8.5. Hardware

8.5.1. Comport: Eigenschaften

Über das Comport Modul öffnen, konfigurieren und schließen Sie die seriellen Schnittstellen (RS-232) Ihres PCs. Der Comport, an dem sich das Guardian Testsystem befindet, steht für den Prüfablauf nicht zur Verfügung und wird von Winguard automatisch verwaltet.

Abbildung 8.13. Einstellungsdialog für COM-Port öffnen
images/comportopen.png

Die Checkbox Parityumschaltung ohne Initialisierung ermöglicht das Ändern des Parity-Wertes, ohne den Comport zu schließen und erneut zu öffnen. Diese Funktion wird wesentlich schneller ausgeführt und häufig bei der Ansteuerung von Guardian Komponenten verwendet.

Anmerkung

Der zu verwendende Comport wird durch einen Zahlenwert (angefangen bei dem Wert 0 für COM1) bestimmt. Es wird empfohlen im Feld Port, anstelle von Zahlenwerten globale Variable zu verwenden und diesen an einer zentralen Stelle einen Wert zuzuweisen. Auf diese Weise sind die Programme einfacher auf andere PCs portierbar.

8.5.2. Comport: Lesen

Erlaubt das Lesen von Daten von der seriellen Schnittstelle in eine Variable. Sie müssen die Schnittstelle zuvor mit dem Befehl Comport Eigenschaften geöffnet haben.

Abbildung 8.14. Einstellungen für das Lesen des COM-Ports
images/comportread.png

PORT

Die Nummer des Comports, beginnend mit 0 = COM1.

Eingang/Ausgang löschen

Löscht den Empfangs- bzw. Sendepuffer.

Inhalt in Variable

Hier wird eine Stringvariable angegeben.

Anzahl der zu lesenden Zeichen

Anzahl der zu lesenden Zeichen in Bytes.

Timeout

Die Operation bricht ab, wenn die hier angegebene Zeit überschritten ist. Die Variable RXDTIMEOUT wird dann auf „1“ gesetzt, und auf „0“ wenn die Operation fertiggestellt wurde.

Leseform

DCD/DSR/CTS/RI
liest das Statusregister des Comport und gibt die Signale als Bitkombination zurück.
String
liest die seriellen Daten des Comports

Warten auf Antwort

Wenn angegeben, wird nicht eine bestimmte Anzahl Bytes gelesen, sondern solange gelesen bis die angegebenen Zeichen empfangen wurden. Um auf CR + LF zu warten, kann [13, 10] verwendet werden. Die angegebenen Zeichen werden nicht in den Ergebnisstring übernommen.

8.5.3. Comport: Schreiben

Dieses Modul gibt Daten auf der seriellen Schnittstelle aus.

Da nach dem Senden von Daten oftmals auf eine Antwort gewartet werden muss, wurde diese Funktion gleich in dieses Modul integriert. Sie müssen die Schnittstelle zuvor mit dem Befehl Comport Eigenschaften geöffnet haben.

Abbildung 8.15. Auf einen COM-Port schreiben
images/comportwrite.png

PORT

Die Nummer der Schnittstelle.

Ein-/Ausgang löschen

Löscht den Empfangs- bzw. Sendepuffer.

String

Stringkonstante oder Stringvariable, deren Inhalt auf die Schnittstelle ausgegeben werden soll. Jedes Zeichen des Strings wird als ein windows-1252-kodiertes Byte gesendet.

+ CR und + LF

Hängt an den zu sendenden Text ein Carrige return (ASCII 13) und/oder ein Linefeed (ASCII 10) an.

Warten auf Antwort

Zeichen oder Zeichenkette, auf die gewartet werden soll

Timeout

Zeitvorgabe in ms, in der die Antwort eintreffen soll. Bei einer Zeitüberschreitung wird der Vorgang abgebrochen und die Systemvariable RXDTIMEOUT wird auf den Wert 1 gesetzt.

8.5.4. GPIB

Das Modul unterstützt die Kommunikation zwischen Winguard und Geräten, die an dem GPIB-Bus(General Purpose Interface Bus) angeschlossen sind. Das Modul verwendet zur Programmierung drei Register­karten:

Registerkarte Geräte

Die Funktion dient der automatischen Erkennung von Geräten, die an den Bus angeschlossen sind und auf eine „*IDN?“ Abfrage antworten. Die erkannten Geräte werden mit ihrem ID-String und der Adresse in die Liste eingetragen. Hiermit können Sie einfach überprüfen, ob alle GPIB Geräte angeschlossen und bereit sind.

Abbildung 8.16. Registerkarte Geräte
images/gpibdevices.png

Registerkarte INIT

In diesem Bereich stellen Sie die Kommunikationsparameter für das ausgewählte Gerät ein. Diese sollten identisch zu den Parametern der eingebauten GPIB Schnittstellenkarte in Ihrem PC sein. Führen Sie diesen Befehl aus, bevor Sie Lese- oder Schreiboperationen auf dem Gerät durchführen.

