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Dokumentation · CMM IV

CMM IV

Mit dem Strommessmodul CMM-IV kann die Stromaufnahme einer dynamischen DC-Last, typischerweise eines elektronischen Steuergeräts aus dem Automobilbereich, gemessen, ausgewertet und geprüft werden. Es misst Ströme von 1 µA bis 100 ADC (Messbereich 190 A) mit automatischer Messbereichswahl, die innerhalb von Mikrosekunden umschaltet. Der Strombereich von 1 µA bis 190 A ist in 7 Messbereiche aufgeteilt, d. h. in sieben Dekaden.

MessbereichNennbereich min.Nennbereich max.Umschaltung in niedrigeren Messbereich beiUmschaltung in höheren Messbereich bei
01 µA100 µA-110 µA
1100 µA1 mA90 µA1,1 mA
21 mA10 mA0,9 mA11 mA
310 mA100 mA9 mA110 mA
4100 mA1 A90 mA1,1 A
51 A10 A0,9 A11 A
610 A190 A9 A-

Bestimmungsgemäße Verwendung

Dieses Modul ist für den Einsatz als Strommessgerät in industrieller Umgebung bestimmt. Es ist nicht für den Einsatz als Leistungsschalter ausgelegt.

Zweck dieses Dokuments

Dieses Dokument beschreibt, wie das Modul in ein Prüfsystem integriert wird und wie aus Sicht der Software darauf zugegriffen wird. Die Einsatzgrenzen sind im Abschnitt Technische Daten angegeben.

Dieses Dokument richtet sich an Systemintegratoren und an Anwender, die das Modul einsetzen.

Dokumentübersicht

Dieses Dokument besteht aus 3 Abschnitten.

  • Der erste Abschnitt enthält eine Einführung in dieses Handbuch
  • Der zweite Abschnitt enthält die Beschreibung der Hardware
  • Der dritte Abschnitt beschreibt den Zugriff auf das Modul aus Sicht der Software.
Kapitel 1

Hardware

Die folgende Abbildung zeigt ein Blockschaltbild des CMM-IV und seine externen Anschlüsse.

Blockschaltbild: Spannungsversorgung, PC über Ethernet und CAN hinter der Isolationsbarriere, CMM-Steuerung mit Bereichsschaltern und Shunts in Reihe zwischen Prüflingsversorgung und Prüfling
Abbildung 1: CMM-IV HW-Übersicht

Allgemeiner Aufbau:

  • Das CMM-IV benötigt eine Spannungsversorgung von 12…24 V an PWR-CON/GND-CON.
  • Der Strompfad des CMM-IV muss wie in Abbildung 1 dargestellt in Reihe zum Prüfling (DUT) geschaltet werden.

Die Messwerte können auf eine der folgenden Arten ausgelesen werden:

  • Ethernet-TCP-Verbindung
    • Kontinuierliches High-Speed-Streaming mit 125 kS/s
    • Textbasiertes Protokoll mit Init-, Trigger- und Fetch-Befehl
  • CAN
    • Zyklische Nachricht (ID und Periode konfigurierbar), die den Mittelwert enthält
    • ISO-TP-Protokoll zum Auslesen von Mittel-, Minimal- und Maximalwert

Weitere Funktionen:

  • Das Modul kann über Ethernet (CMM-IV-GUI oder DLL) oder CAN (ISO-TP-Protokoll) konfiguriert werden
  • Dauerhafte Speicherung der Konfiguration im Flash-Speicher
  • Berechnung von Mittel-, Minimal- und Maximalwerten
  • Der Strompfad ist von der Elektronikversorgung und den digitalen Ein-/Ausgängen galvanisch getrennt (bis 150 V)
  • Erkennung von Rückstrom

1.1Pinbelegung der Steckverbinder

1.1.1Systemsteckverbinder

SchnittstelleSignalPinEmpfohlene LeitungBemerkungen
ModulversorgungPWR-CONC130,14 … 0,5 mm²
ModulversorgungGND-CONA13, A14, A16, A17, A18, A19, A200,14 … 0,5 mm²Mindestens 1 Pin anschließen
On/OffOn/OffA150,14 … 0,5 mm²
CANCAN_LB140,14 … 0,5 mm², verdrilltes PaarLeitung mit ca. 120 Ohm Impedanz
CANCAN_HC140,14 … 0,5 mm², verdrilltes PaarLeitung mit ca. 120 Ohm Impedanz
StrompfadCurr_In4x Hochstrompin: A1-A12, B1-B12, C1-C121…4 x 10 mm²Je nach anliegendem Strom 1 bis 4 Leitungen mit passendem Querschnitt jeweils für Eingang und Ausgang verwenden. Bei Strömen über 60 A alle 4 Pins sowohl für den Eingang als auch für den Ausgang verwenden.
StrompfadCurr_Out4x Hochstrompin: A21-A32, B21-B32, C21-C321…4 x 10 mm²Je nach anliegendem Strom 1 bis 4 Leitungen mit passendem Querschnitt jeweils für Eingang und Ausgang verwenden. Bei Strömen über 60 A alle 4 Pins sowohl für den Eingang als auch für den Ausgang verwenden.

1.1.2CAN-Frontsteckverbinder

Der CAN-Frontsteckverbinder ist eine Standard-D-Sub-9-Buchse (DE-9).

SchnittstelleSignalPinEmpfohlene LeitungBemerkungen
CANCAN-L20,14 … 0,5 mm²
CANCAN-H70,14 … 0,5 mm²
CANGND-EXT30,14 … 0,5 mm²

1.1.3Ethernet-Frontsteckverbinder

Das CMM-IV hat zwei Ethernet-Ports und einen integrierten Switch. Dadurch ist eine einfache Verdrahtung ohne zusätzlichen Switch möglich. Verwenden Sie für die Verdrahtung CAT5e- oder CAT6-Kabel.

1.1.4Gegenstecker zum Systemsteckverbinder

Die folgenden Komponenten können für den Gegenstecker im Prüfsystem verwendet werden. Benötigt wird ein Steckverbinder mit 8 Hochstrompins. Die folgende Tabelle enthält verschiedene Ausführungen zum Crimpen oder Löten von zwei Herstellern.

ArtikelAnzahlBestellnummerHerstellerBemerkungen
DIN41612 Type M 24+8109 03 224 6804Harting
DIN41612 Type M 24+81354 116ERNI
Hochstrompin809 03 000 6115HartingCrimpausführung
Hochstrompin809 03 000 6103HartingLötausführung
Hochstrompin8594 182ERNICrimpausführung
Hochstrompin8594 176ERNILötausführung

1.1.5Abmessungen

Das CMM-IV ist als Europakarte mit 160 mm x 100 mm ausgeführt, einschließlich einer Frontblende mit einer Breite von 25,4 mm (5 TE) und eines Standard-Steckverbinders nach DIN41612. Mit diesen Abmessungen passt es in standardmäßige 19-Zoll-Baugruppenträger und -Racks mit 3 HE.

Frontplatte und Platine des CMM-IV mit den Maßen 130 mm (3 HE), 25,4 mm (5 TE), 160 mm und 100 mm
Abbildung 2: Abmessungen des CMM-IV

1.2Technische Daten

1.2.1Umgebungsbedingungen

ParameterWert
Umgebungstemperatur im Betrieb5…50 °C
Lagertemperatur-20…70 °C
Luftfeuchtigkeit5…80 %, nicht kondensierend

1.2.2Strompfad

Abhängig von den anliegenden Strömen muss der Messstrompfad niederohmig verdrahtet werden, damit die Spannungsabfälle gering bleiben. Verwenden Sie also kurze Leitungen und so viele Hochstrompins wie möglich – sowohl für den Stromeingang als auch für den Stromausgang.

Jeder Hochstrompin darf maximal 40 A DC führen. Je mehr Hochstrompins (mit Leitungen großen Querschnitts) verwendet werden, desto geringer sind Spannungsabfall und Temperatur des CMM-IV.

ParameterMin.Typ.Max.EinheitBemerkungen
DC-Strom0100ABetrieb unter folgenden Bedingungen: - 25 °C Umgebungstemperatur ohne Luftströmung - 50 °C Umgebungstemperatur mit Luftströmung von ca. 2 m/s
DC-Strom im Worst Case160A25 °C Umgebungstemperatur mit Luftströmung > 6 m/s an Leistungsbauteilen und Steckverbinder
DC-Strom pro Hochstrompin40A50 °C maximale Umgebungstemperatur
Messbereich190AMax. 3 Sekunden
Einzelpulsstrom300AMax. 100 ms
Spannung am CMM-IV bei OFF36VDas Modul trennt den Strompfad, wenn PWR_Ext unter 5 V liegt oder On/Off auf Low-Pegel liegt
Leckstrom bei OFF020µABei 36 V
Spannungsdifferenz zwischen GND-CON/GND-EXT und Strompfad-150150VDer Grenzwert ergibt sich aus den Leiterbahnabständen auf der Leiterplatte. Die elektronischen Bauteile sind für mindestens 250 V spezifiziert
Ansprechschwelle der Rückstromerkennung501000mAAbhängig von Temperatur und Bauteilen
Rückstrom dauerhaft030A
Rückstrom Einzelpuls200AMax. 1 Sekunde.

