Service USB plus

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Service USB plus

Beschreibung

SERVICE USB plus ist die professionelle Ausführung seines kleinen Bruders SERVICE USB und ist für den Einsatz im Labor, auf Messen und in der Industrie bestens geeignet. Es verfügt über ein eingebautes Weitbereichsnetzteil und kann somit ohne Umschalten oder Umbau weltweit betrieben werden. Die acht digitalen Ausgänge können direkt Lampen, Relais und Motoren bis 15 Watt treiben. Die Pulsbreitenmodulation ermöglich die Geschwindigkeitsregelung von Motoren. Die Eingänge können Schalter, Taster und Sensoren analog und digital im Bereich 0-4,096V abfragen. Durch die mitgelieferte, umfangreiche Software können Sie das Interface unter nahezu jedem Programm am Macintosh betreiben.

 

Systemvoraussetzungen

 Zum Betrieb von Service USB plus wird ein Macintosh mit USB-Anschluss und OSX 10.5 bis 10.8 vorausgesetzt. Für die Benutzung der 12V Leistungsausgänge ist Service USB plus an das Stromnetz mit 230V oder 115V anzuschließen. Es können mehr als 100 Service USB an einem Macintosh betrieben werden.

 

Lieferumfang / Packungsinhalt

  • Service USB plus (das Interface)
  • USB A/B Kabel
  • Netzkabel
  • CD-ROM mit Treibersoftware und Programmierbeispielen
  • OSX-Beispiele für Runtime Revolution, RealBasic, Apple-Script, FileMaker, RagTime, Xcode (C, C++, Objective-C, Cocoa, Java, AppleScriptStudio), 4th Dimension, MaxMSP, Adobe Director, BlueJ, Scratch, TCP/IP, Numbers und die UNIX-Shell.

 

Weiterhin finden Sie auf der CD  Quicktime-Filme von fischertechnik®-Modellen, diese Anleitung als PDF und eine Demoversion des Kassenprogramms directKasse.

 

Gerätebeschreibung

Service USB plus verfügt über Anschlüsse und Kontrolleuchten gemäß folgender Abbildung:

Service USB plus

Service USB Plus Draufsicht

 

Im Einzelnen handelt es sich um folgende Anschlüsse und Leuchten:

  • Eine USB Schnittstelle vorne rechts. Über die USB Schnittstelle wird Service USB plus weitgehend mit Strom versorgt. Lediglich für den Betrieb der Ausgänge wird die zusätzliche Netzteilspeisung benötigt, weil die USB Schnittstelle nicht genügend Leistung zur Verfügung stellt.
  • Eine grüne Leuchtdiode „USB" zeigt an, daß die Verbindung mit dem Macintosh-Treiber hergestellt wurde und das Interface ordnungsgemäß funktioniert. Diese LED muss im Betrieb immer leuchten.
  • Eine grüne Leuchtdiode „12V" dient der Kontrolle des eingebauten Netzteils. Das Netzteil ist nur für die Versorgung der Digitalausgänge zuständig.
  • Zwei rote Leuchbalken zu jeweils 4 Leuchtdioden zeigen den Wert der analogen Eingänge EX und EY an.
  • 16 rote Leuchtdioden zeigen die Zustände der digitalen Ein- und Ausgänge an.
  • 21 Kabelklemmen für den schnellen Anschluß einzelner Drähte und Litzen. Hier sind die 8 Digitaleingänge, 8 Digitalausgänge, 2 Analogeingänge sowie 0V als Bezugspunkt für sämtliche Ein- und Ausgänge, 5V und 12V herausgeführt.
  • Ein Sub D 25 Stecker oben links, an dem die selben Signale anliegen wie an den Kabelklemmen.
  • Eine RS232 Schnittstelle unten links. Diese serielle Schnittstelle kann Zeichen bis 19200 Baud ausgeben oder empfangen. Eine Steuerung des Interface über diese Schnittstelle ist nicht möglich. Die Schnittstelle dient dem Anschluß und der Steuerung von Geräten mit RS232 Schnittstelle. An diesem Stecker liegen 5V Hilfsspannung, und einige zusätzliche Ein- und Ausgänge an.