Abbildung 8.17. Registerkarte Init
images/gpibinit.png

Registerkarte Lesen/Schreiben

Benutzen Sie diesen Modus, um Daten an das ausgewählte Gerät zu senden oder Daten zu empfangen. Abfrage und Sendestrings, die in Ihrem Projekt bereits aufgeführt sind, werden durch Anklicken des Pfeilsymbols an der entsprechenden Befehlsbox aufgelistet. Rechts unten im Fenster wählen Sie aus, welchen Befehl Sie ausführen wollen.

images/gpibopt1.png

Beim Schreiben wird der Text, der in der Eingabe „Sende-String“ steht, an das Gerät gesendet.

images/gpibopt2.png

Beim Lesen werden Daten vom Gerät gelesen und in einer Variablen gesichert. Diese Variable wählen Sie im Feld „Empfangs-String“ aus.

images/gpibopt3.png

Eine Abfrage ist die Kombination von Schreiben und Lesen. Zuerst wird der Abfragebefehl im Feld „Abfrage“ ausgeführt, danach wird eine Antwort vom Gerät gelesen.

images/gpibopt4.png

Sie haben außerdem die Möglichkeit, Standardbefehle an das Gerät zu senden. Wählen Sie dazu aus der Liste der Befehle im Abschnitt „Device-Level-Command“ den entsprechenden Befehl aus und geben Sie die benötigten Parameter an. Grün eingefärbte Parameter sind Rückgabewerte vom Gerät. Für eine Liste der Befehle benutzen Sie bitte die Dokumentation der GPIB Geräte oder NI 488.2.

images/gpibopt5.png

8.5.5. Adapter Startkontakt

Abbildung 8.18. Guardian-Systeminterface
images/guardiansysiface.png

Winguard unterstützt das Starten eines Prüfablaufes durch ein externes Startsignal, z.B. ein Mikroschalter, der beim Schließen des Prüfadapters schaltet. Mit diesem Befehl ein Digitaleingang (Bit 6 des Digitalports der ersten Relaiskarte, siehe Lastrelais-Karte) gescannt. Bei einem high/low Flankenwechsel wird die Schleife beendet. Dieser Befehl benötigt kein Dialogfenster.

8.5.6. ADX-Karte

Die ADX-Karte ist das interne Digitalmultimeter des Guardian Systems. Es misst potentialfrei mit einer Auflösung von 16 Bit und hat eine integrierte Scopefunktion. Dieses GUI-Modul steuert die Funktionen der ADX-Karte mit den beiden Registerkarten DVM und Scope.

Registerkarte DVM

Abbildung 8.19. ADX-Messung
images/adx1.png

In diesem Bereich stehen folgenden Messarten zur Verfügung: Gleichspannung (DCV), Wechselspannung (ACV), Widerstand (Ohm) und Diodenmessung (DIO). Mit den Schaltflächen unter dem grünen Display wählen Sie die Messart aus. Die Schaltflächen auf der rechten Seite sind für die Messbereiche. Mit der Checkbox Autorange wird die automatische Bereichswahl aktiviert. Bei Time wird die Messzeit im Bereich von 1-1000 ms eingestellt. Grundsätzlich gilt: je länger die Messzeit, desto stabiler der Messwert.

Mit der Schaltfläche Messen können Sie Messungen direkt von dem Modul aus starten. Eine Übergabevariable, wie in den anderen Modulen, braucht hier nicht angegeben zu werden; der aktuelle Messwert wird über Systemvariable messwert abgefragt.

Die Einheit des Messwerts steht in der Systemvariable adx_dim. Dies ist hauptsächlich für die automatische Bereichswahl interessant.

Registerkarte Scope

Abbildung 8.20. ADX-Scope
images/adx2.png

Auflösung

8 oder 16 Bit

Triggerart

Positiv, negativ, Software (Freilauf)

Abtastrate

200 Hz bis 50 KHz

Triggerpegel

+/- 200mV bis 200V je nach Messbereich

Bereich

200mV, 2V, 20V oder 200V

Sweep

Länge der Aufzeichnung. Die max. Länge hängt von der Abtastrate und der Auflösung ab. Die Speichergröße ist 1024 Werte bei 8 Bit und 512 Werte bei 16 Bit.

Timeout

Zeitlimit bis zum Eintreffen der Trigger­flanke (nur bei Triggerart pos und neg)

Modus

Betriebsart der Scopefunktion. Es besteht die Auswahl zwischen „Triggern“ (Starten der Aufzeichnung), „Daten lesen“ (Datenübertragung vom ADX-Modul in den Speicher) und „Triggern & Daten einlesen“.

Anmerkung

Um eine Kurve mit dem Scopemodul darstellen zu können, müssen Sie die Daten einmal aus dem Speicher der ADX-Karte gelesen haben. Das integrierte Speicherscope wurde für Audiomessungen konzipiert und hat eine Analogbandbreite von 20 KHz.

8.5.7. RC-Messung mit ADX-Karte

Mit diesem Befehl können ein Kondensator und ein parallel geschalteter Widerstand gemessen werden. Dazu wird der Kondensator mit einer Konstantstromquelle aufgeladen, und die dabei entstehende Spannung aufgezeichnet und ausgewertet.

