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Kapitel 1 · Position Sensor Simulation FS

Hardware

1.1Blockschaltbild der PosSim FS

Blockschaltbild der PosSim FS
Abbildung 1: Hardware-Übersicht der PosSim FS

Allgemeiner Aufbau:

  • Die PosSim FS benötigt eine Spannungsversorgung mit 24 V, 2 A an PWR/GND.
  • Ethernet-Verbindung zum übergeordneten System. Steuerung und Konfiguration sind vollständig über Ethernet möglich.
  • CAN-FD-Verbindung zum übergeordneten System. Die Steuerung ist vollständig möglich. Für Konfiguration und Update ist zusätzlich die Ethernet-Kommunikation erforderlich.
  • Alle Gruppen sind untereinander, gegenüber der Spannungsversorgung des Systems und gegenüber dem Gehäuse galvanisch getrennt.
  • Die PosSim FS ist als Version mit 10, 20 oder 30 Kanälen erhältlich. Jede Kanalgruppe hat 5 Kanäle. Werden zwei Gruppen zusammen betrieben (Dual Mode), müssen die jeweiligen GND der beiden Gruppen miteinander verbunden werden.

1.2Pinbelegung der Steckverbinder

SchnittstelleSignalPinEmpfohlener Leiterquerschnitt
ModulversorgungPWRA1, B1, C10,5 mm²
ModulversorgungGNDA2, B2, C20,5 mm²
FehlersimulationFBus1C120,5 mm²
FehlersimulationFBus2C100,5 mm²
CAN FDCAN LB40,14 mm² … 0,5 mm²
CAN FDGNDB110,14 mm² … 0,5 mm²
CAN FDCAN HA40,14 mm² … 0,5 mm²
SchnittstelleAnmerkungen
ModulversorgungMindestens 1 Pin anschließen (ohne Fehlersimulation), alle 3 Pins anschließen (mit Fehlersimulation)
FehlersimulationSicherung 1 A (Kurzschluss nach Batterie/GND)
CAN FDTwisted-Pair-Kabel erforderlich, kein Abschlusswiderstand

Analogausgang – empfohlener Leiterquerschnitt: 0,14 mm² … 0,5 mm². Verdrillte und/oder geschirmte Leitungen können verwendet werden (bei größeren Entfernungen oder in EMV-kritischen Umgebungen).

SignalPin
Sig0-Gr0 (SinP1)C16
Sig1-Gr0 (SinN1)B16
Sig2-Gr0 (CosP1)A16
Sig3-Gr0 (CosN1)C17
Sig4-Gr0 (VDiag1)B17
GND-Gr0 (Gnd1)A17
Sig0-Gr1 (SinP2)C19
Sig1-Gr1 (SinN2)B19
Sig2-Gr1 (CosP2)A19
Sig3-Gr1 (CosN2)C20
Sig4-Gr1 (VDiag2)B20
GND-Gr1 (Gnd2)A20
Sig0-Gr2 (SinP3)C22
Sig1-Gr2 (SinN3)B22
Sig2-Gr2 (CosP3)A22
Sig3-Gr2 (CosN3)C23
Sig4-Gr2 (VDiag3)B23
GND-Gr2 (Gnd3)A23
Sig0-Gr3 (SinP4)C25
Sig1-Gr3 (SinN4)B25
Sig2-Gr3 (CosP4)A25
Sig3-Gr3 (CosN4)C26
Sig4-Gr3 (VDiag4)B26
GND-Gr3 (Gnd4)A26
Sig0-Gr4 (SinP5)C28
Sig1-Gr4 (SinN5)B28
Sig2-Gr4 (CosP5)A28
Sig3-Gr4 (CosN5)C29
Sig4-Gr4 (VDiag5)B29
GND-Gr4 (Gnd5)A29
Sig0-Gr5 (SinP6)C31
Sig1-Gr5 (SinN6)B31
Sig2-Gr5 (CosP6)A31
Sig3-Gr5 (CosN6)C32
Sig4-Gr5 (VDiag6)B32
GND-Gr5 (Gnd6)A32

Tabelle 2: Elektrische Pinbelegung

Hinweis: Für Prüflinge, die 8 Signale benötigen, können Gruppe 1 und 2, Gruppe 3 und 4 oder Gruppe 5 und 6 per Software miteinander verbunden werden. Jede Kombination ist möglich. Die Zuordnung der Signale ist fest vorgegeben und kann nicht geändert werden.

