 3191S115A Maßzeichnung S B1 -wk-gelb

20 11, 12 6, 8, RS422 NEXT RUN RS485 TEST RUN CHANGE HALT 4 5, 8, 9 1 Positionsangaben beziehen sich auf die Seiten 17 und 18 dieser Material-Bereitstellungsliste. Positionen 22 bis 24 werden auf der Leiterplatte montiert. IHK Arbeitsauftrag, Komponente 1 Baugruppe -A1.B5, Frontplatte 3191S115A Montagezeichnung 20 S B1 -wk-gelb

21 Seite BS Seite LS IHK Arbeitsauftrag, Komponente 1 Baugruppe -A1.B5.1, Ein-/Ausgabeeinheit Layout S B1 -wk-gelb

22 Seite BS Bohrplan Size Qty Sym PLTD PLTD PLTD PLTD Size Qty Sym PLTD PLTD PLTD NPLTD IHK Arbeitsauftrag, Komponente 1 Baugruppe -A1.B5.1, Ein-/Ausgabeeinheit Bestückungsplan 22 S B1 -wk-gelb

23 LCD-Anzeigemodul Das LCD-Modul wird auf eine Buchsenleiste (1-reihig, 9-polig, RM1,27, Höhe 4,3 mm) gesteckt Baugruppe -A1.B5.2, Leiterplatte Seite LS Seite BS Size Qty Sym PLTD PLTD PLTD PLTD NPLTD IHK Arbeitsauftrag, Komponente 1 Baugruppe -A1.B5.2, Ein-/Ausgabeeinheit Maßzeichnung LCD/Leiterplatte S B1 -wk-gelb

24 IHK Arbeitsauftrag, Komponente 1 Baugruppe -A1.B5, Ein-/Ausgabeeinheit Funktionsbeschreibung Die Baugruppe -A1.B5 dient zur Einstellung und Konfiguration des Busmanagers und zur Steuerung des RS232-RS422/RS485-Konverters. Die Einstellungen und Eingaben erfolgen menügesteuert über vier Taster und eine 2-zeiligen LCD-Einheit. Der Betriebszustand des Konverters (-A2) wird über vier Leuchtdioden (LED) angezeigt. Wird der Konverter (-A2) im RS422-Modus betrieben, ist die Baugruppe -A1 nicht zwingend erforderlich. Die Einstellungen müssen jedoch mit Verbindungsbrücken auf der Baugruppe -A2 selbst vorgenommen werden. Die Baugruppe -A1.B5 kommuniziert mit dem Busmanager (-A1.B1) über den Rückwandbus. Versorgungsspannung LCD-Hintergrundbeleuchtung Betriebserde 5 V DC an -X1:1a,c (Steckverbindung DIN EN , 64-pol., 2 x 32-polig, a/c-belegung) 12 V DC an -X1:31a 0 V an -X1:32a,c Bus-Schnittstelle Rückwandbus (Steckverbindung DIN EN , 64-pol., 2 x 32-polig, a/c-belegung) Anschluss Signal Funktion/Anzeige -X1:20a (A) Taster -S4-Halt Konverter anhalten -X1:21a (A) Taster -S3-Run Konverter starten -X1:22a (A) Taster -S2-Change Menüsteuerung: Einstellung ändern -X1:23a (A) Taster -S1-Next Menüsteuerung: Nächster Menüpunkt -X1:11c (E) Tri-State Bustreiber -K1.1 -X1:21a (E) LCD-RS Register Auswahl -X1:22a (E) LCD-R/W Schreib-/Leseauswahl -X1:23a (E) LCD-E Startet Schreib-/Lesevorgang -X1:24a (E) LCD-D4 Datenbus -X1:25a (E) LCD-D5 Datenbus -X1:26a (E) LCD-D6 Datenbus -X1:27a (E) LCD-D7 Datenbus -X1:10c (E) Tristate Bustreiber -K4.1,2 -X1:20a (E) LED -P1 RS422 grün -X1:21a (E) LED -P2 RS485 grün -X1:22a (E) LED -P3 Test gelb -X1:23a (E) LED -P4 Run rot -X1:12c (E) Latch Bustreiber -K2 -X1:15c (E) Tri-State Bustreiber -K2 (E) Eingang (A) Ausgang 24 S B1 -wk-gelb

