Manual do usuário - Kit 4EA2SA v2.0. Kit 4EA2SA v2.0 Manual do usuário. Copyright VW Soluções

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1 Kit 4EA2SA v2.0 Manual do usuário 1

2 Apresentação O Kit 4EA2SA v2.0 foi desenvolvido pela VW Soluções utilizando-se como base o circuito integrado MCP3424 da Microchip, que possui 4 (quatro) entradas analógicas com tensão de referência interna de 2,048V e possui também 2 (dois) saídas analógicas, comunicação serial RS232 ou RS485. A estabilidade e resolução das entradas são excelentes, muito superiores às entradas analógicas nativas dos microcontroladores PIC. As 2 (duas) saídas analógicas são de 8bits com variação de 0-5v (padrão), o amplificador de saída com alteração de seu ganho é possível também 0-10v. 2

3 Índice Capitulo Descrição Pagina 1. Especificações técnicas 4 2. Hardware 5 3. Software Codificação dos dados Cálculo do checksum Protocolo de transmissão Descrição detalhada do protocolo de transmissão Protocolo de recepção Descrição detalhada do protocolo de recepção Configuração Isenção de responsabilidade Garantia 12 3

4 1. Especificações técnicas Dimensões: 100 mm x 56 mm. Alimentação: 12 ou 24Vcc. Peso aproximado: xxx gramas (montada). Tipo de comunicação: RS232 ou RS485. Tensão de referencia: 5vcc (padrão). Entradas analógicas: 11,13,15 ou 17 bits - 0-5v, 0-10v, 0-20mA ou direto. Saídas analógicas: 8bits 0-5v (padrão). 4

5 2. Hardware Cada entrada analógica pode receber sinal de 0-5 Vcc, 0-10 Vcc, 0-20 ma ou direto, tendo como tensão de referência interna 2,048 Vcc. A seleção é feita através de jumpers onde você ajusta os dois jumpers alinhados a tensão que necessita conforme mostra a figura 1 (neste caso estão selecionados para a opção 0-5v). Figura 1. Se houver a necessidade de trabalhar com tensões de referência internas menores, devese avaliar a necessidade da troca dos resistores de precisão externos, a fim de adequar os divisores de tensões aos sinais de entrada. Existe também a possibilidade do sinal de entrada ser ligado diretamente no pino do circuito integrado MCP3424 (ajustar os jumpers na posição Direto). Neste caso, pode se configurar (esta configuração é através dos comandos enviados pelo protocolo de comunicação apresentado abaixo) a entrada para receber sinais nas tensões de fundo de escala da ordem de 2,048 Vcc - 1,024 Vcc mv ou 256 mv. As 2 (duas) saídas analógicas são de 8bits com variação de 0-5v (padrão), o amplificador de saída com alteração de seu ganho é possível também 0-10v. 5

6 A placa também possui uma saída de tensão de referência externa estabilizada na ordem de 5vcc, que também é possível através do amplificador de saída com alteração de seu ganho chegar até 10vcc. Está tensão é utilizada para alimentar alguns transdutores que necessitam de uma tensão estabilizada para funcionar corretamente (ex. célula de carga para balança). A placa possui comunicação serial RS232 (padrão) e RS485, a escolha de qual usar está de acordo com o CI usado para a comunicação, MAX232 (1) ou MAX485 (2). A definição está no CI inserido na placa, se colocar o MAX232 será com o padrão RS232 e se usar o MAX485 será o padrão RS485. Não é permitido usar os dois CIs ao mesmo tempo nem mesmo ligar. A comunicação está disponível através dos bornes (3) Rx,Tx, GND para padrão RS232 e A, B, GND para o padrão RS485. A alimentação da placa é feita através dos bornes VCC e GND (4) e pode ser 12 Vcc ou 24 Vcc. Observação: Se for alimentada com 12vcc colocar o jumper J5 (5), se for em 24vcc deixe o jumper aberto. 5 6

