hardware:controllers:ir-lesekopf
Unterschiede
Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen angezeigt.
Beide Seiten der vorigen RevisionVorhergehende ÜberarbeitungNächste Überarbeitung | Vorhergehende Überarbeitung | ||
hardware:controllers:ir-lesekopf [2011/10/16 17:42] – udo1 | hardware:controllers:ir-lesekopf [2012/11/22 20:05] (aktuell) – gelöscht udo1 | ||
---|---|---|---|
Zeile 1: | Zeile 1: | ||
- | ====== IR-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.\\ | ||
- | |||
- | {{: | ||
- | {{: | ||
- | |||
- | 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)\\ | ||
- | Das Easymeter Q3B arbeitet mit 9600,7,E,1. (Also 9600 Baud, 7 Bit, gerade Parität, ein Stopbit)\\ | ||
- | Alle hier aufgeführten Zähler können mit dem IR-Lesekopf ausgelesen werden.\\ | ||
- | |||
- | Vorab ein paar Grundlagen: | ||
- | Baud ist die sogenannte Schrittgeschwindigkeit, | ||
- | Im Wortsinne handelt es sich um die Geschwindigkeit der Schritte. Unter einem Schritt versteht man dabei eine Spannungsänderung des 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: | ||
- | {{: | ||
- | |||
- | |||
- | 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: | ||
- | {{: | ||
- | |||
- | Hier das zugehörige Layout:\\ | ||
- | {{: | ||
- | |||
- | 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: | ||
- | {{: | ||
- | |||
- | Der IR-Transistor wird von der Unterseite her eingelötet: | ||
- | {{: | ||
- | |||
- | Hier ein paar 3D-Ansichten zur verdeutlichung: | ||
- | {{: | ||
- | {{: | ||
- | |||
- | Position des IR-Transistors mechanisch: | ||
- | {{: | ||
- | |||
- | Zur Befestigung des Lesekopfes wird ein Neodym-Ringmagnet verwendet: | ||
- | {{: | ||
- | |||
- | erhältlich bei: http:// | ||
- | |||
- | 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.\\ | ||
- | {{: | ||
- | |||
- | 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:\\ | ||
- | {{: | ||
- | |||
- | Und an einem EMH eHZ:\\ | ||
- | {{: | ||
- | |||
- | |||
- | So, das Wichtigste noch, die Stück- und Preisliste: | ||
- | |||
- | {{: | ||
- | |||
- | Und der Target-Arbeitsfile, | ||
- | {{: |