Die nötige Stromstärke und Aufladedauer berechnet sich aus der Kapazität des Kondensators und dem parallelen Widerstand. Diese müssen daher als Messbereich angegeben werden.

Die Einheitenprefixe für Widerstand und Kapazität werden für Messbereiche und Ergebnisse verwendet.

8.5.8. BUS-Befehle

Dieses Modul ist für die low-level Programmierung der Komponenten des Guardian Testsystems vorgesehen. Hiermit kann z.B. jedes einzelne Relais des Messstellenumschalters gezielt ein- oder ausgeschaltet werden (siehe MSU Datenblatt).

Abbildung 8.21. Busbefehle
images/buscommands.png

8.5.9. Guardian Hardware initialisieren

Führt eine Initialisierung der Guardian Hardware durch. Dies ist eine Sicherheitsmaßnahme, bei der alle Stromversorgungen und Relais ausgeschaltet werden. Für diesen Befehl gibt es keine weiteren Einstellungen.

8.5.10. Kurzschlusstest

Abbildung 8.22. Kurzschlusstest
images/kurzschlusstest.png

Dieses Modul testet einen Prüfling auf Kurzschlüsse und unterbrochene Verbindungen. In der linken Hälfte des Fensters finden sich diverse Optionen und der Dateiname, unter dem die Einstellungen gespeichert werden.

Der untere Schwellwert legt fest, wie viel Widerstand eine Verbindung maximal haben darf, bevor sie als unterbrochen bewertet wird.

Der obere Schwellwert ist der minimale Widerstand, unter dem ein Kurzschluss festgestellt wird. Wenn nicht angegeben, sind beide Schwellwerte identisch.

Spannungskontrolle bestimmt, ob der Prüfling vor dem Kurzschlusstest auf Spannung überprüft wird. Dies ist empfehlenswert, da das Testsystem durch Spannung beschädigt werden kann. Mit der Einstellung „Entladung“ wird für die eingestellte Wartezeit versucht, die Spannung abzuleiten. Wenn dadurch die Spannung hinreichend abfällt, kann die Prüfung fortgesetzt werden.

Maximale Anzahl Fehler begrenzt die im Protokoll ausgegebenen Fehlermeldungen.

Mit einer Lastrelais-Karte kann ein Abschlusswiderstand zugeschaltet werden.

Wählen sie mit Kanäle aus, an welchen MSU-Kanälen Messpunkte angeschlossen sind.

In der rechten Hälfte wird eingestellt, zwischen welchen Messpunkten Verbindungen bestehen sollen und welche Messpunkte ausgespart werden. Diese Informationen können automatisch ermittelt werden. Drücken sie dafür den Lernen-Knopf. Dies führt einen der Prüfung ähnlichen Vorgang durch, und trägt die gefundenen Verbindungen und unter Spannung stehenden Messpunkte in die entsprechenden Felder ein.

Tragen sie in Übersprungene Verbindungen Paare von Messwerten ein, zwischen denen nicht direkt eine Widerstandsmessung durchgeführt werden soll, auch wenn ein sie an einem Kurzschluss beteiligt sind.

Während des Prüfablaufs gibt der Kurzschlusstest für jeden gefundenen Fehler (Kurzschluss, fehlende Verbindung, unerwartete Spannung) eine Ergebniszeile aus und je eine Zeile mit der Anzahl der Verbindungen und Kurzschlüsse.

8.5.11. Lastrelais-Karte

Abbildung 8.23. Lastrelaiskarte
images/lastrelaiscmd.png

Mit diesem Modul werden die Relaiskarten des Testsystems gesteuert. Im Feld Relaiskarte wird die Nummer der gewünschten Karte eingestellt. Der Zustand eines Relais wird verändert, wenn die Checkboxen neben den virtuellen Schaltern aktiviert sind. Mit diesen Schaltern wird der Zustand der Relais­kontakte gewählt. Die Relais können zur besseren Übersicht mit Namen versehen werden. Die Namen können auch mit der Schaltfläche Import aus den INI-Dateien von anderen Projekten übernommen werden. Die Relais können auch über Variablenwerte geschaltet werden, indem Sie die Relaisnummer (1-18) und den Schaltzustand (0 oder 1) angeben. Die Relaiskarten haben neben den Relais zusätzlich einen 8 Bit Digital Port (siehe Datenblatt). Die Bits 0-5 werden normalerweise zum Lesen der Adapternummer (0-31) verwendet. Der Status dieses Ports kann durch Eingabe einer Variable gelesen werden.

8.5.12. PIO-Karte

Abbildung 8.24. PIO-Dialog
images/pio_ausgabe.png

Bei auf High geschalteten Ports sind beide Anschlüsse des Ports miteinander verbunden. Optional können sie außerdem mit dem internen 5V-Netzteil verbunden werden.