25 IHK Arbeitsauftrag, Komponente 1 Baugruppe -A1.B5, Ein-/Ausgabeeinheit Funktionsprüfung 1 Vorbereitung Keine Baugruppe im Standard-Prüfungsrahmen Stromversorgung im Standard-Prüfungsrahmen einschalten Versorgungsspannungen überprüfen Stromversorgung im Standard-Prüfungsrahmen auschalten 2 Einstellungen Folgende Verbindungsbrücken stecken: -XJ1: Bus-Treiber -K1.1 für Taster -S1 bis -S4 im Tri-State -XJ2: Bus-Treiber -K2 für LED -P1 bis -P4 keine Übernahme -XJ3: Bus-Treiber -K2 für LED -P1 bis -P4 im Tri-State -XJ4: Bus-Treiber -K4.1/-K4.2 für LCD im Tri-State -XJ5: LCD-Hintergrundbeleuchtung ein Baugruppe in den Standard-Prüfungsrahmen einstecken Stromversorgung im Standard-Prüfungsrahmen einschalten 3 Kontrastabgleich LC-Display Trimmwiderstand so einstellen, dass im Display in der ersten Zeile ein schwarzer Balken sichtbar wird Stromversorgung im Standard-Prüfungsrahmen ausschalten 4 Funktionsprüfung Mikrocontroller Einschub (-A1.B1) in Standard-Prüfungsrahmen einstecken Die Verbindungsbrücke für -A1.B1.XJ13 muss gesteckt sein. Stromversorgung im Standard-Prüfungsrahmen einschalten Reset am Mikrocontroller-Einschub auslösen Überprüfen Sie das Menü entsprechend Seite 15 Überprüfen Sie das Signal im Test-Mode am Sub-D-Stecker -X9/Stift 3 Einstellungen im Menü: RS422-Mode Test-Mode Bit-Error Off Transmit: A Übertragungsgeschwindigkeiten: 2,4 kbit/s und 115,2 kbit/s Messpunkt Sub-D-Stecker -X9/Stift 3 Stromversorgung im Standard-Prüfungsrahmen ausschalten Die LEDs -A1.B1.2. P1... P8 haben in dieser Anwendung keine Funktion und sind ausgeschaltet. 2,4 kbit/s 115,2 kbit/s S B1 -wk-gelb

26 A A B B C C D D E E F F IHK Arbeitsauftrag, Komponente 2 Baugruppe -A2 Elektroniker/-in für Stromlaufplan 26 S B1 -wk-gelb

27 IHK Arbeitsauftrag, Komponente 2 Baugruppe -A2 Stückliste 1 Pos. Men. Kennzeichnung Bezeichnung Typ/Wert/Norm Bauform Bemerkung 1 1 Frontplatte 3191S116A, gefertigt nach Al Bl 2 mm 40,3 mm DIN 1783 Zeichnung Seite ,4 mm 2 1 Leiterplatte 3191S111B, gefertigt nach Layout Seite Leiterplattenhalter 4 1 Griff für Frontplatte, komplett 5 5 Zylinderschraube ISO 1207-M2, Zylinderschraube ISO 1207-M2, Sechskantmutter ISO 4032-M2, Scheibe ISO ,5-200HV 9 10 Federring Für M2, Halsschraube M2,5 12, Nippel für Halsschraube A2.MP , Lötstift Für 1,3 mm -A2.XP A2.X1 Steckverbindung, Stiftkontakt, für Leiterplattenmontage DIN EN , 64-pol. (2 x 32-polig, a/c-beleg.) A2.X2 Steckverbindung, Sub-D-Stecker, 90 abgewinkelt, Stiftkontakt 9-polig Leiterplattenmontage A2.X3 Steckverbindung, 90 abgewinkelt, 6-polig, siehe Zeichnung Leiterplattenmontage Buchsenkontakt Seite 28, z. B. Phoenix Contact Combicon MC1,5/6-G-3,5-RN A2.XJ1... 7, Steckverbindung, Stiftkontakt, 1-reihig, 2-polig RM2,54 -A2.XJ , für Leiterplattenmontage Jumper Steckverbindung, Buchsenkontakt 1-reihig, 2-polig A2.P1, P2 Leuchtdiode 3 mm, grün 19 2 Frontplattenfassung für Leuchtdiode Für 3 mm A2.K1 IC, SMD MAX222 SOIC A2.K10 IC, SMD 74HC74 SOIC A2.K2, K6, K9 IC, SMD 74HC86 SOIC A2.K8 IC, SMD 74HC244 SOIC A2.K11 IC, SMD 74HC373 SOIC A2.K4 IC, SMD 74HC4066 SOIC A2.K7 IC, SMD/DC-DC-Umformer TME0505S SIL A2.K3 IC ULN2803 DIP A2.K5, K12 IC / RS /485-Interface MAX1480ACPI+ DIP IC-Fassung DIP IC-Fassung DIP A2.R13, R38 Widerstand, SMD 150 W A2.R4, R5, R9, Widerstand, SMD 200 W 1206 R28, R29, R A2.R2, R3 Widerstand, SMD 270 W A2.R12, R14, R37, Widerstand, SMD 390 W 1206 R A2.R7, R8, R32, Widerstand, SMD 1 kw 1206 R A2.R6, R31 Widerstand, SMD 4,3 kw A2.R1, R , Widerstand, SMD 47 kw 1206 R , R A2.R41 Widerstand, SMD 10 MW 1206 S B1 -wk-gelb