1.2.3Modulversorgung

Schließen Sie die Spannungsversorgung für das CMM-IV zwischen PWR-CON und GND-CON an. Es wird dringend empfohlen, das CMM-IV nicht über die Spannungsversorgung des Prüflings zu versorgen.

Beachten Sie, dass der Strompfad getrennt ist, wenn keine Versorgung anliegt.

ParameterMin.Typ.Max.EinheitBemerkungen
Versorgungsspannung1126VPWR-CON gegen GND-CON
DC-Versorgungsstrom130mAVersorgungsspannung = 24 V, 1 Ethernet-Port aktiv
Einschaltstrom der Versorgung1,0AEinschaltstrom für ca. 1 ms bei dU/dt = 20 V/ms

Typische Stromaufnahme

Versorgungsspannung12 V24 V
Kein Ethernet-Port aktiv210 mA100 mA
1 Ethernet-Port aktiv280 mA130 mA
2 Ethernet-Ports aktiv350 mA160 mA

1.2.4DC-Genauigkeit

Die Genauigkeit des Moduls wird für Gleichströme verifiziert. Jedes Modul durchläuft bei IRS ein Kalibrierverfahren. Das Modul kann selbstverständlich nachkalibriert werden. Empfehlungen dazu finden Sie unter Kalibrierempfehlung.

ParameterMin.Typ.Max.EinheitBemerkungen
Genauigkeit unkalibriert0,52% vom MessbereichMax. in % des jeweiligen Messbereichs
Genauigkeit kalibriert0,21% vom MessbereichMax. in % des jeweiligen Messbereichs
Auflösung Messbereich 0100nABegrenzt durch das Ausgabedatenformat
Auflösung Messbereich 1404nA
Auflösung Messbereich 24,04µA
Auflösung Messbereich 340,3µA
Auflösung Messbereich 4403µA
Auflösung Messbereich 54,03mA
Auflösung Messbereich 646,8mA

1.2.5DC-Spannungsabfall

Der Spannungsabfall ist die Spannung zwischen Stromeingang und Stromausgang, gemessen am Steckverbinder des Moduls. Der Spannungsabfall an den Pins des Gegensteckers und an der Verdrahtung ist in den folgenden Werten nicht enthalten.

ParameterMin.Typ.Max.EinheitBemerkungen
Spannungsabfall bei 100 µA7080mVMessbereich 0
Spannungsabfall bei 1 mA7080mVMessbereich 1
Spannungsabfall bei 10 mA7080mVMessbereich 2
Spannungsabfall bei 100 mA7080mVMessbereich 3
Spannungsabfall bei 1 A90100mVMessbereich 4
Spannungsabfall bei 10 A100120mVMessbereich 5
Spannungsabfall bei 40 A4560mVMessbereich 6
Spannungsabfall bei 100 A120150mVMessbereich 6
Spannungsabfall bei 160 A200230mVMessbereich 6

1.2.6On/Off-Schnittstelle

Mit dem Digitaleingang On/Off kann der Strompfad des CMM-IV ein- oder ausgeschaltet werden.

ParameterMin.Typ.Max.EinheitBemerkungen
On/Off-Steuerung – Low = OFF-0,71,2V
On/Off-Steuerung – High = ON3,025V
Eingangswiderstand On/Off-Steuerung150kOhm0…3,3 V
Eingangswiderstand On/Off-Steuerung50150kOhm3,3…25 V

1.2.7LED-Bereichsanzeige

Das CMM-IV (ab Version 1.3) ist mit einer LED-Bereichsanzeige ausgestattet, die sich auf der Bestückungsseite des CMM-IV in der Nähe des Kühlkörpers befindet. Details siehe Abbildung 3.

Bestückungsseite des CMM-IV mit den markierten Bereichs-LEDs 0 bis 6 neben dem Kühlkörper
Abbildung 3: Position der LED-Bereichsanzeige

1.2.8CAN-Schnittstelle

Die integrierte CAN-Schnittstelle ist eine High-Speed-CAN-Schnittstelle mit FD-Unterstützung.

ParameterMin.Typ.Max.EinheitBemerkungen
Spannung an CAN_H oder CAN_L-1414VGegen GND-EXT
Dominanter Ausgangspegel an CAN_H2,453,3V
Dominanter Ausgangspegel an CAN_L0,51,25V
Rezessiver Ausgangspegel an CAN_H & CAN_L1,85V
Nominale Baudrate10010001000kbit/s
Daten-Baudrate100010004000kbit/s

Weitere Details finden Sie im Datenblatt des TCAN332 und unter Systemintegration – CAN.

1.2.9Ethernet-Schnittstelle

Das CMM-IV ist mit einem 3-Port-Gigabit-Ethernet-Switch ausgestattet. Zwei Ports des Switches sind mit RJ45-Buchsen auf der Frontplatte verbunden. Der dritte Port ist mit dem Mikrocontroller des CMM IV verbunden. Die Verbindung zwischen Switch und Mikrocontroller ist auf 100 Mbit/s begrenzt.

ParameterMin.Typ.Max.EinheitBemerkungen
Datenrate des Switches (von einem Port zum anderen)1000MBit/s
Datenrate des Mikrocontrollers100MBit/s

Weitere Details finden Sie im Datenblatt des KSZ9893RNX und unter Systemintegration – Ethernet-Verbindung.

1.3Systemintegration

Der folgende Abschnitt beschreibt die Hardware-Voraussetzungen der Kommunikationsschnittstellen. Hinweise zur Integration des Strompfads und der Spannungsversorgung finden Sie in den technischen Daten.

1.3.1CAN

Über die High-Speed-CAN-Schnittstelle können Messdaten ausgelesen werden.

Als Gegenstelle für die Datenerfassung kann jede High-Speed-CAN-Schnittstelle eines beliebigen Herstellers verwendet werden. Stellen Sie sicher, dass der gesamte Bus ordnungsgemäß mit zwei 120-Ohm-Widerständen an den beiden äußersten Enden des Busses abgeschlossen ist. Weitere Abschlusswiderstände sind nicht enthalten.

Es wird empfohlen, ein verdrilltes Leitungspaar mit einer Impedanz von 120 Ohm zu verwenden. Vergessen Sie nicht die GND-Verbindung. Es wird empfohlen, für die CAN-Kommunikation den D-Sub-9-Steckverbinder auf der Frontseite zu verwenden, da dieser GND-EXT nutzt, das direkt mit dem CAN-Transceiver verbunden ist. GND-CON am Systemsteckverbinder ist über einen EMV-Filter mit GND-EXT und dem CAN-Transceiver verbunden, was insbesondere bei hohen Baudraten zu Problemen mit der Signalintegrität führen kann.

Alle CMM am Bus müssen mit derselben Baudrate arbeiten und unterschiedliche CAN-IDs verwenden. CAN-ID und Baudrate können über das TCP-Textprotokoll oder über CAN ISO-TP konfiguriert werden und werden dauerhaft im Flash-Speicher gespeichert.

Für die Integration als einzelnes Modul in einen Prüfsystemaufbau fügen Sie bitte eine CAN-Gegenstelle mit einem Abschlusswiderstand von 120 Ohm hinzu. Das CMM-IV enthält einen 120-Ohm-Abschlusswiderstand, der per Software aktiviert oder deaktiviert werden kann.

Wenn mehrere CMM-IV an dieselbe CAN-Schnittstelle angeschlossen sind, muss der Abschlusswiderstand jedes CMM-IV deaktiviert werden. Am äußersten Ende des CAN-Busses muss ein einzelner Abschluss vorhanden sein.

1.3.2Ethernet-Verbindung

Die IP-Adresse kann in der GUI konfiguriert werden, die unter Konfigurationstool CMM-IV-GUI beschrieben ist. Außerdem kann die IP-Adresse mit einem DIP-Schalter auf dem CMM-IV geändert werden (siehe Abbildung 4). Abhängig von der Schalterstellung wird ein Offset zwischen 0 und 6 addiert. Stehen alle drei Schalter auf ON, verwendet das CMM IV seine Standard-IP-Adresse 192.168.222.21.

Beispiele:

In der GUI eingestellte IPSchalter 2^0Schalter 2^1Schalter 2^2OffsetResultierende IP
192.168.200.1OFFOFFOFF0192.168.200.1
192.168.200.1ONOFFOFF1192.168.200.2
192.168.200.3OFFONON6192.168.200.9
192.168.200.10ONONONStandard-IP verwenden192.168.222.21
Dreifach-DIP-Schalter IP-Setting neben der Ethernet-Buchse, rot markiert
Abbildung 4: Schalter zur Änderung der IP-Adresse
Kapitel 2

Funktionsbeschreibung

Der folgende Abschnitt beschreibt die interne Messung und enthält eine detaillierte Beschreibung der Schnittstellen.

