Seriell-Modul 20mA opto. Technische Beschreibung

Transkript

1 Computertechnik GmbH Seriell-Modul 20mA opto Technische Beschreibung Bestellnummer: ISA96 Seriell-Modul 20mA opto Ihr Ansprechpartner: 1999 by Janich & Klass Computertechnik GmbH, Wuppertal Zum Alten Zollhaus Wuppertal Germany Tel: +49 (0) Fax: +49 (0) BBS: +49 (0)

2 Inhaltsverzeichnis 1 Allgemeine Eigenschaften Schaltungsbeschreibung Betriebsarten aktiv passiv gemischt Montage Steckerbelegung Technische Daten Umgebungsbedingungen: Bestückungsplan... 6 Seite 2 ( )

3 1 Allgemeine Eigenschaften In der Platinenfamilie ISA96 ist auf einigen Platinen das Prinzip der auswechselbaren Treibermodule realisiert. Das Seriell-Modul 20mA opto ist eine Treiberplatine für die seriellen Schnittstellen in dieser Platinenfamilie. Er enthält die notwendigen Bausteine sowie einen 9poligen D-Stecker, um eine serielle Schnittstelle als 20mA-Stromschleife aufzubauen. Die Eigenschaften in Stichworten: Seriell-Modul für die ISA96 Familie 20mA-Stromschleife nach DIN66258 Betriebsart wahlweise aktiv (Quelle) oder passiv (Last) in der aktiven Betriebsart wahlweise 12V oder 24V als treibende Spannung (Leerlaufspannung) über Optokoppler galvanisch vom Rechner getrennt, Isolationsspannung 1kV DC 9poliger D-Stecker Versorgungsspannung nur +5V Stromaufnahme: 100mA bei passiver Betriebsart, 300mA bei aktiver Betriebsart 2 Schaltungsbeschreibung Die Steuerbausteine für die seriellen Schnittstellen befinden sich auf den Hauptplatinen der ISA96 Platinenfamilie. Die Ein- und Ausgangssignale dieser Bausteine werden über 16polige Steckverbinder im TTL-Pegel an das Seriell-Modul weitergegeben. Auf dem Modul sorgen vier Doppeloptokoppler und ein DC/DC-Wandler für die galvanische Trennung zwischen Rechner und Peripherie, wobei die Spannungsdifferenz zwischen beiden Geräten maximal 1kV DC betragen darf. Auf der entkoppelten Seite befinden sich außer den Schutzschaltungen für die Optokoppler noch zwei als Stromquellen geschaltete Transistoren. Die Betriebsart (aktiv oder passiv) sowie die treibende Spannung (12V oder 24V) wird durch die Verdrahtung des 9poligen D- Steckers festgelegt (siehe folgendes Kapitel). Die durch die Optokoppler vorgegebene maximale Übertragungsrate beträgt 10kBaud. ( ) Seite 3

4 3 Betriebsarten 3.1 aktiv In dieser Betriebsart liefert der SUB-Einschub den Strom für die Sende- und Empfangsstromschleife. Die Gegenstation darf deshalb in keine der Schleifen Strom einspeisen. Am 9poligen D-Stecker S2 müssen die Pins 1 und 2, sowie 7 und 8 verbunden werden. Die Sendeschleife liefert ihren Strom an Pin 3 des 9poligen D-Steckers. Liegt der Widerstand der an dem Seriell-Modul angeschlossenen Schleife zwischen 0Ω und 200Ω, so wird der Rückleiter der Schleife an Pin 9 angeschlossen; die Leerlaufspannung beträgt dann 12V. Für einen externen Schleifenwiderstand zwischen 200Ω und 800Ω muß der Rückleiter an Pin 4 angeschlossen werden. Die Leerlaufspannung beträgt in diesem Falle 24V. Eine logische '1' wird mit 20mA (±10%) gesendet; der Strom für eine logische '0' ist kleiner als 2µA. Die Empfangsschleife liefert ihren Strom an Pin 9 (niedriger Schleifenwiderstand, s.o.) oder an Pin 5 (hoher Schleifenwiderstand). Der Rückleiter wird immer an Pin 6 angeschlossen. Um eine logische '0' zu empfangen, muß die Gegenstation mindestens 2kΩ (12V) bzw. 4kΩ (24V) in den Empfangsstromkreis schalten. Seite 4 ( )

5 3.2 passiv In dieser Betriebsart muß die Gegenstation den Strom für die beiden Schleifen liefern. Am 9poligen D-Stecker S2 sind keine Brücken notwendig. Der Pluspol der Sendeschleife wird an Pin 2 angeschlossen, der Rückleiter an Pin 3. Der Innenwiderstand der Sendeschleife beträgt maximal 300Ω für eine logische '1', bzw. minimal 1MΩ für eine logische '0'. Der Pluspol der Empfangsschleife wird an Pin 6 angeschlossen, der Rückleiter an Pin 7. Der Innenwiderstand der Empfangsschleife beträgt ca. 350Ω. 3.3 gemischt Durch entsprechende Verdrahtung des 9poligen D-Steckers S2 ist es auch möglich, die verschiedenen Betriebsarten für die beiden Stromschleifen beliebig zu mischen. 4 Montage Nach Ausschalten des Rechners wird zuerst die umzurüstende Baugruppe aus dem Baugruppenträger herausgenommen. Falls auf der Baugruppe noch andere, bei der Montage störende Module montiert sind, müssen diese vorher demontiert werden. Am einzusetzenden Modul sind die beiden Gewindebolzen des DSUB-Steckers abzuschrauben. Das Modul wird nun von der Rückseite der Frontplatte her (mit der Bestückungsseite nach unten!) so aufgesteckt, daß der DSUB-Stecker genau in den vorgesehenen Ausschnitt der Frontplatte hineinpaßt. Zuletzt wird der DSUB-Stecker mit den Gewindebolzen an der Frontplatte festgeschraubt. 5 Steckerbelegung S2 9pol. D-Stecker +Rx mA Quelle -Rx 7 2 +Tx -20mA Senke 8 3 -Tx Gnd V 5 +12V ( ) Seite 5

6 6 Technische Daten Abmessungen: Ausführung: Einbaulage: Kühlung: Stromaufnahme: 33mm * 84mm * 14mm 4 Lagenplatine FR4 mit Lötstopmaske. Alle Stecker vergoldet. ist durch die ISA96-Platine vorgegeben. bei senkrechtem Einbau Konvektionskühlung mit mindestens 1m/min Luftgeschwindigkeit. 100mA bei passiver Betriebsart, 300mA bei aktiver Betriebsart 7 Umgebungsbedingungen: Versorgungsspannung: 4,75V - 5,25V Betriebstemperatur: Lagertemperatur: Relative Feuchte: Lagerzeit: 5-65 C C % nicht kondensierend. unbegrenzt 8 Bestückungsplan Seite 6 ( )