Abbildung 8.25. PIO-Dialog
images/pio_eingabe.png

Abbildung 8.26. PIO-Dialog
images/pio_frequenzgenerator.png

Um die Frequenzgeneratorfunktion zu nutzen, tragen Sie die gewünschten Parameter ein. Bei High-Schaltend schaltet der gewählte Ausgang zwischen High und Tristate um, bei Low-Schaltend zwischen Low und Tristate, und bei Push-Pull zwischen High und Low. Die Dauer des zuerst genannten Zustands ist die Impulslänge. Früher eingestellte Parameter werden durch die neuen ersetzt, es kann immer nur eine Frequenz erzeugt werden. Die Generatorfunktion bleibt aktiv bis sie explizit abgeschaltet wird oder die gewählte Anzahl Impulse erzeugt wurden.

8.5.13. PLD-Karte

Abbildung 8.27. PLD-Dialog
images/PLD.png

Mit diesem Modul ….

Auf der linken Seite des Dialogs befinden sich zwei Spalten mit Bedienelementen für jeden Ausgang der Karte. In die Textfelder können Beschriftungen für die Ausgänge eingetragen werden. Mit Checkboxen wird ausgewählt, welche Ausgänge bearbeitet und welche unverändert gelassen werden. Unten befinden sich Textfelder mit einer numerischen Repräsentation, die benutzt werden können um von Programmcode berechnete Werte zu verwenden. Beispielsweise könnte eine Schleife die Zweierpotenzen von 1 bis 128 in einer Variable ablegen um acht Ausgänge hintereinander zu schalten.

Um einen Ausgang an- oder abzuschalten, versehen sie den Ausgang mit einem Häkchen und stellen den Schalter für den Ausgang in die gewünschte Stellung. Alle Ausgänge ohne Häkchen werden unverändert belassen.

Um die Frequenzgeneratorfunktion zu nutzen, tragen sie die gewünschte Frequenz und Impuls- zu Pausenzeitenverhältnis ein. Alle mit Häkchen versehenen Ausgänge werden mit der gewählten Frequenz angesteuert. Ausgänge, deren Schalter auf Aus steht werden invertiert. Das normale an- und abschalten ist in diesem Modus nicht verfügbar, dafür kann ein separater Aufruf der Funktion verwendet werden. Die Generatorfunktion bleibt aktiv bis eine andere Frequenz eingestellt oder sie explizit abgeschaltet wird oder die gewählte Anzahl Impulse erzeugt wurden.

Die PLD-Karte besitzt einen Überstromschutz. Wenn die gewählte Stromstärke überschritten wird, wird ein Flag gesetzt dass mit Hilfe des Rückgabeparameters abgefragt werden kann.

8.5.14. MSU-Karte

Abbildung 8.28. MSU-Dialog
images/msucommand.png

Mit diesem Modul werden die MSU-Karten (Messstellenumschalter) des Testsystems gesteuert. Die MSU-Karten sind mit je 48 Reedrelais bestückt und stellen die Verbindung von einer Messstelle zu einer Messeinrichtung über den Analogbus her. Jede Messstelle ist mit zwei MSU-Karten verbunden, mit vier Karten können also 96 Messstellen bedient werden etc. Auf diese Weise kann eine Messung zwischen beliebigen Messstellen erfolgen.

Abbildung 8.29. MSU-Kanaleinstellungen
images/msuchansetup.png

Um einen Messkanal einzuschalten, doppelklicken Sie auf das entsprechende Feld. Es öffnet sich ein Eigenschaftsfenster, in dem Sie dem Kanal einen Namen zuordnen können. Desweiteren können Sie wählen, ob der Messpunkt mit dem Plus- oder Minuseingang der Messeinrichtung verbunden werden soll.

Warnung

Achten Sie unbedingt darauf, dass über die eingeschalteten Reedrelais kein Strom von mehr als 500mA fließt, da sonst die Relaiskontakte zerstört werden. Dies kann auch bei der Entladung von Kondensatoren passieren und lässt sich z.B. durch Strombegrenzungswiderstände vermeiden (siehe Datenblatt).

Bei Ausführung dieses Befehls werden zuerst alle Verbindungen der MSU-Karten getrennt, um Kurzschlüsse zu vermeiden. Danach wird jeweils eine MSU-Karte mit den Sense-Analogbus-Kanälen verbunden, und mit der Option "4 Pol" außerdem mit den Drive-Analogbus-Kanälen. Dies ist so gut wie immer die richtige Wahl.

Danach wird jede der beiden Karten mit einer Messstelle verbunden, so dass eine Messstelle mit Kanal A und eine mit Kanal B verbunden ist. Optional können dann weitere Messstellen mit Kanal A verbunden werden. Dazu dient die "Einspeisung"-Option.

8.5.15. PSU

Mit diesem Befehl werden die programmierbaren Stromversorgungen (oder auch Power Supply Units = PSU) des Testsystems gesteuert. Die Ausgangsspannung und die Strombegrenzung werden in den entsprechenden Feldern als Wert oder Variable angegeben. Mit dem Ein/Aus Schalter wird das Relais am Ausgang des Netzteils gesteuert. Mit dem Befehl PSU U/I Messung kann der angegebene Strom gemessen werden. Neben dem normalen DC Betrieb bietet der AC-Modus die Ausgabe einer 10–100Hz Sinus Schwingung. In dieser Betriebsart ist das Messen von Spannung oder Strom (U/I Messung) nicht möglich. Technische Daten entnehmen Sie bitte dem Datenblatt.

