Ultraschall-Entfernungsmesser mit Schaltausgang

Transkript

1 Seite 1 von 10 Ultraschall-Entfernungsmesser Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung Eigenschaften Grundlegende Eigenschaften Optionale Eigenschaften Die RS232-Schnittstelle Hardware-Voraussetzungen Die USB-to-Seriell-Bridge Die Bluetooth-Schnittstelle Einstellungen des COM-Ports Hyperterminal Die Befehle Konfigurationsprogramm Tastatur Preise und Zubehör Sicherheitshinweise und Garantie...10

2 Seite 2 von Einleitung Mit dieser Schaltung können Entfernungen mit einer Auflösung von 1 cm gemessen werden. Beim Unterschreiten einer programmierbaren Distanz wird ein Schaltausgang aktiviert, der z.b. einen Alarm auslösen oder ein Relais schalten kann. Für Entfernungen bis ca. 4 m, bevorzugt bis 2 m einsetzbar. Bei kleinen oder bei schräg stehenden Objekten kann die Entfernungsmessung verhindert oder verfälscht werden. Die Auflösung beträgt zwar 1 cm. Zur Ausmessung von Räumen ist das Gerät aber nicht geeignet Das Messprinzip ist die Aussendung von Ultraschallimpulsen und die Auswertung der Laufzeit. Über die recht konstante Schallgeschwindigkeit kann die Entfernung gemessen werden. Zum Betrieb wird eine Spannungsquelle mit 5 V benötigt. Ultraschallsensor

3 Seite 3 von 10 Aktuelle Entfernung des Objekts vom Sensor Zustand Schaltausgang Alarmdistanz Ansicht mit dem optionalen 1602-Display 2. Eigenschaften 2.1 Grundlegende Eigenschaften Ultraschall-Entfernungsmesser mit Reichweite bis 4m programmierbare Schwelle, ab der ein Alarm ausgelöst wird (in der Grundversion wird eine vom Kunden vorgegeben Schwelle fest einprogrammiert, die dann nicht änderbar ist) alle Einstellungen bleiben beim Ausfall der Versorgungsspannung gespeichert Schaltausgang 5 V/20 ma Betriebsspannung 4,5 5,5 V Geringe Abmessungen der Prozessorplatine (falls eine optionale serielle Schnittstelle bestellt wird, kann die Platine länger sein) 2.2 Optionale Eigenschaften Darstellung der Entfernung auf einem LCD-Display

4 Seite 4 von 10 Einstellmöglichkeit der Alarmdistanz mittels Tastatur (nur in Verbindung mit einem Display oder einer seriellen Schnittstelle) Übertragung der Werte aktuelle Entfernung, Schaltschwelle und Zustand des Schaltausgangs mittels serieller Schnittstell zu einem PC Einstellmöglichkeit der Alarmdistanz mittels PC Drahtlose Übertragung der Werte aktuelle Entfernung, Schaltschwelle und Zustand des Schaltausgangs mittels Bluetooth-Adapters zu einem Smartphone/Tablet Einstellmöglichkeit der Alarmdistanz mittels Smartphone/Tablet 3. Die RS232-Schnittstelle Optional kann die Schaltung mit einer seriellen Schnittstelle bzw. mit einem drahtlosen Bluetooth-Modul ausgestattet werden. Damit können die aktuellen Daten von der Schaltung an einen PC bzw. an ein Android Smartphone/Tablet übertragen werden. 3.1 Hardware-Voraussetzungen PC mit Windows XP, Vista oder Windows 7. (Windows 8 noch nicht getestet) 3.2 Die USB-to-Seriell-Bridge Da viele neue Computer keine klassische serielle Schnittstelle mehr haben und überdies für eine derartige Schnittstelle ein Pegelwandler erforderlich wäre, wird die Schnittstelle mittels USB emuliert. Es werden zwei verschiedene Adapter verwendet. Je nachdem unterscheidet sich die Installation etwas. Die Funktion ist identisch. Hier finden sie die Treiber und die Dokumentation ( der Adapter CP2102 bzw. PL Die Bluetooth-Schnittstelle Alternativ zur USB-Schnittstelle kann auch eine Bluetooth-Schnittstelle zum Einsatz kommen. Die Funktionsweise entspricht der der USB-Schnittstelle vollständig. Die Reichweite beträgt typ. 10 m Einstellungen des COM-Ports Die Schnittstelle wird mit folgenden Parametern betrieben: Baudrate: 9600 Databits: 8 Stopbits: 1 Handshake: none

5 Seite 5 von 10 Beim Einsatz von Bluetooth erfolgt die Schnittstellenkonfiguration i.d.r. automatisch. 3.5 Hyperterminal Zur Kommunikation zwischen Schaltung und PC kann jedes beliebige Terminalprogramm verwendet werden, z.b. ein Hyperterminal. Wichtig ist, dass das Programm so eingestellt wird, dass am Ende eines Befehls ein CRLF gesendet wird.

