hardware:controllers:ir-lesekopf
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hardware:controllers:ir-lesekopf [2011/06/26 17:25] – udo1 | hardware:controllers:ir-lesekopf [2012/11/22 20:05] (aktuell) – gelöscht udo1 | ||
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- | ====== 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.\\ | ||
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- | 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)\\ | ||
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- | 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 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: | ||
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- | Das Startbit stellt logisch Null dar, während das Stopbit mit logisch Eins den Ruhezustand der Datenleitung bildet.\\ | ||
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- | 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 Einwirkungen 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 Übertragungsgeschwindigkeit 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.\\ | ||
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- | Hier die Schaltung: | ||
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- | Hier das zugehörige Layout:\\ | ||
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- | 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.\\ | ||
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- | Und der Bestückungsplan: | ||
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- | Der IR-Transistor wird von der Unterseite her eingelötet: | ||
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- | Hier ein paar 3D-Ansichten zur verdeutlichung: | ||
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- | Position des IR-Transistors mechanisch: | ||
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- | Zur Befestigung des Lesekopfes wird ein Neodym-Ringmagnet verwendet: | ||
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- | erhältlich bei: http:// | ||
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- | Als Gehäuse kann man z.B. den Boden einer Dose Optisana Multi-Vitamin verwenden. Gibt es bei Aldi für 49 Cent.\\ | ||
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- | Die Leiterplatte wird bis auf den IR-Transistor bestückt und auf den Magnet mittels dünnem, doppelseitigen Klebeband festgeklebt.\\ | ||
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- | 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.\\ | ||
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- | Hier der fertige IR-Lesekopf an einem Hager eHZ:\\ | ||
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- | Und an einem EMH eHZ:\\ | ||
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- | So, das Wichtigste noch, die Stück- und Preisliste: | ||
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hardware/controllers/ir-lesekopf.1309101919.txt.gz · Zuletzt geändert: 2011/06/26 17:25 von udo1