7 3. Software 3.1 Codificação dos dados: O protocolo criado para este dispositivo segue as seguintes regras: Todo byte enviado com exceção do inicio está enquadrado nos caracteres ASCII de 0 a 9, isso facilita a identificação do caractere de inicio ( A ou 0x41), pois assim podemos garantir que nenhum dado (byte) do protocolo possa assumir o valor de A ou 0x41. Mostraremos um exemplo do que iremos transmitir e como montar o protocolo da forma estabelecida. Necessito enviar: r/w 0 (ver detalhes de r/w no item 4.1) Configuração 152 (ver detalhes de configuração no item 4.2) Saída Saída Checksum 000 (ver detalhe de checksum no item 2.2) Descrição detalhada de como codificar e montar o protocolo: Inicio: 65 (1 byte) neste caso não desmembrar o numero 65. A em ASCII = 0x41 r/w: 0 (1 byte) 0 em ASCII = 0x30 Configuração: 152 (3 byte) 1 em ASCII = 0x31 5 em ASCII = 0x35 2 em ASCII = 0x32 Saída 1: 255 (3 byte) 2 em ASCII = 0x32 5 em ASCII = 0x35 5 em ASCII = 0x35 Saída 2: 127 (3 byte) 1 em ASCII = 0x31 2 em ASCII = 0x32 7 em ASCII = 0x37 Checksum: 063 (3 byte) 0 em ASCII = 0x30 6 em ASCII = 0x36 3 em ASCII = 0x33 Exemplo de codificação do protocolo em ASCII: Inicio r/w configuração saida 1 saida 2 checksum 0x Exemplo de codificação do protocolo em HEX: inicio r/w configuração saida 1 saida 2 checksum 0x41 0x30 0x31 0x35 0x32 0x32 0x35 0x35 0x31 0x32 0x37 0x30 0x36 0x33 7

8 3.2 Cálculo do Checksum: O campo de checksum é usado para checar a integridade da mensagem enviada, é gerada pelo método de soma dos bytes enviados inclusive o caractere início. As somas dos bytes são feitas em DECIMAL. Exemplo para protocolo de transmissão: inicio Leitura canal 1 Leitura canal 2 Leitura canal 3 Leitura canal 4 Saida 1 Saida 2 Checksum 0x De acordo com a string enviada conforme o exemplo acima o cálculo do checksum segue assim: Inicio Leitura canal Leitura canal Leitura canal Leitura canal Saída Saída Checksum = Somatória = 1597 Então = = = = = =61 Exemplo para protocolo de recepção: inicio r/w configuração saida 1 saida 2 checksum 0x De acordo com a string enviada conforme o exemplo acima o cálculo do checksum segue assim: Inicio r/w Configuração Saída Saída Checksum = Somatória = 575, então = =63 O checksum não pode ultrapassar o valor de 255. Então após a somatória de todos os caracteres, se o valor for superior a 255, deve-se ir subtraindo o valor de 256 do valor total até o checksum ficar igual ou abaixo de

9 3.3. Protocolo de transmissão: Na descrição do protocolo de transmissão serão analisados os campos início, leitura dos canais, saídas e checksum. Este protocolo se refere ao formato enviado pelo hardware (placa) como resposta a uma solicitação requerida através de leitura ou mesmo quando ela esteja configurada como protocolo contínuo (ver a frente detalhes do protocolo contínuo). Abaixo segue o formato em bloco do protocolo. Inicio Leitura canal 1 Leitura canal 2 Leitura canal 3 Leitura canal 4 Saída 1 Saída 2 checksum 0x41 6 bytes 6 bytes 6 bytes 6 bytes 3 bytes 3 bytes 3 bytes Descrição detalhada do protocolo: Inicio: O byte 0x41 é utilizado para dar inicio ao protocolo. Este recurso permite aos dispositivos da rede detectar o início de uma mensagem e finalmente ler todo o conteúdo da mensagem até o seu final. Leitura de canal 1, 2, 3, 4: Neste trecho do protocolo (6bytes) estão disponíveis os valores lidos da entrada analógica 01 (CH1+ CH1-), 02 (CH2+ CH2-), 03(CH3+ CH3-), 04(CH4+ CH4-) convertidos em caracteres ASCII. A leitura das analógicas pode variar de acordo com suas configurações entre: 11bits - variar de 0 a 2047 varredura de 5ms 13bits - variar de 0 a 8191 varredura de 17ms 15bits - variar de 0 a varredura de 67ms 17bits - variar de 0 a varredura de 267ms Exemplo: Entrada analógica 1 (CH1+ CH1-), configurada em 11bits, ajustada em hardware para 0-10v e fazendo uma leitura de um sinal de 5v. Entrada ajustada em 11bits significa que vai variar de 0 a 2047 com variação de tensão de 0-10v, então o sinal de entrada estando em 5v a leitura será 1023 (50%). O valor enviado no campo Leitura canal 1 = (6bytes). Saída 1, 2: Neste trecho do protocolo (3bytes) estão disponíveis os valores correspondentes ao percentual ajustado nas saídas analógicas 1 e 2 convertidos em caracteres ASCII. Os valores lidos nestes campos vão de correspondente a variação de 0-100% do sinal de saída. Quando o valor for ajustado em 255 a saída será 5v(100%). Exemplo: Saída analógica 1 ajustada em 127 o valor em tensão na saída será de 2,5v O valor enviado no campo saída 1 = 127 (3bytes). Checksum: Ver detalhes no item