 

Service USB plus Kabelklemmen

 

 

Service USB plus

 

 

 

 

Die Funktion der Anschlüsse

0V - Auf diesen Anschluss beziehen sich sämtliche Spannungsangaben. Es ist der Null-Volt-Bezugspunkt für alle Ein- und Ausgänge. Er ist auch als Masse, Ground oder GND bekannt.

5V - Hier liegen 5V an, welche für die Digital- und Analogeingänge Verwendung finden. Der maximale Ausgangsstrom beträgt 100mA. Aufgrund einer eingebauten selbstrückstellenden Sicherung kann dieser Strom nicht überschritten werden.

12V - Hier liegt die vom integrierten Netzteil gelieferte Spannung von 12V an. Der maximale Strom beträgt 1,3A. Der Ausgangs ist kurzschlußfest gegen Masse. Optional ist auch eine 24V Version von Service USB Plus mit gleicher Ausgangsleistung erhältlich.

In7 - In0 - Dies sind die Digitaleingänge. Ein mit 0V verbundener Eingang oder ein offener Eingang bedeutet logisch 0. Ein mit 5V oder 12V verbundener Eingang bedeutet logisch 1. Taster und Schalter sind normalerweise zwischen einem Eingang und 5V angeschlossen. In0 ist das niederwertigste Bit; In7 ist das höchstwertigste Bit. Acht Leuchtdioden zeigen die Zustände der Eingänge an. Die Eingänge sind gegen Über- und Unterspannung bis ±24V geschützt. Die Eingänge In4-In0 können als zusätzliche Analogeingänge verwendet werden.

EX, EY - Dies sind zwei Analogeingänge, die mit hoher Geschwindigkeit abgefragt werden können . Die Auflösung beträgt 12bit. Der Eingangsspannungbereich liegt zwischen 0V und 4,096V mit einem Eingangswiderstand von 4,7kΩ. Widerstände von 0-200kΩ und Ströme bis zu 1mA können direkt gemessen werden. Schaltungsbeispiele hierzu finden Sie im Kapitel 5.2. Die Eingänge sind gegen Über- und Unterspannung bis ±24V geschützt. Die Eingänge können auch als Digitaleingänge abgefragt werden, wobei EX=bit9 und EY=bit11.

Out7 - Out0 - Dies sind die Digitalausgänge. Sie schalten entweder gegen 12V oder gegen 0V. Ein Ausgang kann nur eine dieser beiden Spannungen annehmen. Analoge Ausgangswerte erhält man durch Einschalten der Pulsbreitenmodulation, die das Interface zwischen 500Hz und 15,6Hz mit bis zu 128 Schritten generiert. Der maximale Strom beträgt 1,3A, die entweder aus dem Ausgang herausfließen oder in diesen hineinfließen. Die Ausgänge sind kurzschlussfest und temperaturgesichert. Die Ausgangsspannung wird von dem eingebauten Schaltnetzteil geliefert. Eine Kontrolle des Netzteils findet durch die grüne LED „12V" statt. Diese LED leuchtet, wenn das interne Netzteil ordnungsgemäß arbeitet und kein Kurzschluss anliegt.

RX - RS232 Empfangsdaten im Bereich 300-19200 Baud. Der RX Eingang dient zusätzlich als digitales Eingangsbit 12, wobei ein offener oder mit Pegel über +3V liegender Eingang logisch 0 und ein unter -3V liegender Pegel logisch 1 bedeutet. Die maximale Eingangsspannung in diesen Anschluss darf ±24V nicht übersteigen.

TX - RS232 Sendedaten im Bereich 300-19200 Baud. Dieser Anschluss liefert -9V für Mark und +9V für Space.

HSKo - RS232 Handshakeausgang . Dieser Ausgang zeigt an ob Service USB bereit ist, Zeichen zu empfangen. Service USB nicht bereit: -9V ; Service USB bereit: +9V. Der Ausgang kann auch als Digitalausgang bit 10 dienen. In diesem Fall gilt: logisch1 = -9V, logisch0 = +9V.