Wenn das Testsystem eine Trafo-Karte hat, wird diese ebenfalls gesteuert. Dabei wird die PSU-Karte so eingestellt, dass nach der Transformation in etwa die gewünschte Spannung ausgegeben wird. Prinzipbedingt muss diese jedoch nachgeregelt werden. Beispiel:

PowerSupply(PowerOn:True, Nr:1, AC:True, Current:2.5, Ratio:2, Voltage:soll);
Netzteilmessung(Result:ist, Voltage:True, Nr:1, AC:True, Trafo:True);
PowerSupply(PowerOn:True, Nr:1, AC:True, Current:2.5, Ratio:2, Voltage:soll * soll / ist);

Anmerkung

Der Trafo ist nur für 50–60Hz spezifiziert. Die Strombegrenzung bezieht sich immer auf den Ausgang der PSU-Karte. In den meisten Fällen sollte deshalb 2.5A angegeben werden. Winguard begrenzt den Strom auf den für den Transformator zugelassen Wert.

Wenn das Testsystem mit der Erweiterung für PSU-Synchronisation ausgestattet ist, können mehrere PSU Wechselspannung synchron ausgeben. Dazu müssen zuerst ein oder mehrere Taktnehmer eingestellt werden, und dann der Taktgeber. Bevor der Taktgeber eingestellt ist, liefern die Taktnehmer noch keinen Strom. Eine Nachregelung muss deshalb erfolgen, nachdem alle beteiligten PSU-Karten eingeschaltet wurden.

Abbildung 8.30. PSU-Einstellungen
images/psusettingscmd.png

8.5.16. PSU U/I-Messung

Dieses Modul misst die Spannung oder den abgegebenen Strom der programmierbaren Netzteile mit einer Auflösung von 16 Bit. Im Feld Netzteilnummer wird das gewünschte Netzteil ausgewählt. Der gemessene Wert wird in der angegebenen Variable und in der Variable messwert abgelegt.

Wenn das Testsystem eine Trafo-Karte hat, kann dieser Befehl eine ADX-Karte verwenden, um den transformierten Strom zu messen. Die Messstellen werden dafür automatisch abgeschaltet, da sie die gleiche Verbindung zur ADX-Karte verwenden.

Das Ergebnis ist immer in Volt bzw. Ampere.

Abbildung 8.31. Netzteilmessung
images/psumeascmd.png

8.5.17. Farb-Messung

Mit diesem Befehl können an einer UMB5-Karte angeschlossene Farbsensoren ausgewertet werden.

Als ersten Schritt klicken Sie auf Messen, und dann auf Angeschlossene Aktivieren. Damit wird der Befehl so konfiguriert, dass alle angeschlossenen Sensoren ausgelesen werden.

Die ausgelesenen Farbwerte werden wenn angegeben in die Ergebnisvariable geschrieben. Es muss eine Real-Array-Variable angegeben werden. Für jeden Farbsensor werden vier Werte im Array abgelegt - Helligkeit, Rot, Grün und Blau.

Zusätzlich können die ausgelesenen Werte sofort ausgewertet werden. Normalerweise wird das Ergebnis in einzelnen Ergebniszeilen im Protokoll ausgegeben. Alternativ kann eine Bits-Ergebnisvariable angegeben werden, in die das Ergebnis als Bitmaske geschrieben wird.

Dunkelvergleich

Hiermit kann überprüft werden, dass eine Lichtquelle ausgeschaltet ist.

Dazu muss unter Helligkeit für jeden Sensor mit dieser Aktion eine maximal zulässige Lichtstärke angegeben werden.

Es wird dann überprüft, dass die gemessene Lichtstärke unter der Grenze liegt.

Sollwertvergleich

Hiermit kann überprüft werden, dass eine Lichtquelle mit der richtigen Farbe und Helligkeit leuchtet.

Für alle Sensoren mit dieser Aktion muss unter Helligkeit eine minimal erforderliche Lichtstärke, unter Soll-Farbe der gewünschte Farbton und unter Toleranz eine Farbabweichung (in Prozent) angegeben werden.

Es wird dann überprüft, dass die Lichtquelle die geforderte Lichtstärke erreicht und den richtigen Farbton hat.

Die Soll-Farbe kann mit Messen, Farbe Übernehmen von einer Referenzmessung übernommen werden.

Umgebungslichtausgleich

Diese Option ist nützlich, falls die Lichtquellen nicht ausreichend vom Umgebungslicht abgeschirmt sind.

Führen Sie am Anfang des Prüfablaufs vorm Anschalten der Lichtquellen eine Farb-Messung durch, bei der Sie die Sensorwerte in einer separaten Ergebnisvariable speichern. Diese Ergebnisvariable geben sie dann bei weiteren Farbmessungen im Feld Umgebungslichtausgleich an. Die gespeicherten Sensorwerte werden dann vom Messwert abgezogen.

8.5.18. Waveformgenerator-Karte

Die WFG-Karte erzeugt Sinus-, Dreieck- und Rechtecksignale mit einem optionalen Gleichspannungsanteil.

