Messbox für die Messwerterfassung mit LVDT-Tastern
 
Die Schaltung ermöglicht die Abfrage von bis zu 8 LVDT-Tastern (Halbbrücke). Außerdem ist ein digitales Interface (24 Volt-Technik) für 6 Eingänge und 8 Ausgänge integriert. Der Anschluß erfolgt an eine RS232-Schnittstelle des PC (57kBaud) oder an einen USB-Anschlß (über einen preiswert erhältlichen Adapter). Interface und Protokoll erlauben den Busbetrieb an der RS232-Schnittstelle, dadurch lassen sich an einem RS232-Anschluß bis zu 8 Messboxen gleichzeitig betreiben.

Prototyp im Gehäuse (Buchsen für 8 Taster)................................ Leiterplatte des Prototypen

Kernstück der Schaltung ist der Atmel-Controller ATMega-8. Dieser befindet sich nach der Initialisierungshase in einer Warteschleife, in welcher der Datenstrom auf der seriellen Schnittstelle beobachtet wird. Wird die eigene Bus-Nummer im Datenstrom entdeckt, wird auf die Anforderung mit den geforderten Werten geantwortet. Als A/D-Wandler findet der IC LTC1867 Anwendung, welcher 16Bit-Auflösung bei nur 5 Volt Versorgungsspannung ermöglicht. Für die digitalen Ausgänge wird der IC UDN2987 verwendet, welcher direkt bei 5 Volt-Ansteuerung 24 Volt ausgeben kann. Sechs digitale Eingänge können über einen Widerstandsteiler (R10-R22) direkt vom Microcontroller eingelesen werden.

LVDT-Taster sind induktive Wegaufnehmer: der Tastkopf, welcher zum Beispiel das zu messende Werkstück antastet, ist mit einem Spulenkern fest verbunden. Ändert sich die zum Beispiel die Höhe des Werkstücks, so ändert sich auch die Position des Spulenkerns in der Spule. Die Spule wird an den Anschlüssen 1 und 3 mit einer Wechselspannung bei etwa 1-30 kHz gespeist. Liegt der Spulenkern exat in der Mitte der Spule, so ist die Spannung am Anschluß 2 Null, jede Positionsänderung bringt aber eine Spannungsänderung, dessen Wert dem Hub am Tastkopf entspricht.

LVDT-Taster (Halbbrückenschaltung, Wirkprinzip)..................... Taster mit 2mm Hub

 

Als Treiber-IC für die NF-Erregerspannung der Taster wird der IC L293 benutzt. Der IC besitzt 4 Ausgänge, jeder davon treibt je 2 Taster (über Tiefpass R26/C16 zur Oberwellenfilterung). Die Auswertelektronik besteht aus 8 Wandlern (Eingang=NF-Treiberspannung, Ausgang=0...5Volt Gleichspannung). Der A/D-Wandler LTC1867 stellt per seriellem Interface die Spannungswerte für jeden Kanal dem Microcontroller zur Verfügung. Die Gesamtschaltung wird mit 24 Volt versorgt, jedoch dienen insgesamt 5 Spannungsstabilisatoren (LM317, 7805) für eine ausreichende Entkopplung der Analog- und Digitalkomponenten.

 
 

 

Basisdaten :
- 24 Volt Versorgungsspannung, I ca. 225 mA
- RS232-Interface, 57600 Baud, 8N1 (auch USB)
- 8 Eingänge für LVDT-Halbbrücken-Taster, 16 Bit Auflösung
- 8 digitale Ausgänge (0/24 Volt)
- 6 digitale Eingänge (0/24 Volt)

 

Beispiele für RS232 - Datenstrings:

--------------- Beispiel für ein Datentelegramm vom Master (PC) zum Slave (Messbox)    ------------------
Beispiel:     1DFF0240xx + 13 + 10 (Zeilenende)
0:1D=Netz-Nr.__| | | |__xx=Prüfsumme für 1D...40
2:02=Telegrammtyp _| |
3:40=(erw. Daten) ___|
Mögliche Telegrammtypen: 01=Box pingen, 02/03=Taster abfragen, 04=I/O's bearbeiten, F1=Netzadr. setzen

------- Datentelegramm vom Slave (Messbox) zum Master (PC), 8 Tasterwerte lesen ------
Beispiel: 011109203400A7535D7F2121121212121212xx + 13 + 10 (Zeilenende)
0:01=Master-Nr_| | | |_xx=CRC (Prüfsumme)
2:09=1.Datenbyte __| |
letztes (von 2x8) Datenbytes_|