28 IHK Arbeitsauftrag, Komponente 2 Baugruppe -A2 Stückliste 2 Pos. Men. Kennzeichnung Bezeichnung Typ/Wert/Norm Bauform Bemerkung A2.C1... 4, C6, C7, Kondensator, Keramik-Vielschicht, 100 nf / 50 V 1206 C , C SMD A2.C21 Kondensator, Keramik-Vielschicht, 470 nf / 50 V 1206 SMD A2.C5 Kondensator, Tantal, SMD 4,7 µf / 16 V Bauform B A2.C8 Kondensator, Tantal, SMD 10 µf / 16 V Bauform C A2.C13, C20 Kondensator, Tantal, SMD 22 µf / 16 V Bauform D A2.R40 Überspannungsableiter Z. B. EC600x oder technisch vergleichbar 8 6,05 mm RM A2.R10, R11, R35, Diode, Supressor-, Bidirektional Z. B. P6KE6V8CA oder DO15 R36 technisch vergleichbar 46 1 Lötöse für Schutzerde, inklusive Befestigungsmaterial in der Frontplatte 47 1 Null-Modem -Datenleitung, bestehend aus: 2 Steckverbindungen, Sub-D- Stecker 9-polig, Buchsenkontakt Typ polige Datenleitung Belegung: 1-4, 2-3, 3-2, 4-1, 5-5, 6 nc, 7-8, 8-7, 9-9 und S-S 48 1 Isolierte Schaltlitze LiYv, Querschnitt Länge l = 0,2 m 0,5 mm 2, Außendurchmesser 1,8 mm 49 1 Steckverbindung, Stiftkontakt, passend zu Pos polig, z. B. Phoenix Contact Combicom FMC1,5/6-ST-3,5-RF Zeichnung Pos Zeichnung Pos S B1 -wk-gelb

29 X Maß X richtet sich nach den verwendeten Bauteilen. Positionsangaben beziehen sich auf die Seiten 27 und 28 dieser Material-Bereitstellungsliste. IHK Arbeitsauftrag, Komponente 2 Baugruppe -A2, Frontplatte 3191S116A Maßzeichnung S B1 -wk-gelb

30 10, 11 6, 7, RS422/ RS485 RS422/ T(A) RS485 T(B) Sh. D(A) D(B) Shield TxD RxD RS , 8, 9 1 Positionsangaben beziehen sich auf die Seiten 27 und 28 dieser Material-Bereitstellungsliste. Positionen 14 bis 15 werden auf der Leiterplatte montiert. IHK Arbeitsauftrag, Komponente 2 Baugruppe -A2, Frontplatte 3191S116A Montagezeichnung 30 S B1 -wk-gelb

31 Seite BS Seite LS Filme / Gerber-Daten bzw. fertige Leiterplatten sind bei den einschlägigen Lieferanten für Prüfungsmaterialien erhältlich IHK Arbeitsauftrag, Komponente 2 Baugruppe -A2, Leiterplatte 3191S111B Layout S B1 -wk-gelb

32 Seite BS Seite LS IHK Arbeitsauftrag, Komponente 2 Baugruppe -A2, Leiterplatte 3191S111B Bestückungsplan 32 S B1 -wk-gelb