10 3.4. Protocolo de recepção: Na descrição do protocolo de recepção serão analisados os campos início, leitura dos canais, saídas e checksum. Este protocolo se refere ao formato estabelecido para enviar para o hardware (placa) uma solicitação de leitura de dados ou mesmo configuração de funcionamento. Abaixo segue o formato em bloco do protocolo. Início r/w Configuração Saída 1 Saída 2 Checksum 0x41 1 byte 3 bytes 3 bytes 3 bytes 3 bytes Descrição detalhada do protocolo: Inicio: Na transmissão de uma mensagem, há identificador de início (0x41). Este recurso permite aos dispositivos da rede detectar o início de uma mensagem e finalmente ler todo o conteúdo da mensagem até o seu final. r/w: Neste byte será informado se o protocolo enviado será escrita (0), leitura (1) ou transmissão contínua (2). No modo escrita (0): A placa entrará no modo de recepção de dados para configuração de funcionamento. Neste momento a placa se ajustara aos valores contidos nos campos de configuração, saída 1, saída 2. Segue descrição detalhada do campo Configuração no item Configuração, já nas saídas 1 e 2 os valores enviados nestes campos ajustarão seus respectivos valores. No modo leitura (1): A placa envia uma resposta transmitindo os status do momento através do formato do protocolo de transmissão. No modo transmissão continua (2): A placa envia repetidamente em loop infinito os status através do formato do protocolo de transmissão. 10

11 Configuração: Referente a configuração dos registradores das entradas analógicas 1, 2, 3, 4. Registrador bit Configuração seleção de ganho 0 0 x1 0 1 x2 1 0 x4 1 1 x8 3 2 seleção de resolução bits bits bits bits 4 modo de conversão 0 conversão única 1 continuo 6 5 Seleção do canal 0 0 canal canal canal canal 4 7 ready bit 0 usado em modo de conversão única 1 usado no modo continuo Exemplo de configuração: Configuração = 152 = 0b Corresponde: Seleção de ganho: x1 Seleção de resolução: 15bits Modo de conversão: continuo Seleção de canal: canal 1 Ready bit: usado no modo continuo Outro exemplo: Configuração = 188 = 0b Corresponde: Seleção de ganho: x1 Seleção de resolução: 17bits Modo de conversão: continuo Seleção de canal: canal 2 Ready bit: usado no modo continuo Saída 1, 2: Neste trecho do protocolo (3bytes) corresponde aos valores desejados para serem ajustados em cada saída de Valores ajustados nas saídas analógicas 1 e 2 convertidos em caracteres ASCII. Os valores escritos nestes campos vão de correspondente a variação de 0-100% do sinal de saída. Quando o valor for ajustado em 255 a saída será 5 v (100%). Checksum: Ver detalhes no item

12 4. Isenção de responsabilidade A VW Soluções não é responsável por nenhum dano conseqüente do uso deste equipamento sob nenhuma circunstância incluindo perda de receita, tempo parado, danos ou substituição de equipamentos ou propriedades e qualquer custo de recuperação, reprogramação ou reprodução de dados com o uso deste hardware aqui descrito. 5. Garantia A VW Soluções garante este equipamento contra defeitos de fabricação e componentes pelo prazo de 90 dias a contar da data da emissão da nota fiscal. Se descobrir um defeito nós iremos, sob nossa opção, reparar, trocar ou devolver o valor pago. Devolva o produto com uma descrição do problema. Nós iremos devolver o seu produto ou outro com as mesmas características via encomenda normal (PAC). Envio via Sedex está disponível, mas o custo de envio será por conta do cliente. O uso do equipamento fora dos limites de tensão, temperatura ou a tentativa de reparação ou modificação irá anular a garantia. 12