HSKi - RS232 Handshakeeeingang. Dieser Eingang zeigt an ob die Gegenstelle bereit ist, Zeichen zu empfangen. Gegenstelle nicht bereit: -3V bis -18V ; Gegenstelle bereit: +3V bis +18V. Ein unbeschalteter Eingang bedeutet, dass die Gegenstelle nicht bereit ist. Verfügt die Gegenstelle über keine Handshake-Leitung oder ist deren Beschaltung unklar, so ist diese Leitung mit HSKo zu verbinden. Eine Brücke zwischen den Pinnen 6+7 (HSKi-HSKo) bewirkt also, dass die Daten immer gesendet werden können. Dieser Eingang kann auch als Digitaleingangsbit8 verwendet werden. In diesem Fall gilt: Eingang offen oder größer -3V entspricht logisch0, Eingang kleiner als -3V entspricht logisch1.

Out8-9 - Digitalausgänge bit 8 und bit 9 mit 0V/5V Logikpegel. Diese Ausgänge sind kurzschlussfest und gegen externe Überspannung bis ±24V geschützt. Sie liefern einen maximalen Strom von 1mA. Diese Ausgänge können direkt an TTL oder CMOS Logikbausteine angeschlossen oder mit der Basis eines Transistors ohne Vorwiderstand verbunden werden. Der interne 2kΩ Widerstand dient in diesem Fall direkt als Basisvorwiderstand.

GND - Auf diesen Anschluss beziehen sich sämtliche Spannungsangaben. Es ist der Null-Volt-Bezugspunkt für alle Ein- und Ausgänge. Er ist auch als Masse, Ground oder 0V bekannt.

In10 - Digitaleingang Bit10 entspricht in seinen Eingangsdaten In7-In0. Ist gegen Über- und Unterspannung bis ±24V gesichert und kann auch als Analogeingang verwendet werden.

 

Benutzung der Kabelklemme

Die Kabelklemmen nehmen Drähte und Litzen mit Querschnitten von 0,08 bis 2,5 Quadratmillimeter auf. Dickere Drähte ab 0,7 qmm können direkt in die Kabelklemme eingeführt werden. Zum Lösen der Verbindung oder bei bei dünneren Drähten und Litzen wird  mit einem Schraubendreher oder mit der Fingerspitze der orange Kunststoffnippel ca. 2mm bis zum Anschlag nach unten gedrückt. Die Metallklammer in der Kabelaufnahme öffnet sich und die Kabelklemme ist zur Drahtaufnahme oder Drahtentnahme bereit.

Service USB plus

Sub D 25 Pinbelegung

Der Sub D25 Stecker verfügt über die selben Signale, wie die Klemmleisten. Die Ein- und Ausgänge können daher wahlweise einzeln über die Kabelklemmen oder mittels eines Sub D25 Steckers verbunden werden.

PIN Funktion PIN Funktion
1 0V (Bezugspunkt) 14 0V (Bezugspunkt)
2 0V (Bezugspunkt) 15 EY Analogeingang 2 (Digitaleingang In11)
3 EX Analogeingang 1 (Digitaleingang In9) 16 0V (Bezugspunkt)
4 5V Hilfsspannungsausgang 17 12V Netzteilspannungsausgang
5 12V Netzteilspannungsausgang 18 In0 Digitaleingang (Analogeingang 3)
6 In1 Digitaleingang (Analogeingang 4) 19 In2 Digitaleingang (Analogeingang 5)
7 In3 Digitaleingang (Analogeingang 6) 20 In4 Digitaleingang (Analogeingang 7)
8 In5 Digitaleingang 21 In6 Digitaleingang
9 In7 Digitaleingang 22 Out0 Digitalausgang
10 Out1 Digitalausgang 23 Out2 Digitalausgang
11 Out3 Digitalausgang 24 Out4 Digitalausgang
12 Out5 Digitalausgang 25 Out6 Digitalausgang
13 Out7 Digitalausgang    

Pinbelegung des 25 poligen Steckers

Service USB plus

Die äußere Metalleinfassung des Steckers ist mit dem Gehäuse verbunden und geerdet.

