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Baustein I/O Modul

Hardware-Schnittstellen

Anschluss für Plug&Play-fähige Endgeräte. Kompatibel mit 1 Steckplatz des I/O-Modul-Trägers.

Hardware-Features

32-bit µC, 256KB RAM.

Plug&Play-fähiger Steckverbinder mit dynamischer Bereitstellung folgender Hardwarefunktionen in Abhängigkeit des jeweils eingesteckten Endgeräts:

1xper Software einstellbare Spannungsregler (8 - 22V),
1x per Software einstellbare Strombegrenzung (0,1 - 6A),
1-12x per Software einstellbare Konstantstromquellen (1 - 1.280mA),
1-12x per Software einstellbare Impulsausgänge, mono- oder bistabil,
1-2x Pulsweitenmodulation für Helligkeits- oder Drehzahlsteuerung,
1-2x DC-Motor mit bis zu 3,5A Dauerstrom (bis 6A Spitze)
1xSchrittmotor-Ansteuerung,
1-3xServo-Ansteuerung (frequenzgesteuert),
2xStromsensoren für Ein- und Ausgangsströme (Messbereich bis 400mA),
1xStromsensor für Summenstrom (Messbereich bis 6A),
1-2xGeneratoren für digitale Signale / Protokolle bis ca. 100 KHz,
4xAnalogeingänge (dynamisch umschaltbar zwischen IN/OUT) mit Spannungsmessung (12 bit Auflösung).
1xAusgangssignal beliebiger Wellenform (Dreieck, Sägezahn, Sinus etc.)
2xStatus-LED

Software-Komponenten (vorkonfiguriert):

Einsatz der Hardware-Features in Abhängigkeit vom jeweils eingesteckten Endgerät.

Zum Patent angemeldete Technologie der Steuerung der Universalelektronik anhand der mit dem Plug&Play-Endgerät gelieferten Software. Das I/O-Modul benötigt hierfür keine zusätzlichen, spezifischen Treiber!

Software-Komponenten (anwendungsspezifisch)

Anwendung realisiert in C.

Beschreibung

Die I/O-Module des Systems sind sehr universell einsetzbar und kombinieren bei Bedarf auch Ein- und Ausgänge in einem einzigen Modul. Ein I/O-Modul kann dabei mehr als 10 digitale Eingänge (Taster, Schalter) überwachen oder aber mehr als 10 Ausgänge niedriger Leistung (z.B. LEDs oder Glühlampen) vollumfänglich steuern (Features: siehe unten!).

Höhere Leistungen zur Steuerung von Motoren können über 1-3 Ausgänge (je nach Anwendungsfall und Leistung) abgegeben werden. Es ist möglich, sowohl DC-Motoren (auch PWM) als auch AC-Motoren (Sinus) anzusteuern. Alternativ kann auch ein Schrittmotor betrieben werden. Oder aber bis zu 3 frequenzgesteuerte Servo-Antriebe. Oder mehr als 10 Relais. Oder vieles mehr!

Jedes I/O-Modul kann hinsichtlich Ausgangsspannung und Ausgangsstrom flexibel per Software gesteuert werden. Zusätzlich können LEDs ohne Zusatzkomponenten durch mehrere Stromquellen ohne Zusatzkomponenten betrieben werden (Ströme jeweils von <2 mA bis >300 mA bei bis zu >10 LEDs – oder höhere Ströme bis ca. 1.200mA bei entsprechend weniger LEDs).

Jedes Modul ist mit mehreren Stromsensoren ausgestattet und erlaubt so Lastregelungen und auch eine Überwachung der Leistungsabgabe. Die Module erlauben auch die Detektion von (geringen) Strömen aus externen Spannungsquellen auf Systempotenzial.

Analoge Ein- und Ausgänge mit Auflösungen von 12Bit. Spannungsbereich bis 24 Volt.

Eingebaute Softwarefunktionen für Dimming (inkl. mehrerer Fader), Blinken (Frequenz, Tastverhältnis) bis rd. 100kHz.

Die I/O-Module sind generell mit Schutzschaltungen (inkl. selbstrückstellenden Sicherungen) ausgestattet. Schutz vor Überspannung, Überstrom und Übertemperatur. Kurzschlussfest.

Zahlreiche weitere Funktionen sind durch einfache Ein- oder Ausgangsbeschaltungen möglich (z.B. 1-10V Schnittstelle).

Im Unterschied zu rein softwaregesteuerten Steuerungssystemen mit zentralem Rechnerkonzept, sind die I/O-Module unseres Systems insofern autark, als sie zuvor einmalig konfigurierte Funktionalität ohne nennenswerte Zeitverzögerung zur Verfügung stehen. Neben dem letzten Zustand kann bei Wiederanlauf natürlich auch ein Einschalt-Grundzustand eingenommen werden (auch durch Endbenutzer konfigurierbar).

Die I/O-Module sind Plug&Play-fähig. Das bedeutet, dass Endgeräte jederzeit ein- oder ausgesteckt werden dürfen. Dieser Vorgang wird über die Benutzeroberfläche durch Aktivierung der entsprechenden „Bedien-Karten“ angezeigt. Die Endgeräte können so im vordefinierten Umfang konfiguriert werden. Ferner ist eine Besonderheit, dass das Endgerät das Verhalten des I/O Moduls bestimmt, nicht wie sonst üblich umgekehrt. Diese Technologie ist zum Patent angemeldet. Siehe auch I/O-Steckverbinder.

Die universellen Module stellen sehr viele Funktionen für Standard-Aufgaben bereit. Für andere Anwendungen sind durch das Steckprinzip problemlos spezialisierte Module mit höherer Leistung (bis 120W / Modul) oder geringeren Kosten möglich.

Abmessung

Standard-Baustein: ca. 80mm x 80mm x 18mm.

Reduzierbar auf etwa die halbe Größe bei geringer Leistung.

Gewicht

Auf Anfrage.

Leistungsabgabe an Peripherie

Max. ca. 80W (überwacht).

Abbildung zeigt Prototyp
Abbildung zeigt Prototyp
1 I/O-Modul im I/O-Modul-Träger