2.1Strommessung

2.1.1Messverfahren

Der Strom wird intern mit einer Abtastrate von 1 MS/s gemessen, wobei jeweils 8 Abtastwerte zu 1 internen Abtastwert gemittelt werden. Dadurch ergibt sich eine „echte“ interne Abtastrate von 125 kS/s. Diese „echte“ interne Abtastrate kann über Ethernet an einen PC gestreamt werden. Die interne Abtastrate kann in der CMM-IV-GUI weiter reduziert werden. Mögliche Werte sind 125, 50, 10 und 1 kS/s.

Der Strommessbereich wird automatisch gewählt, wenn das CMM eingeschaltet ist. Große Stromsprünge können kurzzeitige Spannungsabfälle von einigen hundert Millivolt über dem Modul verursachen. Zum dynamischen Verhalten siehe Dynamisches Verhalten.

Das CMM-IV sendet den Mittelwert des Stroms über einen konfigurierbaren Zeitraum per CAN. Der Standardwert für diesen Zeitraum beträgt 5 ms.

Zusätzlich können Mittelwert, Minimal- und Maximalstrom über CAN-ISO-TP ausgelesen werden. Die Berechnung von Mittel-, Minimal- und Maximalwert wird bei jedem Auslesen zurückgesetzt. Die folgende Abbildung veranschaulicht die Mittelung.

Diagramm: Abtastwerte mit 1 MS/s, Mittelwert aus 8 Abtastwerten als interne Abtastrate, Mittelwert aus N Abtastwerten wird von Auslesen zu Auslesen zurückgegeben (z. B. CAN-Nachricht)
Abbildung 5: Messverfahren

2.1.2Rückstromerkennung

Rückströme können nicht gemessen werden, aber ein Flag signalisiert, wenn ein Strom von einigen 100 mA in Rückwärtsrichtung anliegt. Wird ein Rückstrom erkannt, werden die Ausgabedaten auf null gesetzt. Das Flag kann über das ISO-TP-Protokoll und im TCP-Streaming-Modus gelesen werden.

2.1.3Dynamisches Verhalten

Die Umschaltung von einem niedrigen in einen höheren Strommessbereich erfolgt sehr schnell: innerhalb von weniger als 1 µs (typisch 500 ns), nachdem der Strommessbereich überschritten wurde. Das ist deutlich schneller, als der Strom aufgrund der Leitungsinduktivität selbst bei kurzen Leitungen ansteigen kann.

Die folgende Abbildung zeigt den Strom (rot) durch das CMM und den Spannungsabfall (gelb) über dem CMM bei einem Laststromsprung von 0 auf 100 A. Das Nachschwingen des Spannungsabfalls wird durch die Leitungsinduktivität verursacht.

Oszilloskop-Aufnahme: Strom durch das CMM (rot) und Spannungsabfall über dem CMM (gelb) bei einem Laststromsprung von 0 auf 100 A
Abbildung 6: Dynamisches Schaltverhalten

2.2On/Off-Steuerung

Das CMM-IV kann über einen Hardwareeingang oder per Software ein- oder ausgeschaltet werden. Die folgenden Parameter können per Konfiguration eingestellt werden:

  • Aktiver Pegel (High oder Low) des Hardwareeingangs
  • Priorität der Ein/Aus-Steuerung per Hardware oder Software

Die Konfiguration kann in der CMM-IV-GUI, mit dem Befehl OnOffMode = x über das textbasierte Ethernet-Protokoll oder über CAN mit dem ISO-TP-Protokoll geändert werden, wobei x eine der folgenden Zahlen 0…7 ist:

IDNameHW-EingangSW-EinstellungBeschreibung
0ONOFF_Mode_ExtHighActiveJANEINCMM ist ON, wenn am HW-Eingang High-Pegel anliegt; SW-Einstellung wird ignoriert
1ONOFF_Mode_ExtLowActiveJANEINCMM ist ON, wenn am HW-Eingang Low-Pegel anliegt; SW-Einstellung wird ignoriert
2ONOFF_Mode_IntNEINJACMM wird nur per SW gesteuert
3ONOFF_Mode_ExtHighActiveAndIntJAJACMM ist ON, wenn der HW-Eingang High ist UND die SW-Einstellung ON ist.
4ONOFF_Mode_ExtLowActiveAndIntJAJACMM ist ON, wenn der HW-Eingang Low ist UND die SW-Einstellung ON ist.
5ONOFF_Mode_ExtHighActiveOrIntJAJACMM ist ON, wenn der HW-Eingang High ist ODER die SW-Einstellung ON ist.
6ONOFF_Mode_ExtLowActiveOrIntJAJACMM ist ON, wenn der HW-Eingang Low ist ODER die SW-Einstellung ON ist.
7ONOFF_Mode_AlwaysOnNEINNEINCMM ist immer ON.

2.3CAN-Datenausgabe

CAN-Daten werden zyklisch auf einer festgelegten CAN-ID gesendet. Diese CAN-ID kann über das textbasierte Ethernet-Protokoll oder über CAN mit dem ISO-TP-Protokoll eingestellt werden.

ParameterMin.TypischMax.EinheitBemerkungen
CAN-Typ-High Speed--Die CAN-Transceiver sind immer aktiv. Es wird kein Sleep-Modus verwendet.
CAN-Abschluss120OhmDer Abschlusswiderstand ist per Softwarebefehl schaltbar.
Nominale CAN-Baudrate10010001000kBit/sStandard-Baudrate ist 1 MBit/s
CAN-FD-Datenbaudrate100040004000kBit/sStandard-Baudrate ist 0, d. h. es wird Classic CAN verwendet
CAN-ID0x1C2HexDer Identifier kann per Softwarebefehl eingestellt werden
Extended IDNein11-Bit- oder 29-Bit-Identifier kann per Softwarebefehl eingestellt werden
CAN-Sendeintervall1530.000msDas Sendeintervall kann per Softwarebefehl eingestellt werden
CAN-Datenlänge54 Byte für den Strom und 1 Byte für den Messbereich
CAN-Datenauflösung100nAEin Bit des zurückgegebenen Stroms entspricht 100 nA des tatsächlich gemessenen Stroms

Die gesendete CAN-Nachricht hat folgenden Inhalt:

ByteInhaltWert
Byte 0Strom Bit 7..00x00000000 … ca. 0x7270 E000
Byte 1Strom Bit 15..80x00000000 … ca. 0x7270 E000
Byte 2Strom Bit 23..160x00000000 … ca. 0x7270 E000
Byte 3Strom Bit 31..240x00000000 … ca. 0x7270 E000
Byte 4Messbereich0 … 6
Byte 5Flags0…0x07
Byte 6...7Füllbytes0

Die CAN-Nachricht hat einen DLC (Data Length Code) von 8. Nur die Bytes 0 – 5 werden verwendet, die Bytes 6 – 7 werden mit 0 aufgefüllt. Der Strom wird als vorzeichenloser 32-Bit-Wert (unsigned long) in Schritten von 100 nA zurückgegeben, aufgeteilt auf die ersten 4 Byte der CAN-Nachricht. Ist das CMM-IV ausgeschaltet, ist der zurückgegebene Wert null. Ist das CMM-IV eingeschaltet, liegt aber ein Rückstrom an, ist der zurückgegebene Wert null und das „Negative Current Flag“ (0x01) ist gesetzt.

Flags:

  • 0x01: Negativer Strom (Negative Current)
  • 0x02: Spannungsabfall (Drop Voltage)
  • 0x04: Ringpuffer-Warnung (Ringbuffer Warning)
  • 0x08: CMM aus (Cmm Off) (0 = ein; 1 = aus)

2.4Konfigurationstool CMM-IV-GUI

Mit dem Tool CMM-IV-GUI kann ein CMM-IV konfiguriert werden; außerdem können damit Messungen getriggert oder alle Messwerte an einen PC gestreamt werden. Die aktuelle Version der CMM-IV-GUI kann hier heruntergeladen werden:

myIRS – Downloads

Nach der Installation enthält der Installationsordner (unter anderem) die folgenden Unterordner und Dateien:

Datei/OrdnerBeschreibung
IRS.CMM-IV.GUI.exeDas Konfigurationstool
IRS.CMM-IV.Lib.dllEine C#-Bibliothek, mit der Sie das CMM in Ihre Software einbinden können
ExamplesEnthält eine NI-TestStand-Beispielsequenz, die die Verwendung wichtiger Funktionen veranschaulicht
LabVIEWEnthält die NI-LabVIEW-VIs, die von der Beispiel-Testsequenz verwendet werden
FirmwareEnthält ein Firmware-Image, mit dem der Mikrocontroller des CMM-IV aktualisiert werden kann

2.4.1CMM-IV verbinden und aktualisieren

Die CMM-IV-GUI kommuniziert über Ethernet und TCP/IP mit dem CMM-IV. Daher muss die IP-Adresse des CMM-IV in die GUI eingegeben werden. Die Standard-IP-Adresse ist 192.168.222.21. Details zur IP-Konfiguration siehe Ethernet-Verbindung. Wenn Sie die IP-Adresse des CMM-IV nicht kennen, können Sie Tools -> Detect module verwenden.