8.5.19. Sinusgenerator

Der Sinusgenerator wurde zur Prüfung von Audiokomponenten konzipiert. Er erzeugt eine potentialfreie Sinusschwingung mit sehr geringem Klirr­faktor. Die Frequenz ist im Bereich von 0,01 Hz bis 20 KHz und die Amplitude von 0 bis 20 Vss programmierbar.

Abbildung 8.32. Sinusgenerator
images/sinusgencmd.png

8.5.20. Relaismatrix

Mit diesem Modul werden die Signalwege zwischen dem Prüfling und vier externen Geräten geroutet. An der Rückseite des Guardian Systems befinden sich vier isoliert montierte BNC Buchsen, an die beliebige Messgeräte oder Quellen angeschlossen werden können. Da die in der Relaismatrix verwendeten Reedrelais nur mit max. 500mA belastet werden dürfen, liegt aus Sicherheitsgründen in jeder der acht Leitungen zu den BNC Buchsen ein Strombegrenzungswiderstand von 110 Ohm, um eine Überlastung zu vermeiden. Bei Geräten mit einem hochohmigen Eingang haben diese Widerstände keine Auswirkung. Bei Einspeisung eines Signals z.B. mit einem Funktionsgenerator kann dies möglicherweise relevant sein.

Abbildung 8.33. Einstellungen der Relaismatrix
images/relaismatrixcmd.png

Beim ersten Anklicken eines Kreuzungspunktes zweier Linien wird ein Punkt gesetzt, beim zweiten Anklicken verwandelt sich der Punkt in ein diagonales Kreuz und beim dritten Anklicken verschwindet das Symbol wieder. Ein Punkt bedeutet, dass bei der Programmausführung der Ausgang der ent­sprechenden MSU-Karte mit dem Anschluss eines externen Gerätes verbunden wird. Das Kreuz bedeutet, dass die Verbindung getrennt wird. Ohne Symbol bleibt der Status unverändert.

In die Textfelder auf der linken Seite, werden die Kanal Nummern eingetragen die geschaltet werden sollen. Durch Komma getrennt können auch mehrere Kanäle auf einer Karte gleichzeitig eingeschaltet werden. Bitte beachten Sie, dass hierdurch die Reedrelais überlastet werden können, wenn die Kanäle z.B. zwischen den Plus- und Minuspol einer Stromversorgung liegen! Zum Ausschalten eines einzelnen Kanals geben Sie die entsprechende Nummer mit negativem Vorzeichen an.

Zurücksetzen

Vor dem Einschalten von Relais können Sie in dem oberen Panel die Matrix bzw. Teile der Matrix zurückzusetzen, d.h. die entsprechenden Relais ausschalten. Nach dem letzten Ausschaltbefehl wird eine Pause von 2ms eingehalten, damit die Relais ausreichend Zeit zum Öffnen haben und es nicht zu einer Überlappung mit neuen Verbindungen kommt. Dies gilt auch für die negativ angegebenen Kanalnummern.

Alle Kanäle

Die Kanäle 1-48 auf allen Karten werden ausgeschaltet

Analogbus

Alle Verbindungen zu den externen Geräten werden getrennt

Gesamte Matrix

Alle Relais der gesamten Matrix werden ausgeschaltet. Dieser Befehl wird am schnellsten ausgeführt!

ADX Karte trennen

Hiermit werden die Relais des internen Multimeters abgeschaltet.

8.5.21. UMB-Karte

UMB steht für Universal Microcontroller Board. Diese Systemkomponente wird in zwei Bestückungsvarianten hergestellt: Als reine Digital I/O Karte und als Multifunktionskarte mit digitalen und analogen Funktionen. Technische Daten entnehmen Sie bitte dem Datenblatt. Im Feld Kartennr. wird die Karte adressiert. Mit der Schaltfläche Test kann die Funktion aus dem Modul heraus direkt ausgeführt werden.

Registerkarte Digital Port

Abbildung 8.34. UMB-Einstellungen Digital Port
images/umbcmddialog.png

Hiermit steuert das Modul den Zugriff auf die 32 digitalen Kanäle. Wählen Sie bei Richtung aus, ob gelesen oder geschrieben werden soll. Bei Modus wird die Art des Zugriffs gewählt:

Bit

Zum Selektieren I/O Kanäle klicken Sie bei gehaltener Alt-Taste auf die gewünschen Bits. Diese färben sich rot und erscheinen unten in der Auswahl (P0_1 = Port + Bit-Nr). Auf diese Weise können Sie sich Gruppen von beliebigen Bits zusammen stellen, auf die mit einem max. 32 Bit breiten Datenwort zugegriffen wird. Die Reihenfolge bestimmt die Stelle in dem binären Datenwort (MSB zuerst).

Byte

Zum Selektieren Ports klicken Sie bei gehaltener Alt-Taste auf die entsprechenden Portflächen. Diese färben sich rot und Erscheinen unten in der Auswahl als Portnummer. Auch hier bestimmt die Reihenfolge die Wertigkeit der Ports.

Beispiele

Die Auswahl zeigt im Bytemodus den Wert P0+P1 an und sie geben den Wert 384 (128+256) aus. Auf Port 0 wird dann das Bit 0 gesetzt und auf Port 1 das Bit 7.

