UKK (UniversalknotenKlein)

Die UKK-Hardware ist nicht für einen bestimmten Einsatzzweck vorgesehen, sondern soll alle Anwendungen, die nicht von anderen, spezialiesierten Knoten abgedeckt wird, abfangen. Deswegen ist auch die Hardware möglichst universell gehalten.

Typische Anwendungen: Trägerplatine für XBee (Zigbee)-Erweiterung, Einbindung einer RS232-Schnittstelle an den CAN-Bus, Funklichtschalter, Impulszähler, Funkthermometer.

Funktionsübersicht

Ein- und Ausgänge UKK v1.12:

  • Versorgungsspannung 8..12V=; keine Wechselspannung
  • Prozessor HCS12C96
  • CAN (Highspeed Terminierung; 82C250)
  • zwei Treiberausgänge je 500mA (z.B. um Relais zu schalten)
  • Lichtsensoranschluss (LDR07)
  • 2 Analogeingänge (5V; separater 5V-Regler)
  • 3 Digitaleingänge
  • Zigbee/XBee-Steckplatz
  • Anschluss für Piezopiepser
  • Anschluss für IR-Empfänger (derzeit unbenutzt)
  • externes SPI-Eeprom (2kByte)

Softwareunterstützung

Die UKK-Software ist parametrierbar für zwei grundsätzlich verschiedene Einsatzbereiche:

  • Zigbee/XBee-Knoten (UKK-Software)
  • Smartmeteranschlussknoten (SMK-Software)

Beide Varianten werden in einem Projekt gepflegt, die Umschaltung geschieht zur Compilezeit per Define. Dies ist notwendig, da nur eine RS232-Schnittstelle vorhanden ist.

Die UKK-Software verwendet folgende Softwarekomponenten:

Design und Schaltplan

Die lokale Versorgungsspannungen werden aus drei getrennten Spannungsreglern gewonnen. Einmal zum Erzeugen der auf der Platine benötigten 5V-Peripherieversorgung (woraus auch die 3.3V für den Prozessor gewonnen werden) und andererseits für 5v-Versorgung der externen Eingänge/Komponenten. Ein Kurzschluss auf der 5V-extern Versorgung soll nicht zum Absturz des Prozessors führen können.

Wird ein Relais angeschlossen, so muss beachtet werden, dass die Eingangsspannung direkt als Relaisversorgungsspannung verwendet wird. Zum einen bedeutet dies, dass diese der Nennspannung des Relais entsprechen muss, andererseits sollte diese aber nicht unnötig hoch sein, um die Verlustleistung im Knoten (und damit die Wärmeentwicklung) gering zu halten.

Die Analogeingänge sind mit 47k/10n gegen HF-Störungen gefiltert. Es können entweder externe 5V-Signale zugeführt werden, oder Signale aus den nach außen geführten 5V-Versorgung gewonnen werden. Alternativ kann auch ein Potentiometer 3polig angeschlossen werden (Verwendung von Vcc.ext, Signal und Gnd).

Die Digitaleingänge (intern ebenfalls auf Analogeingänge geführt) sind mit einem 4k7-Pulldown beschaltet => beim Anschluss beachten.

Die Lichtsensoreingang (bzw. der Spannungsteiler) ist so dimensioniert, dass ein Lichtsensor vom Typ LDR07 direkt angeschlossen werden kann und seine maximale Empfindlichkeit bei „Dämmerungslicht“ hat. (Verwendung als Außenlichtsensor, um Rolläden zu schließen).

Der IR-Empfänger ist Vorhalt und derzeit noch nicht verwendet.

Die serielle Schnittstelle des Prozessors ist auf eine Stiftleiste geführt, auf die ein XBee (Series2) direkt aufgesteckt werden kann und so sie Firmware Zugriff auf Zigbee erhält.
Alternativ läßt sich statt eines XBees auch eine Adapterplatine mit MAX232 bestücken, die dann eine „normale“ Rs232-Schnittstelle liefert. Der Anschluss eines Smartmeters (intelligenter Stromzähler) ist hiermit möglich.


Schaltplan: Ukk v1.12

Fotos

UKK-Hardware

UKK-Hardware mit gestecktem XBee (Zigbee-Erweiterungsplatine)

UKK-Hardware mit RS232-Treiberplatine

UKK-Hardware Rückseite

UKK-Gehäuse (hier mit RS232-Anschluss)

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