Hauptfenster von IRS.CMM-IV.GUI mit NETWORK, CHART/TESTPANEL und STREAMING sowie geöffnetem Menü Tools mit Detect module, Bootloader, Export to TDMS und Install TDMS library
Abbildung 7: IP-Adresse des CMM-IV in der CMM-IV-GUI ermitteln

Wenn „Detect module“ keine IP-Adresse findet, stellen Sie sicher, dass die Subnetzmaske Ihrer Netzwerkkarte richtig konfiguriert ist, und prüfen Sie Ihre Firewall-Einstellungen.

Nachdem Sie die IP-Adresse unter „Remote IP“ eingegeben haben, können Sie die Verbindung mit „IDENTIFY“ prüfen. Diese Schaltfläche öffnet ein Fenster mit Informationen über das verbundene CMM-IV. Dazu gehören die Seriennummer und die Firmware-Version des verbundenen CMM-IV. Ist die Firmware-Version veraltet, können Sie den Mikrocontroller unter Tools -> Bootloader aktualisieren. Die neueste Firmware-Version finden Sie über Help -> Check for update.

Fenster IRS MULTI BOOTLOADER mit IP 192.168.222.21, Ziel TCP (CANny/EthRel/CMM IV/ECB redesign), Schaltfläche START und Protokoll
Abbildung 8: Benutzeroberfläche des Bootloaders

Der Bootloader ist einfach zu bedienen. Geben Sie die IP-Adresse des CMM IV ein und klicken Sie auf „START…“. Wählen Sie dann das Firmware-Image aus dem oben genannten Installationsordner aus.

2.4.2CMM-IV mit dem Testpanel konfigurieren und Strommesswerte abrufen

Das Testpanel öffnen Sie mit einem Klick auf „TESTPANEL“ im Hauptfenster. Damit können Sie die verschiedenen Kommunikationsschnittstellen und das Messverhalten des CMM-IV konfigurieren.

Mit „ON/OFF CONTROL“ können Sie die unter On/Off-Steuerung beschriebenen Modi auswählen.

TEST PANEL mit ON/OFF CONTROL, CAN BASIC SETTINGS, MISCELLANEOUS, CAN IDS/INTERVAL, USER TEXT, ETHERNET SETTINGS, TCP PORTS, MAC, CALIBRATION und MEASUREMENT
Abbildung 9: Testpanel der CMM-IV-GUI

Es gibt drei verschiedene Methoden, Messwerte abzurufen.

Die erste Methode verwendet einfach die Schaltfläche „READ“. Sie liefert sofort die angeforderte Anzahl an Stromabtastwerten. Mit dieser Methode können bis zu 100.000 Abtastwerte gelesen werden. Bei der maximalen Abtastrate von 125 kS/s reduziert sich die maximale Anzahl der Abtastwerte auf 10.000.

Die zweite Methode ist anspruchsvoller und verwendet die Schaltflächen „INIT“, „SW TRIGGER“ und „FETCH“. Die Schaltfläche „INIT“ setzt die im Dropdown-Menü ausgewählte Triggermethode und die Anzahl der zu lesenden Abtastwerte. Die Anzahl der Abtastwerte ist bei dieser Methode auf 100 begrenzt. Ist der Triggermodus „Internal“ ausgewählt, muss die Messung mit der Schaltfläche „SW TRIGGER“ getriggert werden. Im Triggermodus „External“ wird die Messung durch eine positive Flanke am ON/OFF-Pin getriggert, und im Modus „Immediately“ wird kein Trigger benötigt: Die Messung startet unmittelbar nach „INIT“. Die Schaltfläche „FETCH“ liefert nach Abschluss der Messung die konfigurierte Anzahl an Stromabtastwerten.

Die dritte Methode verwendet die Schaltfläche „MINIMUM/MEAN/MAXIMUM“. Ein Klick auf diese Schaltfläche liefert den minimalen, mittleren und maximalen Strom seit der letzten Verwendung dieser Schaltfläche.

Das Testpanel bietet unter „MISCELLANEOUS“ zwei Möglichkeiten, das Messverhalten zu konfigurieren.

Mit „Minimum range“ können Sie ein unerwünschtes Umschalten zwischen den Messbereichen vermeiden. Der minimale Messbereich wird beim Neustart des CMM-IV auf null zurückgesetzt. Ein maximaler Messbereich kann nicht eingestellt werden, da dies leicht dazu führen könnte, dass der maximal zulässige Strom des gewählten Messbereichs versehentlich überschritten wird.

Mit „Sample rate“ können Sie die Abtastrate des CMM IV reduzieren. Das kann insbesondere hilfreich sein, um die Größe der gespeicherten Daten zu verringern, wenn Messwerte über längere Zeiträume gestreamt werden.

2.4.3Streaming der Messwerte

Das Streaming der Messwerte kann im Hauptfenster der CMM-IV-GUI gestartet werden. Ist „trigger disabled“ ausgewählt, startet das Streaming mit einem Klick auf „START“ und endet mit einem Klick auf „STOP“. Ist „SW falling edge“ oder „SW rising edge“ ausgewählt, startet das Streaming, es werden aber keine Daten gespeichert, bis die ausgewählte Flanke erkannt wird. Der Pegel für die Flankenerkennung kann unter „SW trigger level [A]“ konfiguriert werden. Wird eine Flanke erkannt, werden 12.500 Abtastwerte vor und 12.500 Abtastwerte nach der Flanke gespeichert. Bei der Standard-Abtastrate von 125 kS/s entspricht das 100 ms vor und nach dem Triggerereignis. Im Triggermodus „HW“ dient eine steigende Flanke am ON/OFF-Pin als Trigger. Nach dem Klick auf „START“ wird der Mikrocontroller des CMM-IV in einen Wartemodus versetzt und beginnt erst mit dem Streaming, wenn die steigende Flanke am Pin ON/OFF erkannt wird.

Die gestreamten Messdaten werden im proprietären Format „cmm4“ gespeichert. Dies ist ein Binärformat, das den PC von der Datenkonvertierung entlastet und daher das parallele Streaming von mehreren CMM-IV ermöglicht. Die Konvertierung in das TDMS-Format von National Instruments erfolgt über das Menü (Tools -> Export to TDMS). Um die Exportfunktion zu nutzen, müssen Sie zuerst eine TDMS-Bibliothek von National Instruments installieren (Tools -> Install TDMS library).

Dateidialog Select multiple files for batch processing mit der Datei CMM-IV-Streaming.cmm4 und der markierten Dateityp-Auswahl CMM4 (current only)
Abbildung 10: Dialogfenster für den TDMS-Export

„Export to TDMS“ öffnet das in Abbildung 10 gezeigte Dialogfenster. In diesem Fenster wählen Sie die cmm4-Datei aus, die in das TDMS-Format konvertiert werden soll. Die TDMS-Datei wird unter demselben Namen wie die cmm4-Datei gespeichert. Die markierte Auswahl bietet drei Möglichkeiten. „CMM4 (current only)“ exportiert nur die gemessenen Stromwerte. „CMM4 (all channels)“ enthält zusätzlich Spannungsabfall, Messbereich und Flags. „CMM4 (ignore trigger event)“ exportiert alle Daten vom Klick auf „START“ bis zum Ende der cmm4-Datei, das 12.500 Abtastwerte nach dem Triggerereignis liegt. Das ist möglich, weil alle Daten in der cmm4-Datei gespeichert werden (einschließlich des Triggerereignisses) und der Trigger erst beim Export nach TDMS verwendet wird.

2.4.4Live-Ansicht der Messwerte

Ein Klick auf „CHART“ im Hauptfenster öffnet das in Abbildung 11 gezeigte Fenster. Die Messwerte werden jede Sekunde aktualisiert und im Diagramm angezeigt.

Fenster CHART mit dem Strom über der Zeit und einer Statuszeile mit Strom, Spannungsabfall, Temperatur und CMM-Zustand
Abbildung 11: Live-Ansicht der Messwerte

2.5Textbasiertes Ethernet-Protokoll

Die folgenden Abschnitte beschreiben das textbasierte Ethernet-Protokoll, das von der CMM-IV-GUI und der C#-DLL verwendet wird. Es wird empfohlen, die CMM-IV-GUI oder die C#-DLL zu verwenden (die DLL ist Teil des Downloadpakets der CMM-IV-GUI, Details siehe Konfigurationstool CMM-IV-GUI).

Das Protokoll basiert auf TCP und verwendet nullterminierte Strings. Das bedeutet, dass das letzte Zeichen jedes Befehls NUL (= 0x00) sein muss.