33 Size Qty Sym PLTD PLTD PLTD PLTD PLTD PLTD NPLTD NPLTD IHK Arbeitsauftrag, Komponente 2 Baugruppe -A2, Leiterplatte 3191S111B Bohrplan S B1 -wk-gelb

34 IHK Arbeitsauftrag, Komponente 2 Baugruppe -A2 Herstellungsunterlagen Der Schnittstellenkonverter setzt den Schnittstellenstandard RS232 entweder auf den Standard RS422/4-Draht oder RS485/2-Draht um. Der Schnittstellenkonverter RS232-RS422/RS485 führt nur eine elektrische Signalkonvertierung RS232 nach RS422 durch. Soll der Konverter eine Umsetzung nach dem RS485-2-Draht Standard vornehmen, muss zusätzlich der Busmanager (-A1) eingesetzt werden. Dieser steuert den Sender und Empfänger der RS485-Schnittstelle entsprechend. Die Baugruppe -A2 kommuniziert mit dem Busmanager (-A1.B1) über den Rückwandbus. Schnittstelle zum Busmanager Versorgungsspannung Betriebserde Bus-Schnittstelle 5 V DC an -X1:1a,c (Steckverbindung DIN EN , 64-pol., 2 x 32-polig, a/c-belegung) 0 V an -X1:32a,c Rückwandbus (Steckverbindung DIN EN , 64-pol., 2 x 32-polig, a/c-belegung) Bus-Leitungen -X1:10a (A) * -X1:11a (E) * -X1:12a (E) * -X1:13a (E) -X1:15a (E) -X1:20a (E) -X1:21a (E) -X1:23a (E) -X1:24a (E) -X1:25a (E) -X1:26a (A) -X1:27a (E) -X1:26c (E) Funktion Transmitter -K5 EIN, Receiver -K5 von Transmitter -K1 getrennt (H) Transmitter -K5 AUS, Receiver -K5 mit Transmitter -K1 verbunden (L) Transmitter -K5 ausschalten, Receiver -K5 mit Transmitter -K1 verbinden (L) Transmitter -K5 einschalten, Receiver -K5 von Transmitter -K1 trennen (L) Bustreiber -K11 Latch Enable (H) / Disable (L) Bustreiber -K11 Output Enable (L) / Disable (H) Option (Testsignal) Receiver -K1 mit Transmitter -K5 verbinden (H) / trennen (L) Receiver -K12 mit Transmitter -K1 verbinden (H) / trennen (L) Receiver -K1 Shutdown (L) / aktiv (H) Transmitter -K12 einschalten (H) / ausschalten (L) Bustreiber -K8.1 Output Enable (L) / Disable (H) Bustreiber -K8.2 Output Enable (L) / Disable (H) Option (Testsignal) * Für automatische Richtungssteuerung bei RS485-Betrieb (E) Eingang (H) entspricht High-Pegel (A) Ausgang (A) entspricht Low-Pegel HINWEIS: Bei Betrieb mit Komponente -A1 (Busmanager) dürfen auf Komponente 2 (-A2) nur die Jumper -XJ1, -XJ2, -XJ5, -XJ35, -XJ36 gesteckt sein. 34 S B1 -wk-gelb