Die Auswahl zeigt im Bitmodus den Wert P0_7+P0_6+P0_1+P0_0 (also die ersten und die letzten beiden Bits von Port 0). Wenn Sie den Wert 6 (binär 0110) schreiben wird Bit 6 und Bit 1 des Ports 0 gesetzt, Bit 0 und Bit 7 bleiben low.

Übergabeparameter

Beim bitweisen Schreiben können Sie die einzelnen Bits durch Doppelklick invertieren. Das entsprechende Datenwort wird im Bereich Data hexadezimal und dezimal dargestellt. Bei Eingabe einer Variablen in das Feld Übergabeparameter wird der Wert der Variablen ausgegeben. Beim Lesen wird der Zustand der Bits in der hier eingegebenen Variable abgelegt.

Registerkarte Generator

Abbildung 8.35. UMB-Einstellungen Generator
images/umbgeneratorcmd.png

Mit dieser Funktion können Sie an den digitalen Kanälen ein Taktsignal mit einstellbarem Tast­verhältnis ausgeben. Das Bit, auf dem der Takt ausgegeben werden soll, ist im Bereich Ausgabe Bit einstellbar. Die Taktfrequenz ist im Bereich von 10 Hz bis 4000 Hz programmierbar. Wenn das Tastverhältnis 50:50 beträgt, können Sie einen zweiten Takt auf einem anderen Bit ausgeben lassen.

Registerkarte Analog

Abbildung 8.36. UMB-Einstellungen Analog
images/umbanalogcmd.png

Die vollbestückte UMB-Karte verfügt über einen 12 Bit A/D Wandler mit achtfach Multiplexer. Der Eingangs­Spannungsbereich ist in vier Stufen umschaltbar: ±2,5V, ±5V, 0–5V und 0–10V. Der D/A Wandler hat ebenfalls eine Auflösung von 12 Bit und kann zwischen ±2V und 0–4V umgeschaltet werden. Diese Spanne von 4V kann bei Bedarf hardwaremäßig bis 10V erweitert werden (siehe Datenblatt).

Wählen Sie zunächst mit den drei Radio­buttons auf der linken Seite die gewünschte Betriebsart aus. Im Bereich D/A Wandler geben Sie gewünschte Spannung im Feld Spannung als Konstante oder Variable an. Im Bereich A/D Wandler können Sie neben der Variablen, mit der der Analogwert zurückgegeben wird, auch die Messzeit einstellen. Innerhalb dieses Zeitintervalls wird fortlaufend gemessen und der Mittelwert gebildet.

Encoder

Die UMB-Karte hat zwei Interrupt Eingänge, an die ein Encoder (Weg- bzw. Positionsgeber) mit zwei um 90 Grad versetzen Ausgängen angeschlossen werden kann. Die Flankenwechsel werden in einem 16 Bit Positionsregister gezählt. Es werden Frequenzen bis ca. 20 KHz verarbeitet. Im Bereich A/D Wandler gibt es eine Checkbox mit der Bezeichnung Encoder als Kanal. Ist diese Funktion aktiviert, wird anstelle eines Analogwertes das Positionsregister ausgelesen. In der unten beschriebenen Kalibrierdatei kann ein Faktor hinterlegt werden, um diesen Wert z.B. in mm umzurechnen.

4 Kanal-Scope

Diese Funktion arbeitet in drei Schritten, die bei Modus gewählt werden:

Auslösen

Diese Funktion zeichnet vier aufeinander folgende Analogkanäle auf. Der erste dieser Kanäle 0 bis 4 (für Kanal 0–3, 1–4, … 4–7) ist einstellbar. Die Anzahl der Messwerte ist von 16–4080 und die Abtastrate von 1–5000 Hz einstellbar. Die Daten werden zunächst in dem 32 KByte großen Speicher der Karte abgelegt.

Messwerte lesen

Diese Funktion überträgt die Daten aus dem Speicher der UMB-Karte über die RS-232 Schnittstelle zum PC. Die Übertragung des gesamten Speichers dauert mehrere Sekunden. Wählen Sie die Anzahl der Messwerte daher nur so groß wie nötig.

Messwerte zuordnen

Hier werden die vier Kurven in Winguard Arrays umgewandelt. Geben Sie in den Feldern jeweils ein Real-Array an. Mit der Scope-Funktion können die Kurven grafisch dargestellt und ausgewertet werden.

Kalibrierung

Der Treiber für die UMB-Karte verwendet die Kalibrierdatei UMBAnalog.kal (im Winguard Programmverzeichnis), um die Ein- und Ausgangssignale zu skalieren. Das Feld auf der rechten Seite zeigt den Aufbau der Datei. Verwenden Sie einen beliebigen Editor, um die Faktoren einzugeben. Um diese Funktion zu aktivieren, klicken Sie auf die entsprechenden Checkboxen.