2.5.1Befehle zum Messen von Strömen, Spannungsabfall und Temperatur des CMM IV

Das textbasierte Ethernet-Protokoll unterstützt zwei verschiedene Methoden zum Auslesen von Strömen. Die erste Methode verwendet einfach den Befehl ReadCurrent mit dem TriggerMode IMM. Dieser liefert sofort die angeforderte Anzahl an Stromabtastwerten. Die zweite Methode ist anspruchsvoller und verwendet die Befehle InitCurrent, TriggerCurrent und FetchCurrent. InitCurrent setzt die Triggermethode und die Anzahl der zu lesenden Abtastwerte. TriggerCurrent wird verwendet, um die Messung zu triggern, wenn der Triggermodus INT ausgewählt ist. FetchCurrent liefert nach Abschluss der Messung die angeforderte Anzahl an Stromabtastwerten.

Die folgenden Befehle können als Strings auf dem TCP-Port 5025 gesendet werden und müssen mit dem NUL-Zeichen (0x00) abgeschlossen werden. Fehlerhafte Befehle werden mit einer Fehlermeldung beantwortet, Details siehe Fehlermeldungen.

BefehlParameterBeschreibungBemerkungen
ReadCurrent =1 … 100000, INT/EXT/IMMSetzt die Anzahl der Abtastwerte und die Triggerquelle. Die Werte werden direkt nach der Messung gesendet.Triggerquellen: INT: Auf Befehl „TriggerCurrent“ warten; EXT: Auf steigende Flanke am Pin On/Off warten; IMM: Messung sofort starten
InitCurrent =1 … 100, INT/EXT/IMMSetzt die Anzahl der Abtastwerte und die Triggerquelle. Die Werte werden gesendet, nachdem die Messung abgeschlossen und der Befehl „FetchCurrent“ empfangen wurde.Triggerquellen: INT: Auf Befehl „TriggerCurrent“ warten; EXT: Auf steigende Flanke am Pin On/Off warten; IMM: Messung sofort starten
TriggerCurrentMuss verwendet werden, um die Messung zu triggern, wenn die Triggerquelle „INT“ ausgewählt ist.
FetchCurrentLiefert die Messwerte, wenn die Messung abgeschlossen istAntwort: 0.0005027 A, 0.0005031 A …; Wird ein negativer Strom erkannt, lautet die Antwort: -0.0000001 A
Voltage?Fragt den aktuellen Wert des Spannungsabfalls in µV abAntwort: Voltage = 30156 µV
Temperature?Liest die aktuelle Modultemperatur in °C ausAntwort: Temperature = 26 °C
MinMaxMean?Liefert Minimal-, Maximal- und Mittelwert des Stroms seit der letzten Verwendung dieses Befehls.Antwort: Min = 0.0005027 A, Mean = 0.0005031 A, Max = 0.0005034 A, Samples = 12756

2.5.2Befehle zum Abfragen von Konfigurationsparametern

Die folgenden Befehle können als Strings auf dem TCP-Port 5025 gesendet werden und müssen mit dem NUL-Zeichen (0x00) abgeschlossen werden. Fehlerhafte Befehle werden mit einer Fehlermeldung beantwortet, Details siehe Fehlermeldungen.

BefehlBeschreibungAntwortBemerkungen
Identify?Fragt Name, HW-Revision, SW-Revision und Seriennummer des Geräts abIRS CMM IV; HW Revision: 3; SW Version: 1.2; Serial Number: 20BG00001
CanCyclicInterval?Fragt das aktuelle CAN-Sendeintervall in Millisekunden abCanCyclicInterval = 5 msStandard-Rückgabewert ist 5 ms
CanBaudrate?Fragt die nominale CAN-Baudrate in kBit/s abCanBaudrate = 1000 kBitsStandardwert der nominalen Baudrate ist 1000 kBit/s
CanDataBaudrate?Fragt die CAN-FD-Datenbaudrate in kBit/s abCanDataBaudrate = 4000 kBitsStandardwert der Datenbaudrate ist 1000 kBit/s
TxFrameFormat?Fragt das Format ab, in dem das CMM CAN-Nachrichten sendetTxFrameFormat = 00: Classic-CAN-Frame; 1: CAN-FD-Frame ohne BRS; 2: CAN-FD-Frame mit BRS
CanCyclicId?Fragt die CAN-ID für zyklische Nachrichten abCanCyclicId = 0x1C2Bei Extended IDs wird „EXT“ angehängt; Standard-CAN-ID ist 0x1C2
Temperature?Liest die aktuelle Modultemperatur in °C ausTemperature = 26 °C
OnOffMode?Fragt die Konfiguration der On/Off-Steuerung abOnOffMode = 0…7Beschreibung von OnOffMode? siehe On/Off-Steuerung.
OnOff?Fragt den ON/Off-Zustand des Geräts abOnOff = 0/1 (0 => Off / 1 => On)Dieser Zustand ergibt sich aus OnOffMode, dem Hardwareeingang und der Ein/Aus-Einstellung per Software.
IsoTpLocalId?Fragt die lokale CAN-ID für ISO-TP abIsoTpLocalId = 0x7FFDie Local ID wird vom CMM gesendet; Standard ist 0x1C3; bei Extended IDs wird „EXT“ angehängt
IsoTpRemoteId?Fragt die Remote-CAN-ID für ISO-TP abIsoTpRemoteId = 0x1C3Die Remote ID wird vom System gesendet; Standard ist 0x7FF; bei Extended IDs wird „EXT“ angehängt
CanTermination?Fragt den Zustand des schaltbaren CAN-Abschlusses abCanTermination =0/1Standard ist 0 (CAN-Abschluss aus)
IpSettings?Fragt die IP-Einstellungen des Geräts abIP = 192.168.200.1, Mask = 255.255.255.0, Gateway = 192.168.200.10Dies sind die Standard-IP-Einstellungen. Die IP kann per Hardwareschalter zurückgesetzt werden (siehe Ethernet-Verbindung).
Ports?Fragt die TCP-Ports abPort TcpCommands = 5025, Port TcpEcho = 55111, Port TcpStreaming = 55112Dies sind die Standard-Port-Einstellungen.
MacSettings?Fragt die MAC-Adresse des Geräts abMAC = 74:5B:C5:00:00:01
CalDate?Fragt das Kalibrierdatum abCalDate = 2020-06-18
MinRange?Fragt den vom Benutzer eingestellten minimalen Messbereich abMinRange = 0Details siehe den entsprechenden Befehl im folgenden Abschnitt
UserText?Fragt den String ab, der zuvor mit dem Befehl „UserText =“ gespeichert wurdeUserText =<string>
SampleRate?Fragt die Abtastrate ab (Details unter Messverfahren)SampleRate = 00: 125 kS/s; 1: 50 kS/s; 2: 10 kS/s; 3: 1 kS/s

2.5.3Befehle zum Setzen von Konfigurationsparametern

Die folgenden Befehle können als Strings auf dem TCP-Port 5025 gesendet werden und müssen mit dem NUL-Zeichen (0x00) abgeschlossen werden. Fehlerhafte Befehle werden mit einer Fehlermeldung beantwortet, Details siehe Fehlermeldungen. Verwendet ein Befehl mehrere Parameter, müssen die Parameter durch ein Leerzeichen getrennt werden. Optionale Parameter sind in eckigen Klammern angegeben.