35 RS232-Schnittstelle Schnittstellentyp Anschluss -X2 Signale Datenindikator dynamisch RS422-Schnittstelle 4-Draht-Vollduplex Anschluss Bezeichnung Funktion -X3:1 T(A)+ Senden -X3:2 T(B) Senden -X3:4 D(A)+ Empfangen -X3:5 D(B) Empfangen 3-Draht-Schnittstelle R D, T D, GND, DEE Sub-D-Steckverbindung, Stiftkontakt 9-polig RTS mit CTS verbunden DSR und DTR verbunden LED -P1 (T D), Sendedaten LED -P2 (R D), Empfangsdaten RS485-Schnittstelle 2-Draht-Halbduplex Anschluss Bezeichnung Funktion -X3:1 T(A)+ Senden/Empfangen -X3.2 T(B) Senden/Empfangen -X3:4 D(A)+ Empfangen bei Bit-Fehler-Messung im Testbetrieb -X3.5 D(B) Empfangen bei Bit-Fehler-Messung im Testbetrieb Abschlusswiderstände an T(A)+/T(B) Abschlusswiderstände an D(A)+/D(B) zuschaltbar mit Verbindungsbrücken -XJ1 und -XJ2 390-W-Pullup, Pulldown, 150-W-Abschlusswiderstand zuschaltbar mit Verbindungsbrücken -XJ12 und -XJ W-Pullup, Pulldown, 150-W-Abschlusswiderstand Allgemeine Daten Schutzbeschaltung Suppressor-Dioden -R10, -R11, -R35, -R36, Gasableiter -R40 Umgebungstemperaturbereich 0 C C Galvanische Mehr-Wege-Trennung RS232 // RS485 WICHTIG: Beim Anschluss der Datenleitungen an die RS422/485-Schnittstelle muss unbedingt auf die korrekte Polung der Adernpaare geachtet werden, da eine falsche Polung zur Invertierung der Datensignale führt. Die beiden Datenleitungen werden üblicherweise mit A und B bezeichnet. Die Bezeichnungen sind nicht über eine Norm geregelt! Es muss darauf geachtet werden, dass die + -Datenleitung immer mit T(A)+ oder D(A)+ und/oder die -Datenleitung immer mit T(B) oder D(B) verbunden wird. Es muss also immer + mit + und mit verbunden werden. Die Datenleitungen werden meist farblich markiert wie z. B. Datenleitungsader A grün Datenleitungsader B rot Übersicht mit den Eigenschaften der RS232-, RS422- und RS485-Schnittstellen RS232 RS422 RS485 Symmetrische Übertragung nein ja ja Anzahl Sender max Anzahl Empfänger max Betriebsarten halb-duplex halb-duplex halb-duplex voll-duplex Max. Entfernung 15 m 1200 m 1200 m Max. Geschwindigkeit bei 12 m 20 kbs 10 Mbs 35 Mbs Max. Geschwindigkeit bei 1200 m 100 kbs 100 kbs Eingangsempfindlichkeit des Empfängers ± 3 V ± 200 mv ± 200 mv Max. Empfänger Eingangsspannung ± 15 V ± 10 V 8 V V Max. Sender Ausgangsspannung ± 25 V ± 6 V +8 V Min. Sender Ausgangsspannung (mit Last) ± 5 V ± 2.0 V ±1,5 V... 5 V S B1 -wk-gelb

