Technische Dokumentation

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1 Technische Dokumentation für metratec TCP/IP auf UART Converter (TUC) Stand: Juni 2011 Version: 1.0 Technische Dokumentation metratec TUC Seite 1 von 11

2 Inhaltsverzeichnis 1. Allgemeine Hinweise/Sicherheitshinweise Hinweise zur Benutzung der Dokumentation Sicherheitshinweis Exporthinweis Weiterführende Dokumente Produktbeschreibung Bestimmungsgemäßer Gebrauch Technische Spezifikation Systemübersicht Lieferumfang Spannungsversorgung und elektrische Anschlusswerte Kommunikation Digitale Inputs/Outputs Versionsübersicht...10 Technische Dokumentation metratec TUC Seite 2 von 11

3 1. Allgemeine Hinweise/Sicherheitshinweise 1.1. Hinweise zur Benutzung der Dokumentation In der Benutzeranleitung werden zur Kennzeichnung von Gefahren bzw. Hinweisen die folgenden Symbole und Signalwörter benutzt. Die Sicherheitshinweise stehen jeweils vor einer Handlung. ACHTUNG Bezeichnet eine möglicherweise gefährliche Situation. Wenn sie nicht gemieden wird, kann das Produkt oder etwas in seiner Umgebung beschädigt werden. HINWEIS Bezeichnet Anwendungstipps und andere besonders nützliche Informationen, wobei keine gefährlichen oder schädlichen Situationen auftreten Sicherheitshinweis Das TUC Modul wurde nicht für den Einsatz in gefährlichen Umgebungen entwickelt. Ein Einsatz des Moduls in Applikationen, bei denen ein Ausfall der Technik (Hardware sowie Software) direkt zu Tod oder schweren Verletzungen führen könnte ( High Risk Activities ), z.b. in Nukleareinrichtungen, Flugsteuerungen, Lebensunterstützungsgeräte der Medizintechnik oder in Waffensystemen ist nicht vorgesehen. Der Hersteller weist jegliche Gewährleistung für die Tauglichkeit des Geräts für den Einsatz in solchen Szenarien ab Exporthinweis Das TUC Modul beinhaltet Bauteile, die US-Exportrestriktionen unterliegen. Es ist daher nicht erlaubt, das Modul in Länder zu exportieren, die US-Exportrestriktionen unterliegen. Gleiches gilt naturgemäß auch für Länder, die EU-Exportrestriktionen unterliegen Weiterführende Dokumente Zur Benutzung des TUC ist es ratsam, neben dieser technischen Dokumentation, die sich mit den elektrischen und mechanischen Eigenschaften des Moduls befasst, auch den passenden Config-Guide zu lesen, der die Konfiguration des Gerätes mittels des kostenlos verfügbaren Config-Managers sowie über das serielle Interface des Moduls im Detail erläutert. Quelle: Support Downloads Dokumente Technische Dokumentation metratec TUC Seite 3 von 11

4 2. Produktbeschreibung Der metratec TCP/IP auf UART Converter (TUC) erlaubt es, jedes Gerät, welches über eine einfache 3,3V UART Verbindung verfügt, mit den Kommunikationsmöglichkeiten von Ethernet auszustatten. Hierfür werden die UART Daten direkt auf Daten eines TCP Sockets konvertiert, welche sich im gesamten LAN oder bei entsprechender Konfiguration sogar weltweit über das Internet auslesen lassen. Das TUC Modul sorgt dabei für die transparente Konvertierung und die einwandfreie Ethernet-Kommunikation. Eine Besonderheit des Moduls ist die einfache Konfiguration aller Kommunikations- Parameter. Diese kann entweder über eine integrierte Webseite geschehen, über ein separates Tool, welches das Gerät auch ohne IP Adresse im Netz findet oder über eine interne serielle Verbindung. Hierdurch kann der Baustein direkt vom Host-Gerät angesprochen werden. Alternativ lassen sich einige der Pins auch als GPIOs konfigurieren, um Pins von Sensoren etc. über das Netz abzufragen. Letztlich enthält das Modul die nötigen Brückengleichrichter und Pins, um ein Power-over-Ethernet Controller + Netzteil anzuschließen, um so das eigene Gerät mit Strom vom Switch her zu versorgen Bestimmungsgemäßer Gebrauch Das TUC Modul stellt eine Verbindung zwischen bis zu zwei 3,3V UART Schnittstellen auf der einen Seite und entsprechenden TCP Socket zur Kommunikation via Ethernet auf der anderen Seite her. Dies erlaubt die Kommunikation von Geräten mit UART Schnittstelle (z.b. Mikrocontroller, Sensorik-Module, etc.) per Ethernet mit einem Server über weite Entfernungen hinweg bei Bedarf sogar weltweit über das Internet Technische Spezifikation Funktionsprinzip Spannungsversorgung Stromversorgung Serielle Kommunikation Digitale Inputs/Outputs Ethernet-Anschluss Protokolle Betriebstemperaturbereich Abmessungen TCP auf UART Converter Modul 3,3V DC 130mA typ. bei 3,3V DC 2x UART (über seitliche Vias) Bis zu 8 x 3,3V DC IOs, über Firmware konfigurierbar RJ45 Buchse TCP, Erkennung u.a. über upnp/udp 0 C bis +70 C 40 x 25 x 16mm Technische Dokumentation metratec TUC Seite 4 von 11

5 2.3. Systemübersicht Abb. 1: Übersicht TUC Modul RJ45 Jack Abb. 2: Übersicht Pinbezeichnung TUC Modul Abb. 3: Footprint des TUC Moduls (Eagle-Library bei metratec erhältlich) Technische Dokumentation metratec TUC Seite 5 von 11