BefehlParameterBeschreibungAntwortBemerkungen
ResetStartet das CMM IV neuOkDer Neustart des CMM IV kann bis zu 10 Sekunden dauern
Default =CANStellt die Standardeinstellungen der CAN-Schnittstelle wieder herOk
CanCyclicInterval =1 ms … 1 000 000 msSetzt das aktuelle CAN-Sendeintervall in MillisekundenOkMax. Intervall ist 1000 s = 1.000.000 ms
CanBaudrate =100 kBits … 1000 kBitsSetzt die nominale CAN-Baudrate in kBit/sOkDer erste Parameter muss ein Wert zwischen 100 und 1000 sein. Der zweite Parameter muss „kBits“ sein
CanDataBaudrate =1000 kBits … 4000 kBitsSetzt die CAN-FD-Datenbaudrate in kBit/sOkDer erste Parameter muss ein Wert zwischen 1000 und 4000 sein. Der zweite Parameter muss „kBits“ sein.
TxFrameFormat =0, 1 oder 2Setzt das Format, in dem das CMM CAN-Nachrichten sendetOk0: Classic-CAN-Frame; 1: CAN-FD-Frame ohne BRS; 2: CAN-FD-Frame mit BRS
InitCanInitialisiert die CAN-Schnittstelle neuOkEine Neuinitialisierung der CAN-Schnittstelle ist erforderlich, wenn die Baudrate geändert wurde
CanCyclicId =0x0 … 0x7EF [EXT]Setzt die CAN-ID für zyklische NachrichtenOkFür Extended IDs muss der optionale Parameter EXT verwendet werden; max. Extended ID ist 0x1FFFFFEF
OnOffMode =0 … 7Setzt die Konfiguration der On/Off-SteuerungOkBeschreibung von OnOffMode siehe On/Off-Steuerung.
OnOff =0 … 1Setzt den ON/Off-Zustand des Geräts per SoftwareOkJe nach OnOffMode wird diese Einstellung verwendet oder ignoriert. Details siehe On/Off-Steuerung.
IsoTpLocalId =0x0 … 0x7FF [EXT]Setzt die lokale CAN-ID für ISO-TPOkFür Extended IDs muss der optionale Parameter EXT verwendet werden; max. Extended ID ist 0x1FFFFFEF
IsoTpRemoteId =0x0 … 0x7FF [EXT]Setzt die Remote-CAN-ID für ISO-TPOkFür Extended IDs muss der optionale Parameter EXT verwendet werden; max. Extended ID ist 0x1FFFFFEF
CanTermination =0 … 1Setzt den Zustand des schaltbaren CAN-AbschlussesOk
IpSettings =Beispiel: 192.168.200.1 255.255.255.0 192.168.200.10Setzt die IP-Einstellungen des GerätsOkIP, Maske und Gateway müssen durch Leerzeichen getrennt werden.
Ports =Beispiel: 5025 55111 55112Setzt die TCP-PortsOkDie Portnummern müssen durch Leerzeichen getrennt werden.
MinRange =0…6Setzt den minimalen Messbereich, in den das CMM IV schalten kannOkMit diesem Befehl kann das Umschalten bei dynamischen Signalen minimiert werden. Der interne MinRange-Wert wird auf 0 zurückgesetzt, bevor das CMM per Software oder Hardware-Pin eingeschaltet wird.
UserText =<string>Der Benutzer kann einen String von bis zu 64 Byte dauerhaft im Speicher des CMM ablegen.OkDamit lässt sich zum Beispiel das Datum der nächsten Kalibrierung, eine Inventarnummer oder etwas anderes speichern.
SampleRate =0 … 3Setzt die Abtastrate (Details unter Messverfahren)0: 125 kS/s; 1: 50 kS/s; 2: 10 kS/s; 3: 1 kS/s

2.5.4Fehlermeldungen

Fehlerhafte Befehle werden mit einem der folgenden Strings beantwortet (wo sinnvoll, enthält die Fehlermeldung den empfangenen String, um die Fehlersuche zu vereinfachen):

  • !Incorrect number of arguments: <received string>
  • !This command is not supported: <received string>
  • !This action is not supported: <received string>
  • !Values out of range: <received string>
  • !FRAM write failed.
  • !No data available, maybe there was no trigger.
  • !Error: <errorcode>
  • !Waiting for reset to complete, commands are ignored.

2.6CAN-Konfiguration

Das CMM kann über die CAN-Schnittstelle konfiguriert werden. Für diese Konfiguration wird das ISO-TP-Protokoll nach ISO 15765-2 verwendet. Es wird die normale Adressierung (Normal Addressing) verwendet.

Die Konfiguration erfolgt durch Senden von Befehlen an das CMM. Jeder Befehl wird mit einer Antwort quittiert.

Standardmäßig verwendet das CMM IV die folgenden IDs für ISO-TP:

  • Das CMM IV empfängt Befehle auf der Local-ID (TPLID): 0x1C3
  • Das CMM IV sendet Antworten auf der Remote-ID (TPRID): 0x7FF

2.6.1ISO-TP-Header

Single-Frame-Befehle

Die meisten Befehle und Antworten passen in eine einzelne CAN-Nachricht, d. h. es können Single Frames nach ISO 15765-2 verwendet werden. Die jeweilige CAN-Nachricht enthält die folgenden Daten:

CAN-IDData_1Data_2 (Befehlsheader)Data_3 (Befehlsheader)Data_4 (Befehlsheader)Data_5 (Befehlsheader)Data_6Data_7Data_8
TPLID (Befehl), TPRID (Antwort)SF_N_PCI = Länge, 0x04…0x07BefehlAktionFehlercodeReserviertBefehlsabhängige DatenBefehlsabhängige DatenBefehlsabhängige Daten

Multi-Frame-Befehle

Ist für einen Befehl mehr als eine Nachricht erforderlich, werden First Frames, Flow Control und Consecutive Frames in der folgenden Reihenfolge von oben nach unten verwendet:

CAN-IDFrameData_1Data_2Data_3Data_4Data_5Data_6Data_7Data_8
TPLID (Befehl)First FrameFF_N_PCI ID+(Länge MSB): 0x10(Länge LSB): LängeBefehlAktionFehlercodeReserviertBefehlsabhängige DatenBefehlsabhängige Daten
TPRID (Antwort)Flow ControlFC_N_PCI: 0x30BS: Blockgröße = 0ST_min: Separationszeit = 0
TPLID (Befehl)Consecutive FrameCF_N_PCI: 0x20Befehlsabhängige DatenBefehlsabhängige DatenBefehlsabhängige DatenBefehlsabhängige DatenBefehlsabhängige DatenBefehlsabhängige DatenBefehlsabhängige Daten
TPLID (Befehl)Consecutive FrameCF_N_PCI: 0x21Befehlsabhängige DatenBefehlsabhängige DatenBefehlsabhängige DatenBefehlsabhängige DatenBefehlsabhängige DatenBefehlsabhängige DatenBefehlsabhängige Daten
TPLID (Befehl)Consecutive Frame::::::::

Ist die Multi-Frame-Nachricht eine Antwort, sind die CAN-IDs TPRID und TPLID zu vertauschen.

Datenbyte 1/2 xx_N_PCI

Datenbyte 1 enthält Angaben zum Frame-Typ und zur Datenlänge nach ISO 15765-2.

Für Single Frames sind die Werte 0x04…0x07 gültig; sie geben die Anzahl der folgenden Datenbytes an. Mindestens 4 Byte für Befehl, Aktion, Fehlercode und Reserviert – maximal 7 Byte einschließlich 3 befehlsabhängiger Datenbytes.

Für First Frames wird 0x10 in Byte 1 zur Befehlslänge addiert, die in Byte 2 steht.

Für Consecutive Frames wird 0x20 in Byte 1 zu einem Nachrichtenzähler addiert.

2.6.2Befehlsheader

Datenbyte 2/3 Befehl

Byte 2 bei Single Frames, Byte 3 bei Multi-Frames

Befehls-IDBefehlBeschreibung
0x00CAN_Cmd_NOOPRKeine Operation
0x01CAN_Cmd_RESETSetzt den internen Mikrocontroller des CMM zurück (der Neustart des CMM IV kann bis zu 10 Sekunden dauern)
0x02CAN_Cmd_SWVERLiest die Softwareversion aus
0x03CAN_Cmd_DEFLTAlle Konfigurationsparameter werden auf ihre Standardwerte gesetzt
0x04CAN_Cmd_ONMODFragt die Konfiguration der On/Off-Steuerung ab oder setzt sie
0x05CAN_Cmd_CMMONFragt den internen ON/Off-Zustand ab oder setzt ihn
0x06CAN_Cmd_GLVALFragt die letzten Werte für Minimum, Maximum und Mittelwert ab
0x07CAN_Cmd_TEMPRLiest die aktuelle Modultemperatur in °C aus
0x08CAN_Cmd_SINTVFragt das serielle Sendeintervall in Millisekunden ab oder setzt es
0x09CAN_Cmd_CANBDFragt die CAN-Baudrate in kBit/s ab oder setzt sie
0x0ACAN_Cmd_CIDINFragt CAN-Identifier und Intervall gemeinsam ab oder setzt sie (kombiniert die Befehle CANBD und CANID der seriellen Konfiguration)
0x0BCAN_Cmd_TPLIDFragt CAN-Identifier und Extended-Flag des Identifiers gemeinsam ab oder setzt sie (kombiniert die Befehle TPLID und TPLXT der seriellen Konfiguration)
0x0CCAN_Cmd_TPRIDFragt CAN-Identifier und Extended-Flag des Identifiers gemeinsam ab oder setzt sie (kombiniert die Befehle TPLID und TPLXT der seriellen Konfiguration)
0x0DCAN_Cmd_INITCInitialisiert die CAN-Schnittstelle
0x0ESerialNumberFragt die Seriennummer ab.
0x0FCalDateFragt das Kalibrierdatum ab
0x10CanTerminationFragt den Zustand des schaltbaren CAN-Abschlusswiderstands ab oder setzt ihn.
0x11IpSettingsFragt IP, Maske und Gateway der Ethernet-Verbindung ab oder setzt sie
0x12PortSettingsFragt die Ports der Ethernet-Verbindung ab oder setzt sie
0x13MacSettingsFragt die MAC-Adresse der Ethernet-Verbindung ab
0x14HwVersionFragt die Hardware-Revision ab
0x15CanDataBaudrateFragt die CAN-FD-Datenbaudrate in kBit/s ab oder setzt sie.
0x16TxFrameFormatFragt ab oder legt fest, in welchem Format CAN-Nachrichten gesendet werden; 0: Classic-CAN-Frame; 1: CAN-FD-Frame ohne BRS; 2: CAN-FD-Frame mit BRS
0x20UserTextDer Benutzer kann einen String von 64 Byte dauerhaft im Speicher des CMM ablegen.
0x30TCP-ISOTP-BridgeKapselt TCP-Befehle in ISO-TP-Frames

Datenbyte 3/4 Aktion

Byte 3 bei Single Frames, Byte 4 bei Multi-Frames

Befehls-IDBefehlGültig für RichtungBeschreibung
0x00CAN_Action_GetBefehl an das CMMAbfrage zum Lesen von Daten aus dem CMM
0x01CAN_Action_SetBefehl an das CMMSetzen
0x02CAN_Action_ExeBefehl an das CMMAusführen ohne Lesen oder Schreiben von Daten.
0x03CAN_Action_RetAntwort vom CMM

Datenbyte 4/5 Fehlercode

Byte 4 bei Single Frames, Byte 5 bei Multi-Frames. Dieses Datenbyte ist nur in Antworten des CMM gültig. In Befehlen an das CMM sollte dieses Byte immer 0x00 (= kein Fehler) sein.