36 Informationen zur RS422-Schnittstelle Die RS422-Schnittstelle nach CCITT-Empfehlung V.11/ x.27 ist eine Weiterentwicklung der RS232-Schnittstelle. Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden Schnittstellen ist, dass die RS422-Schnittstellenleitungen symmetrisch betrieben werden. Die maximale Geschwindigkeit beträgt 10 Mbs über Entfernungen bis zu 1200 Metern bei Punkt-zu-Punkt- Verbindungen (PtP). Mit RS422 lassen sich auch sogenannte Multidrop-Netzwerke realisieren. Bei einem Multidrop-Netzwerk können bis zu zehn Empfänger an einen Sender angeschlossen werden. RS232 RS422 RS232 Eines der Hauptprobleme der RS232-Schnittstelle ist die geringe Störfestigkeit (Noise Immunity) der Signalleitungen gegenüber Störungen. Die Daten- und Signalleitungen der RS232-Schnittstelle haben eine gemeinsame Masseleitung (unsymmetrische Übertragung). Auch Verschiebungen der Erdpotenziale bei Sender und Empfänger können massive Störungen zur Folge haben. Obwohl die Trigger-Pegel bei RS232 mit ±3 V relativ hoch sind, lässt die RS232 nur relativ kurze Entfernungen und niedrige Übertragungsgeschwindigkeiten zu. Diese Einschränkungen haben zu neueren Standards wie RS422 und RS485 geführt. Man kann diese Schnittstellen überall dort einsetzen, wo größere Datenmengen über längere Strecken schnell und kostengünstig übertragen werden müssen. Die TIA/EIA RS422-, RS423- und RS485-Schnittstellen sind kompatibel zu CCITT/ITU-Empfehlungen. V.11/X.27 sind Schnittstellen für serielle, symmetrische (engl. balanced, differential) Datenübertragung. Symmetrische Übertragung bedeutet, dass die Signale dieser Schnittstelle keinen Massebezug haben und damit auch keine Masseverbindung zwischen Sender und Empfänger erforderlich ist. Jedes Signal wird über eine +-Leitung und invertiert über eine -Leitung, d. h. über ein Leitungspaar, übertragen. Die Empfänger werten den Spannungsunterschied zwischen beiden Leitungen aus. Störungen, die auf beiden Leitungen einwirken, werden sich damit weitgehend kompensieren und keine Datenfehler im Empfänger auslösen. Wichtig ist, dass verdrillte Leitungspaare mit Paarschirmung und Gesamtschirm verwendet werden. Um maximale Störfestigkeit zu erhalten, sollten Sender und Empfänger galvanisch getrennt sein, damit unterschiedliche Erdpotenziale bei Sender und Empfänger zu keinen Störungen führen können. Bei der symmetrischen Übertragung müssen beide Leitungen gekennzeichnet werden. Die Leitung mit dem originalen, also nicht-invertierten Signal wird mit dem Zusatz + bezeichnet, während die Leitung mit dem invertierten Signal mit dem Zusatz bezeichnet wird. Die Zuordnung von Differenzspannungs-Pegel zu logischem Zustand ist wie folgt definiert: T(B) T(A)+ < 0,3 V entspricht Zustand 1 T(B) T(A)+ > +0,3 V entspricht Zustand Funktionsbeschreibung RS Draht-Betrieb ohne Busmanager Folgende Verbindungsbrücken müssen gesteckt werden: -XJ4: RS-FF -K10.1 gesetzt -XJ5: Bustreiber -K11 im Tri-State -XJ6: FET-Schalter -K4.3 gesperrt -XJ11: Sender -K12 im Tri-State Empfangen über RS232-Schnittstelle und Senden über RS422-Schnittstelle T(A)/T(B) Der Sender des RS422/RS485-Schnittstellenbausteins -K1 wird über den Nennausgang des Flip-Flops -K10.1 über den Eingang DE (Driver Enable) aktiviert. Da über den komplementären Ausgang von -K10.1 der FET-Schalter -K4.1 sperrt, ist die Verbindung des Empfänger-Ausgangs RO (Receiver Output) zur RS232- Schnittstelle -K1 unterbrochen. Der RS232-Empfänger (Receiver) -K1 invertiert das ankommende Signal RxD vom Eingang -X2:2 und wandelt es in ein TTL-konformes Signal um. Das Signal wird dann über den FET-Schalter -K4.4 mit Treiber-Eingang (Driver Input) DI des Schnittstellenbausteins -K5 verbunden, der die Umsetzung in den RS422-Standard vornimmt. Am Ausgang A+ gibt der Baustein -K5 das nichtinvertierte Signal und am Ausgang B das invertierte Signal im RS422-Standard ab. An den äußeren Anschlüssen T(A)+ und T(B) werden die beiden Busleitungen für Sendebetrieb angeschlossen. Die LED -P1 leuchtet dynamisch auf, wenn Daten über die RS232-Schnittstelle empfangen werden. Dynamisch bedeutet, dass die Helligkeit von der eingestellten Übertragungsgeschwindigkeit abhängt. Empfangen über RS422-Schnittstelle D(A)/D(B) und Senden über RS232-Schnittstelle Die beiden Busleitungen für Empfangsbetrieb werden an den äußeren Anschlüssen D(A)+ und D(B) angeschlossen. Der Schnittstellenbaustein -K12 setzt die im RS422- Standard an den Anschlüssen A+ und B empfangenen Signale in ein massebezogenes (symmetrisches) TTL- Signal um und gibt es an seinem Ausgang RO (Receiver Output), allerdings noch invertiert, ab. Nach der Invertierung durch -K2.4 liegt über den FET-Schalter -K4.2 am Eingang des RS232-Senders (Transmitter) -K1 das originale Datensignal. Der RS232-Schnittstellenbaustein -K1 invertiert das Datensignal wieder und wandelt die TTL-Pegel in RS232- konforme Pegel um. Das RS232-Signal TxD wird am Ausgang -X2:3 abgegeben. Die LED -P2 leuchtet dynamisch auf, wenn Daten über die RS232-Schnittstelle gesendet werden. In der Schaltung sind Maßnahmen vorgesehen, um die Störfestigkeit und Störaussendung im Rahmen der EMV sicherzustellen. Die bidirektionalen Suppressor-Dioden -R10, -R11, -R35 und -R36 bieten Schutz bei Entladung statischer Elektrizität. 36 S B1 -wk-gelb