8.5.22. UMB GPIO

Die UMB2.1-Karte hat 32 digitale Allzweckeingabe/-ausgabe-Anschlüsse. Sie können unabhängig voneinander konfiguriert und beschaltet werden. Um fest vorgegebene Werte auszugeben, kann für jeden Anschluss der Zustand gewählt werden. „--“ bedeutet, dass der Anschluss den vorigen Zustand beibehält.

Um einen programmatisch gewählten Zustand auszugeben, können in die Felder Maske, Wert und Open Drain Variablen eingetragen werden. Beispielsweise kann mit Maske = 2 und in Wert eine Variable, die 0 oder 2 enthält, der zweite Anschluss umgeschaltet werden.

Beim Auslesen wird der Zustand aller 32 Anschlüsse in einer Bitmaske in die gewählte Variable geschrieben.

8.5.23. UMB Scope

Die UMB2.1-Karte hat vier Analog-Eingänge, die mit maximal 15kHz (4 Kanäle) bis 21kHz (1 Kanal) aufgezeichnet werden können.

Die Daten werden beim Auslesen in das Scope übertragen und können dort ausgewertet werden.

Wenn kein Kanal als Trigger ausgewählt ist, wird sofort mit der Aufzeichnung begonnen.

8.5.24. UMB I²C

Mit diesem Befehl kann die UMB2-Karte per I²C angeschlossene Geräte ansteuern.

Wenn sowohl zu sendende Daten als auch zu lesende Daten angegeben sind, wird zuerst ein Schreib-Paket gesendet, und dann ohne Stop-Zustand direkt ein Lese-Paket angefordert.

In der Schreib-Ergebnisvariable wird die Anzahl tatsächlich geschriebener Bytes zurückgegeben. Damit kann überprüft werden, ob der Schreibvorgang erfolgreich ausgeführt wurde.

In der Lese-Ergebnisvariable werden die gelesenen Bytes zurückgegeben.

8.5.25. UMB SPI

Mit diesem Befehl kann die UMB2-Karte von einem SPI-Bus lesen und schreiben.

Nur die UMB2-Karte unterstützt den 4-Wire-Slave-Modus, und nur die UMB21-Karte unterstützt mehrere Chip-Select-Leitungen - bei der UMB2-Karte muss stattdessen der 3-Wire-Modus und der UMB-GPIO-Befehl verwendet werden.

8.5.26. Widerstandsgeber

Abbildung 8.37. Widerstandsgeber
images/resistancegenerator.png

Die Widerstandsgeber-Karte ist eine programmierbare Dekade. Die gewünschten Widerstandswerte werden eingestellt, indem 24 Relaiskontakte eine Reihenschaltung von binär gestaffelten Widerständen (1, 2, 4, 8, 16 Ω usw.) überbrücken. Durch das Schalten der Kontakte können Widerstandswerte im Bereich von 0 Ω bis 16 MΩ eingestellt werden. Die Strombelastbarkeit und Spannungsfestigkeit hängen von der Kombination der aktiven Widerstände ab. Die einzelnen Widerstände sind Metallschichtwiderstände mit einer Genauigkeit von ±1%, einer max. Leistung von 0.6W. Der Temperaturkoeffizient ist ±50 ppm/°C.

Bei Werten bis 63 Ω wird der unerwünschte Übergangswiderstand der Relaiskontakte durch einen zuschaltbaren Abgriff klein gehalten. Der programmierte Widerstandswert kann wahlweise an den Analogbus 3+4 des Guardian Systems oder an X2, Pin 1+2 geschaltet werden. X2, Pin 3 ist mit SYSGND verbunden, um ggf. den Schirm einer Leitung anzuschließen.

Abbildung 8.38. Widerstandsgeber-Karte, links X2
images/r-dekade.jpg

8.5.27. Schrittmotorsteuerung

Mit dem MotorControl-Modul können Motorsteuerungen von Trinamic gesteuert werden.

Es können mehrere Motorsteuerungen konfiguriert werden. Der Steuerungs-Parameter Module bestimmt, an welche Steuerung ein Befehl geschickt wird. Der Befehls-Parameter Command bestimmt, welcher TMCL-Befehl gesendet wird. Die Parameter Axis, Param, Value entsprechen den TMCL-Befehls-Parametern. In die in Result angegebene Variable wird die Antwort der Motorsteuerung geschrieben.

Die Achsenparameter next target position, actual position, snapshot position, last reference position, encoder position, maximum encoder deviation, next target speed, actual speed, maximum positioning speed, minimum speed, referencing search speed, referencing switch speed, actual acceleration, und maximum acceleration werden automatisch zwischen TMCL-Einheiten und Umdrehungen, Umdrehungen pro Sekunde und Umdrehungen pro Sekunde pro Sekunde umgerechnet. Dabei wird der Steuerungsparameter Einheiten pro Umdrehung berücksichtigt. Um beispielsweise die Position einer Achse, die mit der Motorachse über eine 2:1 Übersetzung verbunden ist, in Grad zu bestimmen, müssen 180 Einheiten pro Umdrehung eingestellt werden.

Die Option „Warten bis Position erreicht“ blockiert den Programmablauf, bis ein Position-Anfahren-Befehl die gewünschte Position erreicht hat. Wenn dabei ein Problem auftritt, wird eine Exception ausgelöst.