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AK Modul-Bus SIOS Benutzerhandbuch

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SIOS
Benutzerhandbuch
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Verwandte Anleitungen für AK Modul-Bus SIOS

Inhaltszusammenfassung für AK Modul-Bus SIOS

  • Seite 1 SIOS Benutzerhandbuch - 1 -...
  • Seite 2 Impressum 1. Auflage, März 1998 AK-Modul-Bus Computer GmbH  Autoren: Josef Hüvelmeyer Burkhard Kainka Alle Rechte vorbehalten. Die Vervielfältigung auch einzelner Teile, Texte oder Bilder ist nur mit Zustimmung von AK-Modul-Bus Computer GmbH gestattet. Die Beschreibung der Software basiert auf der im März 1998 verfügbaren Programmversion 1.3. Änderungen können jederzeit auch ohne Vorankündigung durchgeführt werden.

  • Seite 3: Inhaltsverzeichnis

    Inhalt Vorwort ..................4 Erläuterung .................. 5 Vorbereitung ................6 Probieren und studieren mit Do-it ..........8 Teil I: Eine Schaltzentrale ..............9 Eine Kontrolltafel ..............11 Einstellbare Spannungsquellen ..........12 Meßgeräte .................. 13 Sensoren ..................16 Kurven und Diagramme ............17 Licht und Wärme ...............

  • Seite 4: Vorwort

    Interface. Ein Interface hat Eingänge, über die Informationen in den Computer gelangen, und es hat Ausgänge, über die z.B. Lämpchen oder andere Geräte ein- und ausgeschaltet werden können. Das SIOS stellt ein solches Interface mit acht Ausgängen, acht Eingängen, vier Meßeingängen und zwei analogen Spannungsausgängen bereit.

  • Seite 5: Erläuterung

    Erläuterungen zu den Symbolen Wenn dieses Hinweisschild hochgehalten wird, wird eine neue Aufgabe gestellt. Keine Angst, die nachfolgenden Texte geben Hinweise für die Lösung! Wer sich das Ergebnis schon mal anschauen möchte: Die fertigen Programme Bei einigen Aufgaben muß etwas zusammengebaut oder angeschlossen werden.

  • Seite 6: Vorbereitung

    Vorbereitung Das SIOS-Interface wird mit dem Anschlußkabel an eine serielle Schnittstelle des PCs (meist COM2, da COM1 mit der Maus belegt ist) angeschlossen. Außerdem muß ein Netzteil angeschlossen werden. Die nachfolgende Abbildung zeigt den Gesamtaufbau. serielle Schnittstelle regelbar fest +12 V=...
  • Seite 7 Die einzelnen Funktionen bedeuten: Eingänge-Ausgänge: Das Interface besitzt zahlreiche Anschlüsse, die direkt vom Computer beeinflußt oder beobachtet werden können. Zeit-Schreiber: Hier lassen sich Spannungsverläufe über längere Zeit registrieren und aufzeichnen. Koordinaten-Schreiber: Zwei Spannungen werden in einem Diagramm gegeneinander aufgetragen. Eingangs-Schreiber: Acht Eingänge werden beobachtet und registriert.

  • Seite 8: Teil I: Probieren Und Studieren Mit Do-It

    TEIL I Probieren und studieren mit Do-it - 8-...

  • Seite 9: Eine Schaltzentrale

    Maschinen bedient werden können. Unter dem Menüpunkt “Funktio- nen/Eingänge-Ausgänge” findet man ein kleines Schaltpult für acht Ausgänge des SIOS. Die Ausgänge 0 bis 7 sind mit acht Leuchtdioden auf dem Interface verbunden. Durch Anklicken der entsprechenden Felder kann jede LED an- oder ausgeschaltet werden.
  • Seite 10 Achtung: LEDs nie ohne Vorwiderstand verwenden, sonst können sie zerstört werden! Jeder der acht Ausgänge kann z.B. in einer Fabrik einem bestimmten • Verbraucher wie z.B. Motoren, Ventile, Pressen usw. zugeordnet werden. Der Computer stellt die Schaltzentrale dar. Für einen geplanten Arbeitsablauf sollen die Ausgänge nach folgendem Muster gesteuert werden (I steht hier für AN und O für AUS): IIOOOOII...

  • Seite 11: Eine Kontrolltafel

    2. Eine Kontrolltafel Bedienung einer komplizierten Anlage benötigt viele Informationen, die oft an einer Kontrolltafel mit vielen Lämpchen angezeigt werden. Unter dem Menüpunkt “Funktionen/Eingänge-Ausgänge” erscheinen acht Informationen auf dem Bildschirm. Eingänge dienen dazu, Informationen über bestimmte Zustände z.B. von Schaltern in den Computer einzulesen. Im Ruhezustand sind alle Eingänge ausgeschaltet.