Befehls-IDBefehlBeschreibung
0x00CAN_Error_NoneBefehl wurde angenommen, kein Fehler
0x01CAN_Error_HeaderLengthHeader-Bytes 1..4 waren nicht vollständig
0x02CAN_Error_DataLengthAnzahl der Datenbytes passte nicht zum Befehl
0x03CAN_Error_UnknownCmdUnbekannter Befehl
0x04CAN_Error_ActionAktion wird für diesen Befehl nicht unterstützt
0x05CAN_Error_VOORWert außerhalb des Bereichs (es wurde ein ungültiger Parameter übergeben)
0x06CAN_Error_InvalidHeaderFehlercode oder reserviertes Byte des Befehlsheaders waren nicht 0.
0x07FRAM_Error_WriteFailedSchreiben in den FRAM-Speicher des CMM fehlgeschlagen
0x08CMM_Error_WaitingForResetBefehle sind gesperrt, solange ein Reset aussteht.

Datenbyte 5/6 Reserviert

Byte 5 bei Single Frames, Byte 6 bei Multi-Frames. Dieses Byte ist für zukünftige Verwendung reserviert.

2.6.3Befehlsübersicht

Die folgenden Befehle sind verfügbar:

BefehlLängeBefehls-IDAktionFehlercodeReserviertBefehlsabhängige Daten
CAN_Cmd_NOOPR40x000x02 (Exe)0x000x00
CAN_Cmd_RESET40x010x02 (Exe)0x000x00
CAN_Cmd_SWVER40x020x00 (Get)0x000x00
CAN_Cmd_DEFLT40x030x02 (Exe)0x000x00
CAN_Cmd_ONMOD40x040x00 (Get)0x000x00
CAN_Cmd_ONMOD50x040x01 (Set)0x000x00OnMode = 0…7
CAN_Cmd_CMMON40x050x00 (Get)0x000x00
CAN_Cmd_CMMON50x050x01 (Set)0x000x000 / 1
CAN_Cmd_GLVAL40x060x00 (Get)0x000x00
CAN_Cmd_TEMPR40x070x00 (Get)0x000x00
CAN_Cmd_CANBD40x090x00 (Get)0x000x00
CAN_Cmd_CANBD60x090x01 (Set)0x000x00Nominale CAN-Baudrate kBit/s (Bit 7..0, Bit 15..8)
CanDataBaudrate40x150x00 (Get)0x000x00
CanDataBaudrate60x150x01 (Set)0x000x00CAN-Datenbaudrate kBit/s (Bit 7..0, Bit 15..8)
CAN_Cmd_INITC40x0D0x02 (Exe)0x000x00

Bitte beachten Sie, dass nur der Befehlsheader und die befehlsabhängigen Daten dargestellt sind. Der ISO-15765-Header muss hinzugefügt werden, und die Nachrichten müssen bei Bedarf auf mehrere Nachrichten aufgeteilt werden.

BefehlLängeBefehls-IDAktionFehlercodeReserviertBefehlsabhängige Daten
CAN_Cmd_CIDIN40x0A0x00 (Get)0x000x00
CAN_Cmd_CIDIN120x0A0x01 (Set)0x000x00CAN-ID, Xtended, CAN-Intervall [ms]
ByteBefehlsabhängige DatenBits
Byte 0 … 4CAN-IDBit 7…0, Bit 15..8, Bit 23…16, Bit 30…24
Byte 0 … 4Xtended = 0 / 1Bit 31
Byte 5…8CAN-Intervall [ms]0.. … 31
BefehlLängeBefehls-IDAktionFehlercodeReserviertBefehlsabhängige Daten
CAN_Cmd_TPLID40x0B0x00 (Get)0x000x00
CAN_Cmd_TPLID80x0B0x01 (Set)0x000x00Byte 0 … 4: CAN-ID (Bit 7…0, 15..8, 23…16, 30…24), Xtended = 0 / 1 (Bit 31)
CAN_Cmd_TPRID40x0C0x00 (Get)0x000x00
CAN_Cmd_TPRID80x0C0x01 (Set)0x000x00Byte 0 … 4: CAN-ID (Bit 7…0, 15..8, 23…16, 30…24), Xtended = 0 / 1 (Bit 31)
SerialNumber40x0E0x00 (Get)0x000x00
CalDate40x0F0x00 (Get)0x000x00
CanTermination40x100x00 (Get)0x000x00
CanTermination50x100x01 (Set)0x000x000/1
IpSettings40x110x00 (Get)0x000x00
IpSettings160x110x01 (Set)0x000x00IP, Maske, Gateway
ByteBefehlsabhängige DatenBeispiel
Byte 0…3IP192 168 200 1
Byte 4…7Maske255 255 255 0
Byte 8…11Gateway192 168 200 10
BefehlLängeBefehls-IDAktionFehlercodeReserviertBefehlsabhängige Daten
PortSettings40x120x00 (Get)0x000x00
PortSettings100x120x01 (Set)0x000x00Port Commands, Port Echo, Port Streaming
ByteBefehlsabhängige DatenBits
Byte 0…1Port Commands (5025)Bit 7…0, Bit 15…8
Byte 2…3Port Echo (55111)Bit 7…0, Bit 15…8
Byte 4…6Port Streaming (55112)Bit 7…0, Bit 15…8
BefehlLängeBefehls-IDAktionFehlercodeReserviertBefehlsabhängige Daten
MacSettings40x130x00 (Get)0x000x00
HwVersion40x140x00 (Get)0x000x00
TxFrameFormat40x160x00 (Get)0x000x00
TxFrameFormat50x160x01 (Set)0x000x000 … 2 (0: Classic CAN, 1: CAN FD ohne BRS, 2: CAN FD mit BRS)
UserText40x200x00 (Get)0x000x00
UserText680x200x01 (Set)0x000x00Byte 0 … 63: UserText-String
TCP-ISOTP-Bridge????0x300x00 (Get)0x000x00Byte 0 … ????: TCP-Befehl (vom PC)

2.6.4Antwortübersicht

Jeder Befehl wird mit einer Antwort quittiert.

Die meisten Befehle werden zuerst ausgeführt, und die Antwort wird nach der Ausführung gesendet. Ausnahmen von dieser Regel sind:

  • RESET:
    • Die Antwort wird sofort gesendet.
    • Der Reset wird anschließend durchgeführt.
    • Der Neustart des CMM IV kann bis zu 10 Sekunden dauern
  • TPLID, TPRID:
    • Die Antwort wird mit der bisherigen CAN-ID gesendet.
    • Die jeweilige CAN-ID für ISO-TP wird geändert, nachdem die Antwort gesendet wurde.
  • CANBD:
    • Die Baudrate wird geändert, nachdem die Antwort gesendet wurde.
    • Bitte beachten Sie, dass nach einer Änderung der Baudrate Busfehler auftreten können. Das CMM sollte anschließend neu gestartet werden.

Negative Antworten

Negative Antworten werden zurückgegeben, wenn ein Fehler aufgetreten ist, d. h. wenn der Befehl ungültig war und abgewiesen wurde.

Antwort auf BefehlLängeBefehls-IDAktionFehlercodeReserviert
Beliebig40xXX0x03 (Ret)0xYY (siehe Datenbyte 4/5 Fehlercode)0x00

Positive Antworten

Die positiven Antworten auf die jeweiligen Befehle lauten wie folgt. Bitte beachten Sie, dass nur der Befehlsheader und die befehlsabhängigen Daten dargestellt sind. Der ISO-TP-Header muss hinzugefügt werden, und die Nachrichten müssen bei Bedarf auf mehrere Nachrichten aufgeteilt werden.