6 2.4. Lieferumfang Das TUC Modul wird mit folgenden Komponenten ausgeliefert: TUC Modul Dokumentation, upnp Treiber, Konfigurations-Software (zum Download von der Webseite) Technische Dokumentation metratec TUC Seite 6 von 11

7 3. Spannungsversorgung und elektrische Anschlusswerte Das Modul verfügt über kein eigenes Netzteil, so dass eine saubere 3,3V DC Spannungsversorgung sichergestellt werden muss. Das TUC Modul führt außerdem die für Power over Ethernet (PoE) genutzten Adern des Ethernet-Kabels über zwei Vias nach außen. Dies erlaubt es, ein Gerät mit PoE-Funktionalität aufzubauen. Der nötige Brückengleichrichter ist bereits in das Modul integriert. Anschlusspin Belegung 1 3,3V DC 2 GND 3 PoE + 4 PoE - Tab. 1: Übersicht über Pinbelegung zur Spannungsversorgung Spannungsversorgung Stromaufnahme, durchschn. Stromaufnahme, max Spannungsniveau, GPIO GPIO, High Level GPIO, Low Level 3,3V DC (3,0V bis 3,6V DC) 130 ma 180 ma 3,3V DC Min 2,4V DC Max 0,4V DC Tab. 2: Maximale Anschlusswerte und elektrische Daten Technische Dokumentation metratec TUC Seite 7 von 11

8 4. Kommunikation Das TUC Modul verfügt über zwei UART Verbindungen zur Kommunikation mit einem Mikrocontroller oder anderen Geräten. Die Daten dieser Verbindungen können direkt über die jeweiligen Ethernet-Sockets auf den beiden eingestellten Ports (Default: und ) gelesen und gesendet werden. Anschlusspin Belegung 5 Rx 0 (UART 0) 6 Tx 0 (UART 0) 7 CTS 0 (Clear to Send, UART 0) 8 RTS 0 (Ready to Send, UART 0) 9 Rx 1 (UART 1) 10 Tx 1 (UART 1) 11 CTS 1 (Clear to Send, UART 1) 12 RST 1 (Ready to Send, UART 1) Tab. 3: Übersicht über Pinbelegung zur Kommunikation Über die Schnittstelle UART 1 kann das Gerät zusätzlich konfiguriert werden. Über diesen Weg sind sämtliche Einstellungen, die man in der Webmaske oder über das Config-Tool vornehmen kann auch von der Host-Seite im Gerät konfigurierbar (wenn UART 1 verbunden ist). Dies ermöglicht die Konfiguration aus dem eigenen Hauptgerät heraus. Hierzu muss man sich vom Mikrocontroller innerhalb von fünf Sekunden nach dem Start des Moduls über eine serielle Verbindung (9.600 Baud, 8,N,1) auf UART 1 verbinden und die Zeichenfolge metracfg schicken, welche dann mit ACK quittiert wird. Die Befehle entsprechen den Befehlen per Telnet Verbindung auf Port (Config Port des TUC Moduls), welche im User-Guide beschrieben sind: Quelle: Support Downloads Dokumente Technische Dokumentation metratec TUC Seite 8 von 11

9 5. Digitale Inputs/Outputs Die Pins der UART Schnittstellen des TUC Moduls lassen sich alternativ auch als normale 3,3V GPIOs konfigurieren (siehe User-Guide). Diese Pins lassen sich dann über Ethernet setzen bzw. auslesen, um z.b. Status-Pins von Geräten zu setzen. Zusätzlich kann über einen High-Pegel auf GPIO 7 beim Start des Moduls die gesamte Konfiguration auf den Auslieferungszustand (DEFAULT) zurückgesetzt werden. Dies ist nützlich, wenn die Einstellungen so verändert wurde, dass man sich mit dem Config-Tool nicht mehr mit dem Gerät verbinden kann. ACHTUNG Stellen Sie insbesondere bei der Konfiguration als Input-Pins sicher, dass wirklich nur 3,3V DC an den Signalen anliegen. Sollten Sie ohne geeignete Schutzmaßnahmen 5V oder 24V an die Pins anlegen, kann dies zu einer permanenten Zerstörung des Moduls führen. Anschlusspin Belegung 9 Input/Output 0 10 Input/Output 1 11 Input/Output 2 12 Input/Output 3 5 Input/Output 4 6 Input/Output 5 7 Input/Output 6 8 Input/Output 7 / DEFAULT Tab. 4: Übersicht über Pinbelegung der digitalen IOs Technische Dokumentation metratec TUC Seite 9 von 11

10 6. Versionsübersicht Version Änderung Bearbeitet durch Datum 1.0 erstellt KD kleinere Korrekturen (Rechtschreibung und Layout) CS Technische Dokumentation metratec TUC Seite 10 von 11

11 Kontakt metratec GmbH Werner-Heisenberg-Str. 1 D Magdeburg Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) [email protected] Web: Copyright 2011 metratec GmbH Nachdruck, Vervielfältigung oder Übersetzung dieser Benutzeranleitung, auch auszugsweise, sind ohne schriftliche Genehmigung der metratec GmbH nicht gestattet. Alle Marken sind Eigentum ihrer jeweiligen Inhaber. Alle Rechte vorbehalten. Wir arbeiten ständig an der Weiterentwicklung unserer Produkte. Änderungen in Form, Ausstattung und Funktionalität unserer Produkte behalten wir uns ausdrücklich vor. Technische Dokumentation metratec TUC Seite 11 von 11