6 Seite 6 von 10 Einstellung von CR/LF am Ende eines Befehls 3.6 Die Befehle v: sendet die aktuelle Versionsnummer der Schaltung zum PC/Smartphone/Tablet dx: x = ; stellt die aktuelle Alarmschwelle in cm ein, z.b. d45 stellt die Schwelle auf 45 cm Abstand vom Sensor ein 3.7 Konfigurationsprogramm Es gibt auch ein spezielles Konfigurationsprogramm, um die Alarmschwelle einfach einstellen zu können Achtung: es sind nur COM-Ports zwischen 1 und 9 möglich. Download unter

7 Seite 7 von : Hier kann der Initialisierungsfile geöffnet werden, um einen andern COM-Port einzustellen 2. Transfer der Alarmschwelle zur Schaltung 3. zeigt an, welche Sequenz zur Hardware gesendet wird 4. zeigt an, was von der Hardware empfangen wird 5. grün zeigt an, dass eine Verbindung zur Hardware existiert 6. veranlasst die Hardware ihre Versionsnummer an den PC zu senden 7. Wenn diese Checkbox aktiviert ist, kann aus jedem beliebigen Windows-Programm, z. EXCEL ein Befehl an die Hardware gesendet werden. Wird. z.b. in einer Zelle d67 markiert und <STRG>C gedrückt, wird dieser Wert in die Zwischenablage kopiert. Die Software holt diesen Befehl aus der Zwischenablage und sendet in an die Hardware. In diesem Fall wird also die Schaltschwelle auf 67 cm eingestellt.

8 Seite 8 von Tastatur Die Schaltschwelle kann auch mittels einer optionalen Tastatur geändert werden. Bedeutung der Tasten PROG: Versetzen der Schaltung in den Programmierzustand zur Veränderung der Alarmschwelle UP: Hochsetzen der Schaltschwelle mit 1 cm Auflösung DOWN: Heruntersetzen der Schaltschwelle mit 1 cm Auflösung Nach der Einstellung wird der Programmier-Modus durch Drücken auf PPOG beendet.

9 Seite 9 von Preise und Zubehör Bestell-Nr. Bezeichnung Preis US-001 Basis-Ausstattung - Ultraschall-Grundgerät mit vom Kunden vorgegebener Alarmschwelle Zubehör 9,95 SN-001 Steckernetzteil 5 V/1 A 5,95 LCD-1602 I2C-LCD-Display mit zwei Zeilen und 16 Zeichen pro Zeile, mit Hintergrundbeleuchtung zur Anzeige der aktuellen Entfernung, der Schaltschwelle und des Zustands des Schaltausgangs 5,95 LCD-1602-RA LCD Einbaurahmen für Display 16x2 7,00 GEH-040 Gehäuse, ungebohrt, schwarz, 120 x 70 x 40 mm 4,95 REL V Relais für den Schaltausgang (1 x UM, potenzialfrei) *) zum direkten Anschluss an den Schaltausgang 3,50 BUZ-001 Alarm-Buzzer zum direkten Anschluss an den Schaltausgang 2,50 TAST-001 SER-001 BLUE-001 Tastatur zur Einstellung der Alarmschwelle (nur in Verbindung mit LCD- Display) Serielle Schnittstelle zum Anschluss an einen PC zur Übertragung der Messwerte und zur Einstellung der Alarmschwelle (Tastatur kann dann entfallen) Bluetooth-Modul (alternativ zur seriellen Schnittstelle) (Tastatur kann dann entfallen) 3,00 4,95 12,00 Porto/Versand (DHL-Paket) 6,00 Auf ausdrücklichen Wunsch des Kunden kann die Ware auch als Warensendung zum Preis von 2,50 versandt werden. Hierbei trägt aber der Kunde das Transportrisiko Preis als Fertiggerät auf Anfrage

10 Seite 10 von 10 *) siehe Sicherheitshinweise am Ende diese Anleitung Hinweis: Als Kleinunternehmer im Sinne von 19 Abs. 1 UStG wird Umsatzsteuer nicht ausgewiesen. 5. Sicherheitshinweise und Garantie Die vorgestellte Hard- und Software wurde gewissenhaft erstellt und geprüft. Dennoch kann keine Garantie für eine fehlerfreie Funktion in allen Einsatzbereichen gegeben werden. Eine Verwendung der Hard- und Software, insbesondere in sicherheitsrelevanten Bereichen, z.b. Schutz von Leben und Sachwerten, erfolgt somit auf eigene Gefahr. Aus dem Gebrauch der Hard- und Software können keine Garantie- und/oder Schadensersatzansprüche abgeleitet werden. Manche Geräte können prinzipiell mit Netzspannung betrieben werden (230 V). Da für die Komponenten jedoch keine CE-Zulassung vorliegt, wird nur der Betrieb bis 24 V autorisiert. Die Verwendung höherer Spannungen erfolgt auf eigene Gefahr.