  • Seite 12: Einstellbare Spannungsquellen

    Motoren lassen sich mit variabler Drehzahl betreiben. Um solche Steuerungen mit dem Computer auszuführen, benötigt das Interface Digital/Analog-Wandler. Die Analogausgänge des SIOS liefern eine Ausgangsspannung im Bereich von 0 bis 5 Volt bei einer Auflösung von 0,02V. Sie sind mit Leistungsverstärkern ausgerüstet und liefern einen Strom von bis zu 300 mA.

  • Seite 13: Meßgeräte

    Eingang. Beide arbeiten als Meßgeräte für die elektrische Spannung in einem Meßbereich von 0 Volt bis 5 Volt. Am Bildschirm kann man die Spannung direkt ablesen. Darüber hinaus verfügt SIOS an der Rückseite über 2 Sensor- Eingänge. Sie dienen zum Anschluß spezieller Sensoren. Sie können über den Menüpunkt “Extras/Einstellungen”...
  • Seite 14 Die elektrische Spannung kann immer nur zwischen zwei Punkten gemessen werden. Jedes Voltmeter hat daher zwei Anschlußleitungen. In unserem Fall muß der negative Anschluß direkt mit Masse, also dem gemeinsamen Minusanschluß des Geräts verbunden werden. Auf dem Bildschirm wird das Ergebnis der Spannungsmessung nicht nur über Zeigerinstrumente, sondern auch als ganze Zahlen im Bereich 0 bis 255 dargestellt.
  • Seite 15 Eingänge können auch zusammengeschaltet werden. Mit Hilfe eines Potis, • des A-Eingangs und des digitalen Eingangs 0 läßt sich überprüfen, ab welcher Spannung der digitale Eingang als AN oder AUS gelesen wird. Wer genau beobachtet, stellt fest, daß der Umschaltpunkt in Richtung AN bei einer höheren Spannung liegt als der Umschaltpunkt in Richtung AUS.

  • Seite 16: Sensoren

    Mit Do-it lassen sich auch direkt die Sensorpannungen fertiger Sensoren für Licht, Lärm, Gas, Magnetfeld, Druck usw. messen, die in die Sensoranschlüsse des SIOS gesteckt werden. Im Menüpunkt “Extras/ Einstellungen” können dazu die hinteren Eingänge gewählt werden. Do-it stellt immer die Spannung dar. Um die korrekten physikalischen Einheiten zu sehen, sollte man das Programm ModulLAB einsetzen.

  • Seite 17: Kurven Und Diagramme

    6. Kurven und Diagramme Wenn man die Änderungen eines Meßwertes über einen gewissen Zeitraum beobachten möchte, zeichnet man ihn oft in ein Diagramm, dessen waagerechte X-Achse die Zeit darstellt und dessen senkrechte Y-Achse die Temperatur zeigt. Die Abbildung zeigt als Beispiel eine Fieberkurve. Vielfach läßt solche...

  • Seite 18: Licht Und Wärme

    Schreiber werden auch dazu eingesetzt, die Spannung einer Batterie zu • überwachen. Durch eine geeignete Verbindung soll die Batteriespannung einer Taschenlampe untersucht werden. Bleibt die Spannung nach dem Einschalten gleich, oder ändert sie sich? Mit einem Zeit-Schreiber und zwei Potis lassen sich auch Spiele machen. •...

  • Seite 19: Koordinaten

    Abkühlung einer • Tasse Tee soll mit dem Zeitschreiber untersucht werden. Tem- peratursensor kann dabei außen an der Tasse mit e i n e m G u m m i b a n d befestigt werden. Kühlt eine fast leere Tasse schneller aus als eine volle? •...
  • Seite 20 Koordinatensystem kann erreicht werden, wenn das passende Wertepaar eingestellt wird. Mit beiden Potentiometern hat man zugleich die Möglichkeit, Zeichnungen • zu erstellen. Ist jemand geschickt genug, um damit ein Auto zu zeichnen? • Auch mit dem Koordinatenschreiber lassen sich Helligkeit und Temperatur untersuchen.

  • Seite 21: Schalterüberwachung

    9. Schalterüberwachung In einem Fördersystem soll festgestellt werden, wo sich ein Transportwagen befindet. Er betätigt nacheinander acht Schalter im Abstand von jeweils einem Meter. Die Bewegung des Wagens soll genau registriert werden. Der Eingangsschreiber (Menü: “Funktionen/Eingangsschreiber“) registriert die Zustände aller acht digitalen Eingänge. So lassen sich z.B. bis zu acht Schalter überwachen und ihre Schaltzeiten registrieren.

