Die folgende Abbildung zeigt ein Blockschaltbild des CMM-IV und seine externen Anschlüsse.
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
| Schnittstelle | Signal | Pin | Empfohlene Leitung | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|
| Modulversorgung | PWR-CON | C13 | 0,14 … 0,5 mm² | |
| Modulversorgung | GND-CON | A13, A14, A16, A17, A18, A19, A20 | 0,14 … 0,5 mm² | Mindestens 1 Pin anschließen |
| On/Off | On/Off | A15 | 0,14 … 0,5 mm² | |
| CAN | CAN_L | B14 | 0,14 … 0,5 mm², verdrilltes Paar | Leitung mit ca. 120 Ohm Impedanz |
| CAN | CAN_H | C14 | 0,14 … 0,5 mm², verdrilltes Paar | Leitung mit ca. 120 Ohm Impedanz |
| Strompfad | Curr_In | 4x Hochstrompin: A1-A12, B1-B12, C1-C12 | 1…4 x 10 mm² | Je 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. |
| Strompfad | Curr_Out | 4x Hochstrompin: A21-A32, B21-B32, C21-C32 | 1…4 x 10 mm² | Je 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).
| Schnittstelle | Signal | Pin | Empfohlene Leitung | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|
| CAN | CAN-L | 2 | 0,14 … 0,5 mm² | |
| CAN | CAN-H | 7 | 0,14 … 0,5 mm² | |
| CAN | GND-EXT | 3 | 0,14 … 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.
| Artikel | Anzahl | Bestellnummer | Hersteller | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|
| DIN41612 Type M 24+8 | 1 | 09 03 224 6804 | Harting | |
| DIN41612 Type M 24+8 | 1 | 354 116 | ERNI | |
| Hochstrompin | 8 | 09 03 000 6115 | Harting | Crimpausführung |
| Hochstrompin | 8 | 09 03 000 6103 | Harting | Lötausführung |
| Hochstrompin | 8 | 594 182 | ERNI | Crimpausführung |
| Hochstrompin | 8 | 594 176 | ERNI | Lötausführung |
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.
1.2Technische Daten
1.2.1Umgebungsbedingungen
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Umgebungstemperatur im Betrieb | 5…50 °C |
| Lagertemperatur | -20…70 °C |
| Luftfeuchtigkeit | 5…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.
| Parameter | Min. | Typ. | Max. | Einheit | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| DC-Strom | 0 | 100 | A | Betrieb unter folgenden Bedingungen: - 25 °C Umgebungstemperatur ohne Luftströmung - 50 °C Umgebungstemperatur mit Luftströmung von ca. 2 m/s | |
| DC-Strom im Worst Case | 160 | A | 25 °C Umgebungstemperatur mit Luftströmung > 6 m/s an Leistungsbauteilen und Steckverbinder | ||
| DC-Strom pro Hochstrompin | 40 | A | 50 °C maximale Umgebungstemperatur | ||
| Messbereich | 190 | A | Max. 3 Sekunden | ||
| Einzelpulsstrom | 300 | A | Max. 100 ms | ||
| Spannung am CMM-IV bei OFF | 36 | V | Das Modul trennt den Strompfad, wenn PWR_Ext unter 5 V liegt oder On/Off auf Low-Pegel liegt | ||
| Leckstrom bei OFF | 0 | 20 | µA | Bei 36 V | |
| Spannungsdifferenz zwischen GND-CON/GND-EXT und Strompfad | -150 | 150 | V | Der Grenzwert ergibt sich aus den Leiterbahnabständen auf der Leiterplatte. Die elektronischen Bauteile sind für mindestens 250 V spezifiziert | |
| Ansprechschwelle der Rückstromerkennung | 50 | 1000 | mA | Abhängig von Temperatur und Bauteilen | |
| Rückstrom dauerhaft | 0 | 30 | A | ||
| Rückstrom Einzelpuls | 200 | A | Max. 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.
| Parameter | Min. | Typ. | Max. | Einheit | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| Versorgungsspannung | 11 | 26 | V | PWR-CON gegen GND-CON | |
| DC-Versorgungsstrom | 130 | mA | Versorgungsspannung = 24 V, 1 Ethernet-Port aktiv | ||
| Einschaltstrom der Versorgung | 1,0 | A | Einschaltstrom für ca. 1 ms bei dU/dt = 20 V/ms |
Typische Stromaufnahme
| Versorgungsspannung | 12 V | 24 V |
|---|---|---|
| Kein Ethernet-Port aktiv | 210 mA | 100 mA |
| 1 Ethernet-Port aktiv | 280 mA | 130 mA |
| 2 Ethernet-Ports aktiv | 350 mA | 160 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.