 

RS232 Pinbelegung

Ähnlich der RS232 Schnittstelle eines PC ist diese RS232 Schnittstelle belegt. Es stehen insgesamt vier Signalleitungen , eine 5V Hilfsspannung und zusätzliche Ein- und Ausgabeleitungen zur Verfügung. Sämtliche Leitungen sind gegen Über- und Unterspannung bis ±24V geschützt und kurzschlussfest.

Pin Funktion
1 Out8, Zusätzlicher Digitalausgang, 5V Logik
2 Rx, RS232 Empfangsdaten, In12 Digitaleingang
3 Tx, RS232 Sendedaten
4 In10 Digitaleingang (Analogeingang 1)
5 GND (Bezugspunkt, verbunden mit 0V)
6 HSKi, RS232 Eingang, Gegenstelle Empfangsbereit, In8 Digitaleingang
7 HSKo, RS232 Ausgang, Service USB Empfangsbereit, Out10 Digitalausgang
8 Out9 Digitalausgang, 5V Logik
9 5V Hilfsspannungsausgang

 

Service USB plus

Sub D 9 Stecker Draufsicht bei Service USB Plus


 

Digitalausgänge

Von der Software werden 16 Digitalausgänge pro Service USB Plus unterstützt. Service USB Plus verfügt über 8 Leistungsausgänge, die auch Pulsbreitenmoduliert werden können, zwei Ausgänge mit 5V Pegeln und einen Handshakeausgang der RS232 Schnittstelle.

Nach besonderem Befehl können die unteren acht Digitaleingänge zusammen als Ausgänge geschaltet werden, so dass 16 Ausgänge zur Verfügung stehen. Die als Ausgang geschalteten Digitaleingänge liefern Pegel von 0V oder 2,5V und eignen sich zur direkten Ansteuerung von Logikgattern oder der Basis von Transistoren.

 

Digitaleingänge

Von der Software werden 16 Digitaleingänge pro Service USB Plus unterstützt. Die unteren acht bit können ohne Einschränkungen als Digitaleingang genutzt werden und sind sowohl an den Kabelklemmen also auch am DB25 Stecker verfügbar. Die oberen acht bit sind mit den Analogeingängen EX,EY und einigen Signalen am DB9 Stecker verbunden. Bis auf die beiden RS232 Eingänge an Pin 2 und 6 des DB9 Steckers handelt es sich um 0V/5V Spannungseingänge.

Bit Eingang Ausgang
15    
14    
13    
12 DB9 - 2 (RS232 Pegel)  
11 DB25 - 15 + Kabelklemme  
10 DB9 - 4 DB9 - 7 (RS232 Pegel)
9 DB25 - 3 + Kabelklemme DB9 - 8 (5V Logik)
8 DB9 - 6 (RS232 Pegel) DB9 - 1 (5V Logik)
7 DB25 - 9 + Kabelklemme DB25 - 13 + Kabelklemme
6 DB25 - 21 + Kabelklemme DB25 - 25 + Kabelklemme
5 DB25 - 8 + Kabelklemme DB25 - 12 + Kabelklemme
4 DB25 - 20 + Kabelklemme DB25 - 24 + Kabelklemme
3 DB25 - 7 + Kabelklemme DB25 - 11 + Kabelklemme
2 DB25 - 19 + Kabelklemme DB25 - 23 + Kabelklemme
1 DB25 - 6 + Kabelklemme DB25 - 10 + Kabelklemme
0 DB25 - 18 + Kabelklemme DB25 - 22 + Kabelklemme

Belegung der Ein- und Ausgangsbits

 

Analogeingänge

Von der Software werden zwei von insgesamt acht Analogeingängen ohne Einschränkungen unterstützt. Dies sind die beiden EX und EY Eingänge, die bis zu 2000 Werte pro Sekunde mit 12 bit Auflösung liefern.

