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hardware:controllers:ir-lesekopf

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hardware:controllers:ir-lesekopf [2011/10/03 00:23] – Hinweis auf Easymeter ergänzt justinotherguyhardware:controllers:ir-lesekopf [2012/01/10 00:22] – angelegt justinotherguy
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-====== IR-Lesekopf ====== +Diese Seite heißt nun [[ir-schreib-lesekopf]].
- +
-Um Daten aus eHZ-Zählern zu lesen, bieten diese einen IR-Port an.\\ +
-Der entsprechende Lesekopf ist von den max. Abmessungen nach DIN-EN 62056-21 genormt.\\ +
- +
-{{:hardware:controllers:optical_interface.png?600|}}\\ +
-{{:hardware:controllers:optical_interface_1.png?500|}} +
- +
-Die Datenübertragung erfolgt asynchron Seriell. D.H. ohne zusätzlichen Taktimpuls.\\ +
-In der Regel mit 9600 Baud, 7 oder 8 Bit, keine oder gerade Parität und einem Stopbit.\\ +
-Die Hager eHZ arbeiten mit 9600,7,E,1. (Also 9600 Baud, 7 Bit, gerade Parität, ein Stopbit)\\ +
-Die EMH eHZ arbeiten mit 9600,8,N,1. (Also 9600 Baud, 8 Bit, keine Parität, ein Stopbit)\\ +
- +
-Vorab ein paar Grundlagen:\\ +
-Baud ist die sogenannte Schrittgeschwindigkeit, ein Maß für die Übertragungsgeschwindigkeit (Übertragungsrate). \\ +
-Im Wortsinne handelt es sich um die Geschwindigkeit der Schritte. Unter einem Schritt versteht man dabei eine Änderung der Signals.\\ +
-Also von 0V auf 5V oder bei RS232 von -12V auf +12V und umgekehrt. \\ +
-Haben wir nur eine Spannungsänderung pro Schritt können wir einfach Rechnen: 9600 Baud = 1/9600 = 0,10417ms pro Schritt.\\ +
-Bei 9600,7,E,1 übertragen wir insgesamt 10 Schritte. Dafür brauchen wir also 1,0417ms.\\ +
-Hier in der Grafik mal dargestellt:\\ +
-{{:hardware:controllers:serielle_datenuebertragung.png?600|}} +
- +
- +
-Das Startbit stellt logisch Null dar, während das Stopbit mit logisch Eins den Ruhezustand der Datenleitung bildet.\\ +
- +
-Da die IR-Schnittstelle auf der Frontseite der eHZ-Zähler per Definition nur die Empfangsrichtung zulässt, brauchen wir nur eine IR-Lesevorrichtung.\\ +
-Die IR-Frequenz ist auf 880nm festgelegt.\\ +
-Zum Empfangen dieser IR-Lichtsignale kommen verschiedene IR-Dioden oder IR-Transistoren in Frage.\\ +
-IR-Dioden haben den Nachteil nur einen geringen Strom zu liefern. IR-Transistoren können höhere Ströme liefern.\\ +
-Je höher der Strom desto geringer die Auswirkungn von parasitären Kapazitäten in den Bauteilen, die dazu führen würden, das Signal zu verformen.\\ +
-Trotzdem muss man bei der Auswahl der Bauteile auf geringe bauteil-spezifische Kapazitätswerte bzw. hohe Schaltgeschwindigkeit achten.\\ +
-Andernfalls wird die Flankensteilheit der Signale derart schlecht, dass die Schrittweite zu stark verändert wird.\\ +
-Es wurden verschiedene IR-Dioden und IR-Transistoren ausprobiert. Die Wahl fiel auf den IR-Transistor SFH309FA-4.\\ +
-Dieser Transistor wird mit einem schnellen Komparator zusammen geschaltet. Die Wahl fiel hier auf den LMV7239M5.\\ +
-Nachdem Justin Otherguy mich darauf hingewiesen hat, dass das Ausgangssignal für E6 noch invertiert werden muss, habe ich die Schaltung geändert.\\ +
-Hier die neue Schaltung:\\ +
-{{:hardware:controllers:lesekopf_invertiert_schaltbild.png?500|}} +
- +
-Hier das zugehörige Layout:\\ +
-{{:hardware:controllers:lesekopf_invertiert_layout.png?400|}} +
- +
-Die Leiterplatte ist Einseitig und kann damit einfach zu Hause hergestellt werden.\\ +
-Die Bauteile werden auf der Kupferseite (TOP) aufgelötet. Die große Kupferfläche ist GND.\\ +
- +
-Und der Bestückungsplan:\\ +
-{{:hardware:controllers:lesekopf_invertiert_bestueckungl.png?400|}} +
- +
-Der IR-Transistor wird von der Unterseite her eingelötet:\\ +
-{{:hardware:controllers:lesekopf_invertiert_bestueckungl.1.png?400|}} +
- +
-Hier ein paar 3D-Ansichten zur verdeutlichung:\\ +
-{{:hardware:controllers:lesekopf_invertiert_3d.png?400|}} +
-{{:hardware:controllers:lesekopf_invertiert_3d1.png?400|}} +
- +
-Position des IR-Transistors mechanisch:\\ +
-{{:hardware:controllers:lesekopf_invertiert_masse.png?400|}} +
- +
-Zur Befestigung des Lesekopfes wird ein Neodym-Ringmagnet verwendet:\\ +
-{{:hardware:controllers:ringmagnet.png?200|}} +
- +
-erhältlich bei: http://www.magnetladen.de/neodym-magnete/ring-magnete/ring-magnet-27x16x5-mm.html\\ +
- +
-Als Gehäuse kann man z.B. den Boden einer Dose Optisana Multi-Vitamin verwenden. Gibt es bei Aldi für 49 Cent.\\ +
- +
-Die Leiterplatte wird bis auf den IR-Transistor bestückt und auf den Magnet mittels dünnem, doppelseitigen Klebeband festgeklebt.\\ +
-{{:hardware:controllers:kleben.png?500|}}\\ +
- +
-Je nach Dicke des Gehäusebodens wird der IR-Transistor soweit durch das Loch im Boden geschoben bis er er mit dem Boden abschließt. \\ +
-In dieser Position wird er dann angelötet.\\ +
- +
-Hier der fertige IR-Lesekopf an einem Hager eHZ:\\ +
-{{:hardware:controllers:hager.png?500|}}\\ +
- +
-Und an einem EMH eHZ:\\ +
-{{:hardware:controllers:emh.png?500|}}\\ +
- +
-Der IR-Lesekopf funktioniert auch an einem Easymeter Q3B. +
- +
-So, das Wichtigste noch, die Stück- und Preisliste:\\ +
- +
-{{:hardware:controllers:stueckliste.png?600|}} +
- +
-Und der Target-Arbeitsfile, der mit der kostenlosen Target-Discover-Version geöffnet und bearbeitet werden kann.\\ +
-{{:hardware:controllers:lesekopf_sfh309fa_lmv7239_invertiert.zip|}}+