| Parameter | Min. | Typ. | Max. | Einheit | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| Genauigkeit unkalibriert | 0,5 | 2 | % vom Messbereich | Max. in % des jeweiligen Messbereichs | |
| Genauigkeit kalibriert | 0,2 | 1 | % vom Messbereich | Max. in % des jeweiligen Messbereichs | |
| Auflösung Messbereich 0 | 100 | nA | Begrenzt durch das Ausgabedatenformat | ||
| Auflösung Messbereich 1 | 404 | nA | |||
| Auflösung Messbereich 2 | 4,04 | µA | |||
| Auflösung Messbereich 3 | 40,3 | µA | |||
| Auflösung Messbereich 4 | 403 | µA | |||
| Auflösung Messbereich 5 | 4,03 | mA | |||
| Auflösung Messbereich 6 | 46,8 | mA |
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.
| Parameter | Min. | Typ. | Max. | Einheit | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| Spannungsabfall bei 100 µA | 70 | 80 | mV | Messbereich 0 | |
| Spannungsabfall bei 1 mA | 70 | 80 | mV | Messbereich 1 | |
| Spannungsabfall bei 10 mA | 70 | 80 | mV | Messbereich 2 | |
| Spannungsabfall bei 100 mA | 70 | 80 | mV | Messbereich 3 | |
| Spannungsabfall bei 1 A | 90 | 100 | mV | Messbereich 4 | |
| Spannungsabfall bei 10 A | 100 | 120 | mV | Messbereich 5 | |
| Spannungsabfall bei 40 A | 45 | 60 | mV | Messbereich 6 | |
| Spannungsabfall bei 100 A | 120 | 150 | mV | Messbereich 6 | |
| Spannungsabfall bei 160 A | 200 | 230 | mV | Messbereich 6 |
1.2.6On/Off-Schnittstelle
Mit dem Digitaleingang On/Off kann der Strompfad des CMM-IV ein- oder ausgeschaltet werden.
| Parameter | Min. | Typ. | Max. | Einheit | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| On/Off-Steuerung – Low = OFF | -0,7 | 1,2 | V | ||
| On/Off-Steuerung – High = ON | 3,0 | 25 | V | ||
| Eingangswiderstand On/Off-Steuerung | 150 | kOhm | 0…3,3 V | ||
| Eingangswiderstand On/Off-Steuerung | 50 | 150 | kOhm | 3,3…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.
1.2.8CAN-Schnittstelle
Die integrierte CAN-Schnittstelle ist eine High-Speed-CAN-Schnittstelle mit FD-Unterstützung.
| Parameter | Min. | Typ. | Max. | Einheit | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| Spannung an CAN_H oder CAN_L | -14 | 14 | V | Gegen GND-EXT | |
| Dominanter Ausgangspegel an CAN_H | 2,45 | 3,3 | V | ||
| Dominanter Ausgangspegel an CAN_L | 0,5 | 1,25 | V | ||
| Rezessiver Ausgangspegel an CAN_H & CAN_L | 1,85 | V | |||
| Nominale Baudrate | 100 | 1000 | 1000 | kbit/s | |
| Daten-Baudrate | 1000 | 1000 | 4000 | kbit/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.
| Parameter | Min. | Typ. | Max. | Einheit | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| Datenrate des Switches (von einem Port zum anderen) | 1000 | MBit/s | |||
| Datenrate des Mikrocontrollers | 100 | MBit/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 IP | Schalter 2^0 | Schalter 2^1 | Schalter 2^2 | Offset | Resultierende IP |
|---|---|---|---|---|---|
| 192.168.200.1 | OFF | OFF | OFF | 0 | 192.168.200.1 |
| 192.168.200.1 | ON | OFF | OFF | 1 | 192.168.200.2 |
| 192.168.200.3 | OFF | ON | ON | 6 | 192.168.200.9 |
| 192.168.200.10 | ON | ON | ON | Standard-IP verwenden | 192.168.222.21 |
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