  • Seite 22: Teil Ii Programmierübungen

    Teil II Programmierübungen - 22 -...

  • Seite 23: So Wird`s Gemacht

    1. So wird`s gemacht In den Programmierteil von Do-it gelangt man über den Menüpunkt “Funktionen/Programm”. Unter der Überschrift „Listing“ erscheint das geschriebene Programm. Beim ersten Aufruf findet man lediglich die Zeilen “Programm“ und “Ende“. Klar - es wurde noch kein Programm eingegeben! In dem rechten Fenster befinden sich die Befehle, aus denen ein Programm zusammengesetzt wird.

  • Seite 24: Blinklicht

    2. Blinklicht An vielen Baustellen weist ein Blinklicht auf Gefahren hin. Es soll ein Programm geschrieben werden, das die Leuchtdiode 0 ein- und ausschaltet. Erst bei einem beliebigen Tastendruck soll das Programm abgebrochen werden. Das Blinken der Leuchtdiode soll sich wiederholen, bis eine Taste gedrückt wurde.

  • Seite 25: Lichterkette

    3. Lichterkette Größere Baustellen werden oft durch mehrere Blinklichter gesichert. Acht Leuchtdioden sollen durch ein Programm ein- und ausgeschaltet werden. Der Befehl, mit dem alle Ausgänge gleichzeitig eingeschaltet werden können, lautet Ausgänge ..Als Eingaben müssen in diesem Beispiel I oder O verwendet werden.

  • Seite 26: Ampelsteuerung

    4. Ampelsteuerung Ampelanlagen in Städten werden heute mit Computern gesteuert. Ein Steuerprogramm soll nun mit Do-it erstellt werden. Der Ausgang 0 stellt die rote, Ausgang 1 die gelbe und Ausgang 2 die grüne Lampe einer Ampel dar. Der jeweilige Zustand der Ampel soll auch in Worten auf dem Bildschirm erscheinen.

  • Seite 27: Treppenhausautomat

    5. Treppenhausautomat Wie in vielen Treppenhäusern üblich, soll durch den Druck auf einen Taster die Beleuchtung eingeschaltet werden. Nach einer vorher bestimmten Zeit wird das Licht automatisch wieder abgeschaltet. PROGRAMM Wiederhole Wenn Eingang 0 = I Dann Ausgang 0 = I Warte 10 Sekunden Ausgang 0 = O EndeWenn...

  • Seite 28: Sicherheitsschalter

    6. Sicherheitsschalter Bestimmte Maschinen lassen sich nur über zwei Schalter starten, die gleichzeitig gedrückt werden. Dadurch wird erreicht, daß sich beide Hände nicht mehr in dem Gefahrenbereich befinden. In diesem Beispiel sollen zwei Schalter an Eingang 0 und Eingang 1 angeschlossen werden. Der Ausgang 7 steuert die Maschine.

  • Seite 29: Alarmzentrale

    7. Alarmzentrale In einer Zentrale sollen acht Leitungen zusammenlaufen, die mit einzelnen Alarmkontakten, z.B. Feuermeldern in einem Gebäude, verbunden sind. Jeder Alarm soll durch ein Warnlicht gemeldet werden. Der Alarm kann durch Schalter (siehe „6. Sicherheitsschalter“) oder Experimentierleitungen, die einen Eingang auf 5 Volt legen, ausgelöst werden. Man kann aber auch die Leitungen verlängern und z.B.

  • Seite 30: Feueralarm

    8. Feueralarm In vielen Kaufhäusern und öffentlichen Gebäuden befinden sich automatische Feuermelder. Treten Temperaturen über einem bestimmten Wert auf, wird Feueralarm gegeben. Durch ein Programm sollen im Alarmfall eine Meldung auf den Bildschirm ausgegeben werden und alle LEDs blinken. Der Temperatursensor wird nach dem Schaltbild zusammen Potentiometer...

  • Seite 31: Batterietester

    9. Batterietester Die Spannung einer Batterie sagt viel über ihren Zustand aus. Eine neue Mignon-Batterie hat mehr als 1,5 Volt. Unter etwa 1 Volt kann man sie meist als verbraucht betrachten. Durch ein Programm soll die Spannung gemessen und folgendes Urteil abgeben: sehr gut Meßwert >75 Meßwert >65...