Antwort auf BefehlLängeBefehls-IDAktionFehlercodeReserviertBefehlsabhängige Daten
CAN_Cmd_NOOPR40x000x03 (Ret)0x000x00
CAN_Cmd_RESET40x010x03 (Ret)0x000x00
CAN_Cmd_SWVER180x020x03 (Ret)0x000x00SW-Version als ASCII-String (14 Byte)
CAN_Cmd_DEFLT40x030x03 (Ret)0x000x00
CAN_Cmd_ONMOD50x040x03 (Ret)0x000x00OnMode = 0…7
CAN_Cmd_CMMON50x050x03 (Ret)0x000x000 / 1
CAN_Cmd_TEMPR40x070x03 (Ret)0x000x00Temperatur [°C] (Bit 0…7, 8…15)
CAN_Cmd_CANBD60x090x03 (Ret)0x000x00Nominale CAN-Baudrate kBit/s (Bit 7…0, 15..8)
CanDataBaudrate60x150x03 (Ret)0x000x00CAN-FD-Datenbaudrate kBit/s (Bit 7…0, 15..8)
CAN_Cmd_INITC40x0D0x03 (Ret)0x000x00
Antwort auf BefehlLängeBefehls-IDAktionFehlercodeReserviertBefehlsabhängige Daten
CAN_Cmd_GLVAL230x060x03 (Ret)0x000x00CMMON, Negativ, Messbereich, Mittelwert, Min, Max, Anzahl Abtastwerte
ByteBefehlsabhängige DatenWert / Bits
Byte 0CMMON0/1
Byte 1Negativ0/1
Byte 2Messbereich0…6
Byte 3…6Mittelwert [100-nA-Schritte]Bit 7…0, 15..8, 23…16, 31…24
Byte 7…10Min [100-nA-Schritte]0.. … 31
Byte 11…14Max [100-nA-Schritte]0.. … 31
15…18Anzahl Abtastwerte0.. … 31
BefehlLängeBefehls-IDAktionFehlercodeReserviertBefehlsabhängige Daten
CAN_Cmd_CIDIN120x0A0x03 (Ret)0x000x00CAN-ID, Xtended, CAN-Intervall [ms]
ByteBefehlsabhängige DatenBits
Byte 0 … 4CAN-IDBit 7…0, Bit 15..8, Bit 23…16, Bit 30…24
Byte 0 … 4Xtended = 0 / 1Bit 31
Byte 5…8CAN-Intervall [ms]0.. … 31
Antwort auf BefehlLängeBefehls-IDAktionFehlercodeReserviertBefehlsabhängige Daten
CAN_Cmd_TPLID80x0B0x03 (Ret)0x000x00Byte 0 … 4: CAN-ID (Bit 7…0, 15..8, 23…16, 30…24), Xtended = 0 / 1 (Bit 31)
CAN_Cmd_TPRID80x0C0x03 (Ret)0x000x00Byte 0 … 4: CAN-ID (Bit 7…0, 15..8, 23…16, 30…24), Xtended = 0 / 1 (Bit 31)
SerialNumber200x0E0x03 (Ret)0x000x00Seriennummer als ASCII-String
ByteBefehlsabhängige DatenBeispiel
Byte 0…15Seriennummer als ASCII-String (mit Leerzeichen aufgefüllt)2 0 E T 0 0 1 2 3
Antwort auf BefehlLängeBefehls-IDAktionFehlercodeReserviertBefehlsabhängige Daten
CalDate80x0F0x03 (Ret)0x000x00Byte 0 … 3: Jahr (uint16) (Bit 7…0, 15..8), Monat (uint8) (Bit 7…0), Tag (uint8) (Bit 7…0)
CanTermination50x100x03 (Ret)0x000x000 / 1
IpSettings170x110x03 (Ret)0x000x00IP, Maske, Gateway, Standard
ByteBefehlsabhängige DatenBeispiel
Byte 0…3IP192 168 200 1
Byte 4…7Maske255 255 255 0
Byte 8…11Gateway192 168 200 10
Byte 12Standard0/0xDF
Antwort auf BefehlLängeBefehls-IDAktionFehlercodeReserviertBefehlsabhängige Daten
PortSettings170x120x03 (Ret)0x000x00Port Commands, Port Echo, Port Streaming
ByteBefehlsabhängige DatenBits
Byte 0…1Port Commands (5025)Bit 7…0, Bit 15…8
Byte 2…3Port Echo (55111)Bit 7…0, Bit 15…8
Byte 4…6Port Streaming (55112)Bit 7…0, Bit 15…8
Antwort auf BefehlLängeBefehls-IDAktionFehlercodeReserviertBefehlsabhängige Daten
MacSettings100x130x03 (Ret)0x000x00Byte 0 … 5: MAC-Adresse, Oktett 1 … 6: 0x74 0x5B 0xC5 0x00 0x00 0x01
HwVersion90x140x03 (Ret)0x000x00Byte 0 … 4: HW-Version (Bit 7…0), Silicon-Revision des Mikrocontrollers (Bit 7…0, 15..8, 23…16, 31…24)
TxFrameFormat50x160x03 (Ret)0x000x00Byte 0: 0 … 2 (0: Classic CAN, 1: CAN FD ohne BRS, 2: CAN FD mit BRS)
UserText680x200x03 (Ret)0x000x00Byte_0 … 63: UserText-String
TCP-ISOTP-Bridge????0x300x03 (Ret)0x000x00Byte_0 … ????: TCP-Antwort (vom CMM IV)

2.6.5Beispiel-CAN-Traces

Die folgenden CAN-Traces sollen das Verständnis der obigen Tabellen erleichtern. Befehl und Antworten sind in der letzten Spalte gekennzeichnet: Befehl / Antwort. Bitte beachten Sie, dass Flow-Control-Frames dem jeweiligen Befehl bzw. der jeweiligen Antwort zugeordnet sind, aber von der jeweiligen Gegenstelle gesendet werden.

CMMON: einschalten

ZeitCAN-IDDatenBefehl / Antwort
2014.12.11 - 13:52:21.7240x1C30x05 0x05 0x01 0x00 0x00 0x01 0x00 0x00Befehl
2014.12.11 - 13:52:21.7240x7FF0x04 0x05 0x03 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00Antwort

CMMON: ausschalten

ZeitCAN-IDDatenBefehl / Antwort
2014.12.11 - 13:52:29.9240x1C30x05 0x05 0x01 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00Befehl
2014.12.11 - 13:52:29.9240x7FF0x04 0x05 0x03 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00Antwort

SWVER (SW-Version lesen)

ZeitCAN-IDDatenBefehl / Antwort
2014.12.11 - 13:53:59.1180x1C30x05 0x02 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00Befehl
2014.12.11 - 13:53:59.1180x7FF0x10 0x12 0x02 0x03 0x00 0x00 0x43 0x4DAntwort
2014.12.11 - 13:53:59.1220x1C30x30 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00Antwort
2014.12.11 - 13:53:59.1220x7FF0x21 0x4D 0x5F 0x49 0x49 0x49 0x5F 0x56Antwort
2014.12.11 - 13:53:59.1220x7FF0x22 0x5F 0x31 0x5F 0x32 0x00 0x00 0x00Antwort

SINTV (serielles Intervall setzen)

ZeitCAN-IDDatenBefehl / Antwort
2014.12.11 - 13:56:46.4360x1C30x10 0x08 0x08 0x01 0x00 0x00 0x80 0x00Befehl
2014.12.11 - 13:56:46.4370x7FF0x30 0x00 0x01 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00Befehl
2014.12.11 - 13:56:46.4400x1C30x21 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00Befehl
2014.12.11 - 13:56:46.4420x7FF0x04 0x08 0x03 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00Antwort
Kapitel 3

Kalibrierempfehlung

IRS empfiehlt eine Rekalibrierung innerhalb von 2 Jahren.

Die Kalibrierung sollte an mehreren Kalibrierpunkten für alle 7 Messbereiche durchgeführt werden. IRS empfiehlt, mindestens die folgenden Ströme zu messen.

MessbereichKalibrierpunkte
100 µA20 µA, 40 µA, 60 µA, 80 µA, 100 µA
1 mA0,2 mA, 0,4 mA, 0,6 mA, 0,8 mA, 1 mA
10 mA2 mA, 4 mA, 6 mA, 8 mA, 10 mA
100 mA20 mA, 40 mA, 60 mA, 80 mA, 100 mA
1 A0,2 A, 0,4 A, 0,6 A, 0,8 A, 1 A
10 A2 A, 4 A, 6 A, 8 A, 10 A
100 A20 A, 40 A, 60 A, 80 A, 100 A

Die CMM-Werte sollten mit der Funktion (IRS.CmmIV.Lib.CmmCommands).ReadMinimumAverageMaximum erfasst werden. Diese Funktion liefert den seit dem letzten Auslesen gemittelten Wert.

Aktivieren Sie vor dem Erfassen eines gültigen Werts den Kalibrierstrom, führen Sie einen Dummy-Lesevorgang durch und warten Sie 100 ms.

Die Schwankungen der verwendeten Stromquelle sollten 0,1 % des Nennwerts nicht überschreiten.

Dokumente und Downloads

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