37 Menschen und Gegenstände können sich bis zu 20 kv aufladen, Entladeströme im ns-bereich mit Spitzung bis zu 100 A sind möglich. Insbesondere in den elektronischen Schaltkreisen kann es ohne diese Schutzmaßnahme zu Störungen und Ausfällen kommen. Der Schirmanschluss ist über einen Widerstand -R41 und einen Kondensator -C21 mit Schutzerde verbunden und leitet HF-Störungen und Burst Pulse nach Erde ab (Transientenableitung). Burst Pulse sind breitbandige Störer und gehören zu den Störungen, die in der Praxis am häufigsten auftreten. Sie entstehen z. B. bei Schaltvorgängen elektrischer Kontakte, Leistungsschalter und Stromrichter. Damit ist auch gleichzeitig die Störaussendung nach EMV begrenzt. Zum Schutz gegen Hochenergie-Pulse (Surge), die als Sekundäreffekte durch Blitze oder Schaltvorgänge im Netz (Große Lasten, z. B. Kondensator-Bänke), ist der Gasableiter (Surge Arrester) -R40 vorgesehen. Surge-Pulse sind allgemein niederfrequente und energiereiche Störer mit Pulsamplitude bis mehrere kv, die ohne diese Gasableiter große Schäden im Gerät anrichten können. Der MAX1480A ist eine vollständige, galvanisch getrennte RS422/RS485-Schnittstellenlösung für Datenkommunikation. Tranceiver (Transmitter und Receiver), Optokoppler und Transformator ergeben ein vollständiges Interface (Schnittstelle). Eine einzelne +5-V-Spannungsversorgung auf der Logic- Seite (VCC) versorgt beide Seiten der Schnittstelle. Die beiden DC/DC-Wandler TME0505S liefern die Versorgungsspannung für die Abschlusswiderstände, sodass die RS422/RS485-Schnittstelle insgesamt vollständig galvanisch von der Logik-Seite getrennt ist. Bei einem Bussystem muss sichergestellt werden, dass zu jedem Zeitpunkt nur ein Busteilnehmer Daten sendet. Die Aktivierung der Senderbausteine bei der RS485- Schnittstelle erfolgt normalerweise datenflussgesteuert, d. h. die Datenrichtungsumschaltung Senden/Empfangen erfolgt automatisch, wenn ein Zeichen gesendet wurde. Der Zeichenrahmen muss 10 oder maximal 11 Bit lang sein: 11,5 Bit-Zeiten nach der Startflanke wechselt der RS485-Transceiver (Transmitter-Receiver) von Senden auf Empfangen. 1. Byte 2. Byte Informationsbyte LSB MSB Idle Bitfolge: Start Parity Stopp Start... Die Umschaltung der Datenrichtung übernimmt der Bus- Controller (Komponente 1). Eine Terminierung des Kabels an beiden Enden des Kabels mit Widerständen ist bei RS422-Leitungen nur bei hohen Übertragungsgeschwindigkeiten und großen Kabellängen, bei RS485-Verbindungen dagegen grundsätzlich nötig. Die RS232- und die RS422/RS485-Schnittstellen sind galvanisch getrennt t Die RS485-Schnittselle Mehr-Punkt-Verbindung Die RS485-Schnittstelle stellt eine Erweiterung der RS422-Schnittstelle dar. Der RS485-Standard ist spezifiziert für Anwendungen mit Mehrpunktverbindungen. An das RS485-Bussystem (Netzwerk) können bis zu 32 Teilnehmer angeschlossen werden. Der Vorteil der 2-Draht-Technik liegt im Wesentlichen in der Multimaster-Fähigkeit, wobei jeder Teilnehmer prinzipiell mit jedem anderen Teilnehmer Daten austauschen kann. Der 2-Draht-Bus ist grundsätzlich nur halbduplexfähig. Da nur ein Übertragungsweg zur Verfügung steht, kann immer nur ein Teilnehmer Daten senden. Erst nach Beendigung der Sendung können z. B. Antworten anderer Teilnehmer erfolgen. Die wohl bekannteste auf der 2-Draht-Technik basierende Anwendung ist der PROFIBUS in der Automatisierungstechnik. Abschluss- Widerstand RS485-Netzwerk Abschluss- Widerstand PLC Master Slave 32 Teilnehmer maximal S B1 -wk-gelb