  • Seite 32: Stoppuhr

    10. Stoppuhr Eine Stoppuhr soll anzeigen, wie lange ein Schalter gedrückt wird. Der Vorgang wird solange wiederholt, bis er durch einen Tastendruck abgebrochen wird. PROGRAMM Wiederhole Ergebnis: Wiederhole Sobald der gedrückte Taster Bis Eingang 0 = I losgelassen wird, wird die gemessene Uhr Start Zeit angezeigt.

  • Seite 33: Reaktionszeit

    11. Reaktionszeit Die Reaktionszeit eines Spielers soll gemessen werden. Eine LED schaltet sich nach einer zufälligen Zeit an. Der Anwender soll darauf reagieren, indem er sofort einen Tastschalter drückt. Eine zusätzliche LED wird an den Ausgang 0 geschlossen. Der Taster wird Eingang verbunden.

  • Seite 34: Personenzähler

    12. Personenzähler Am Eingang eines Museums sollen alle Besucher gezählt werden. Jeder Besucher betätigt einen Kontakt, der automatisch ausgewertet wird. Wenn die Zahl als Dezimalzahl angegeben werden soll, dann erscheint das “D“ hinter dem Wort “Zahl“. ROGRAMM Bei jedem Tastendruck erscheint Zahl = 0 Wiederhole die Anzahl der Besucher auf dem...

  • Seite 35: Tresorschloß

    14. Tresorschloß Ein Tresor soll durch ein Zahlenschloß gesichert werden. Die Eingabe der Zahlen erfolgt durch einen Drehschalter. Hier kann das Poti verwendet werden, dem man eine 10-stufige Skala gibt. Auch die Meßgeräte auf dem Bildschirm sind in 10 Bereiche geteilt. Jede eingestellte Zahl muß durch einen Tastschalter bestätigt werden.

  • Seite 36: Motor-Rechts, Motor Links

    15. Motor-rechts, Motor-links Durch den Druck auf einen Taster soll der Motor rechtsherum laufen. Ein zweiter Taster soll ihn auf Linkslauf schalten. Wenn einem Gleichstrommotor Pole Versorgungsspannung vertauscht, ändert er seine Drehrichtung. Die Stromrichtung bestimmt seine Drehrichtung. Damit die Stromrichtung umgekehrt werden kann, muß der Motor zwischen zwei Ausgänge (hier 0 und 1) geschaltet werden.

  • Seite 37: Automatischer Rolladenaufzug

    Diese Aufgabe soll durch eine Computersteuerung erfüllt werden. Zwar reicht die Ausgangsleistung des SIOS nicht aus, um eine richtige Rollade zu bewegen, aber für ein kleines Modellhaus müßte eine Konstruktion möglich sein.
  • Seite 38 PROGRAMM Wiederhole Wenn A-Eingang < 100 Dann Ausgänge = OOOOOOOI Warte 5 Sekunden Wiederhole bis A-Eingang > 150 EndeWenn Wenn A-Eingang > 150 Dann Ausgänge = OOOOOOIO Warte 5 Sekunden Wiederhole bis A-Eingang < 100 EndeWenn Ausgänge = OOOOOOOO Bis Tastendruck Ergebnis: Nimmt die Helligkeit zu, wird die Rollade hochgezogen.

  • Seite 39: Zwangskühlung

    17. Zwangskühlung Wenn beim Auto das Kühlwasser eine bestimme Temperatur überschritten hat, wird ein Ventilator eingeschaltet. In diesem Beispiel soll durch ein Computerprogramm ein “überhitzter” Widerstand durch ein Gebläse gekühlt Auf die Achse eines Elektromotor wird ein kleiner Ventilator (alter Föhn oder ein Propeller aus dem Modellbau etc.) gesetzt.

  • Seite 40: Steuerung Eines Schrittmotors

    Reihenfolge geschaltet wird, erfolgt eine Drehung. Die richtige Verbindung der Motoranschlüsse mit den digitalen Ausgängen des SIOS-Interfaces muß experimentell ermittelt werden. Die nachfolgende Skizze erleichtert vielleicht die Suche. T y p 1 T y p 2 T y p 3...

  • Seite 41: Zeigerinstrument

    PROGRAMM Ergebnis: Wiederhole Der Motor dreht sich je nach Wenn Eingang 0 = I Dann gedrücktem Taster rechts- oder Ausgänge = XXXXIOIO linksherum. Durch zu langes Ausgänge = XXXXOIIO Drücken auf der Tastatur wird Ausgänge = XXXXOIOI Ausgänge = XXXXIOOI das Programm abgebrochen.
  • Seite 42 PROGRAMM Zahl = 0 Wiederhole Wenn A-Eingang > Zahl Dann Wiederhole Ausgänge = XXXXIOIO Ausgänge = XXXXOIIO Ausgänge = XXXXOIOI Ausgänge = XXXXIOOI Zahl + 1 Bis A-Eingang = Zahl EndeWenn Wenn A-Eingang < Zahl Dann Wiederhole Ausgänge = XXXXIOOI Ausgänge = XXXXOIOI Ausgänge = XXXXOIIO Ausgänge = XXXXIOIO...