Weitere sechs Analogeingänge teilen sich die Anschlüsse mit den Digitaleingängen und können etwas langsamer abgefragt werden.

Analogeingang Anschluss
7 DB25-20, Kabelklemme In4 (zusammen mit Digitaleingang 4)
6 DB25-7, Kabelklemme In3 (zusammen mit Digitaleingang 3)
5 DB25-19, Kabelklemme In2 (zusammen mit Digitaleingang 2)
4 DB25-6, Kabelklemme In1 (zusammen mit Digitaleingang 1)
3 DB25-18, Kabelklemme In0 (zusammen mit Digitaleingang 0)
2 EY, DB25-15, Kabelklemme EY (zusammen mit Digitaleingang 11)
1 DB9- 4 (zusammen mit Digitaleingang 10)
0 EX, DB25- 3, Kabelklemme EX (zusammen mit Digitaleingang 9)

 

Netzanschluß

Über den seitlichen Kaltgerätestecker wird das integrierte Weitbereichsnetzteil mit Spannung vesorgt. Die Eingangsspannung kann 115V oder 230V bei 50Hz oder 60Hz betragen. Service USB plus ist somit weltweit einsetzbar. Lediglich das Netzanschlußkabel ist hier länderspezifisch.

 

USB-Anschluß

Der USB arbeitet mit fullspeed, also einer Datenübertragungsrate von 12Mb/s. Die maximale Stromaufnahme beträgt 100mA. Die 5V Versorgungsspannung vom USB versorgt das Interface mit Strom und ist über eine selbstrückstellende Sicherung als Hilfsspannung an den Kabelklemmen, dem Sub D25 und Sub D9 Stecker herausgeführt.

 

Die Leuchtdioden

Die 24 roten Leuchtdioden, welche die Zustände der Ein- und Ausgänge anzeigen, können unter Umständen flackern. Dieses Flackern tritt immer dann auf, wenn der Macintosh nicht genügend Rechenzeit für den USB zur Verfügung stellt. Das Flackern hat keinen Einfluß auf die Ein- und Ausgangssignale. Die grüne LED „USB" leuchtet, wenn die Verbindung zum Macintosh in Ordnung ist und 5V an der Kabelklemme anliegen. Die grüne LED „12V" wird mit der Spannung am 12V Anschluss gespeist.

 

Technische Daten

 

  • Abmessungen: 175mm x 105mm x 45mm (Breite x Tiefe x Höhe)
  • Gewicht: 530g
  • Datenübertragung: USB full speed (12Mb/s) 
  • USB Stromaufnahme: < 100mA
  • Stromversorgung: 115/230V Netzspannung 50/60Hz 20W
  • Sicherungen: Selbstrückstellend
  • Digitaleingänge: 12
  • Eingangspegel: 0V / 5V
  • Eingangswiderstand: 4,7kΩ
  • Analogeingänge: 8
  • Eingangspegel: 0 - 4,096V, 0-1mA, 0 - 200kΩ
  • Eingangswiderstand: 4,7kΩ
  • Auflösung: 12Bit
  • Digitalausgänge: 8 Leistungsausgänge + 8 Logikausgänge
  • Ausgangsspannung: 12V
  • Ausgangsstrom: ± 1,3A
  • Anzeige: 26 Leuchtdioden
  • Kabelklemmen: 21 für Drähte und Litzen von 0,08-2,5 Quadratmillimeter
  • Maximale Datenrate: 2000 Werte pro Sekunde für alle Digital- und 2 Analogeingänge gleichzeitig
  • Schutz gegen Verpolung: Ja, bis ±24V
  • Schutz gegen Überlast: Ja, bis ±24V
  • Schutz gegen Unterlast: Ja, bis ±24V
  • Temperaturgeschützt: Ja, bis ±24V
  • Schutzart: IP30

 

Blockschaltbild

 

Service USB plus

 

 

Schaltplan

 

Service USB plus