  • Seite 43: Das "Magische Auge

    20. Das “magische Auge” Auf der Achse eines kleinen Getriebemotors wird ein lichtempfindlicher Sensor montiert. Durch ein Computerprogramm soll er sich nach einer Lichtquelle ausrichten. G u t e E r g e b n i s s e bekommt man, wenn man den Lichtsensor am Ende eine P appröhrchens...

  • Seite 44: Programmgesteuerter Dimmer

    Die Helligkeit einer Glühlampe soll durch ein Poti gesteuert werden. Der direkte Anschluß ist nicht möglich, weil das Poti zu viel Widerstand hat und zu wenig Strom verkraftet. Das SIOS soll daher als Verstärker eingesetzt werden. Die Potispannung wird über einen Analogeingang gemessen und der Meßwert über einen Analogausgang wieder ausgegeben.

  • Seite 45: Ein Funktionsgenerator

    22. Ein Funktionsgenerator Funktionsgeneratoren erzeugen Ausgangsspannungen mit bestimmten Kurvenformen für Meßzwecke. Mit dem SIOS läßt sich ein einfacher Dreieckgenerator aufbauen, der gleichmäßig ansteigende und abfallende Ausgangsspannungen erzeugt. Ein angeschlossener Motor würde langsam seine Drehzahl ändern, so daß man z.B. Resonanzschwingungen bei bestimmten Drehzahlen untersuchen könnte.

  • Seite 46: Ein Analoger Regelkreis

    23. Ein analoger Regelkreis Gegensatz Zweipunktreglern geben A n a l o g r e g l e r e i n e variable Spannung aus. einfaches Modell eines Reglers kann mit einem Kondensator und e i n e m W i d e r s t a n d aufgebaut werden.
  • Seite 47 Wiederhole Zahl = 120 Wenn A-Eingang < Zahl Dann A-Ausgang + 1 Sonst EndeWenn Zahl = 125 Wenn A-Eingang > Zahl Dann A-Ausgang - 1 Sonst EndeWenn Schreibe A-Eingang,D Bis Tastendruck Erweiterungen: Zwei kleine Gleichstrommotoren sollen als Motor-Generator-Einheit • verbunden werden. Die am Generator induzierte Spannung erlaubt die Messung der Drehzahl.

  • Seite 48: Anhang

    Anhang 8 digitale Eingänge (TTL-Pegel) • Kurzdaten: 8 digitale Hochstrom-Ausgänge, 5-12V/0,6A • • 2 analoge Eingänge (0-5 V) • 2 analoge Eingänge (0-2,5 V) 2 analoge Leistungs-Ausgänge (0-5V) bis 0,3 A • 32-K Daten-RAM • 80C535-Prozessor • Stromversorgung 12 V, 0,25 A (Ruhestrom) •...

  • Seite 49: Verfügbare Software

    Variablen. SIOSCOPE SIOSCOPE ist ein vollständiges Zweikanal-Speicheroszilloskop mit Abtast- raten bis 10 kHz auf der Basis interner Speichermessungen des SIOS. Neben umfangreichen Triggerseinstellungen lassen sich auch Steuersignale ausgeben. Das Programm enthält zusätzlich einen integrierten Signalgenerator für unterschiedliche Kurvenformen und Frequenzen im Bereich 0,1Hz bis 1 kHz.

  • Seite 50: Anschlußbelegungen

    Anschlußbelegungen Belegung des Sammelsteckers: Belegung der Analog-Eingänge für Sensoren: Masse - 1 Versorgungsspannung, je nach Netzteil u.U. regelbar - 2 14 - unbeschaltet Analog Eingang A - 3 15 - Analog Eingang B Digital Eingang 6 - 4 16 - Digital Eingang 7 Pin 1 Referenzspannung 2,5V Digital Eingang 4 - 5...

  • Seite 51: Ansteuerung Über Die Rs2232

    600 mA/Ausgang, insgesamt max. 2 A Absicherung: thermische Überlastabschaltung Systemvoraussetzungen: Zum Betrieb des SIOS mit der Programmierumgebung Do-it sind ein PC-AT ab 80386 und Windows ab 3.1 sowie eine freie serielle Schnittstelle erforderlich. Für das SIOS gibt es eine Reihe zusätzliche Programme (Treibersoftware auf...

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