1.2.1Steckverbinderbelegung

Die folgende Abbildung zeigt die Anordnung der Steckverbinder in der Rückansicht:

Rückansicht der PosSim FS mit den Steckverbinderreihen C, B, A und den Pins 1 bis 32
Abbildung 2: Rückansicht der PosSim FS
Steckverbinderbelegung von P2A, P2B und P2C
Abbildung 3: Steckverbinderbelegung

1.2.2Ethernet-Steckverbinder

Die Ethernet-Verbindung für die Kommunikation mit dem übergeordneten System erfolgt über Ethernet. Verwenden Sie mindestens CAT5-Patchkabel mit RJ45-Steckverbinder. 1000 Base-T wird unterstützt, für typische Anwendungen genügt jedoch 100 Base-T.

1.2.3CAN-Steckverbinder

Für die CAN-Kommunikation ist das System PosSim FS mit einem D-Sub-Steckverbinder auf der Vorderseite und einem VG96-Steckverbinder auf der Rückseite ausgestattet. Die Belegung des D-Sub-Steckverbinders entspricht dem Standard. Die GND-Leitung ist zwingend erforderlich.

  • Pin2: Can-L
  • Pin3: GND
  • Pin7: Can-H
CAN-FD-D-Sub-Steckverbinder der PosSim FS
Abbildung 4: CAN-FD-Steckverbinder der PosSim FS

1.2.4Gegenstecker auf Systemseite

Für den Gegenstecker im Prüfsystem können die folgenden Komponenten verwendet werden. Die folgende Tabelle enthält verschiedene Ausführungen zum Crimpen oder Löten von zwei Herstellern.

ArtikelBestellnummerHersteller
Steckergehäuse für Crimpanschluss09 03 096 3214Harting
Crimpkontakt09 02 000 8484Harting
Steckergehäuse für Lötanschluss214836ERNI
Steckergehäuse für Crimpanschluss024069-EERNI
Crimpkontakt464772-EERNI

Tabelle 3: Bestellnummern der Steckverbinder

1.2.5Einbau in Baugruppenträger

Die PosSim FS ist in eine Kassette mit den Abmessungen 6 HE x 14 TE x 227 mm eingebaut. Für den Einbau in ein 19-Zoll-Rack ist ein Baugruppenträger erforderlich. Hierfür kann beispielsweise der EuropacPRO von nvent Schroff verwendet werden. Für die PosSim FS ist ein Baugruppenträger mit 6 HE erforderlich. Vorne (oben und unten) sind Modulschienen vom Typ H-LD erforderlich, damit die Griffe einrasten können. Hinten (oben und unten) sind Modulschienen vom Typ H-MZ mit Z-Schienen erforderlich. Über die Z-Schienen kann der Gegenstecker direkt an den Schienen befestigt werden. Außerdem benötigen Sie Führungsschienen mit Endstücken.

Wird ein fertig aufgebauter Baugruppenträger benötigt, kann IRS hierfür ein Angebot erstellen.

1.2.6Tischgehäuse

Für den Laboreinsatz kann die PosSim FS auch in ein Tischgehäuse eingebaut werden. Dieses ist mit einem 230-V-Netzanschluss und einem aktiven Lüfter ausgestattet.

Beispiel eines Tischgehäuses für die PosSim FS
Abbildung 5: Beispiel eines Tischgehäuses für die PosSim FS

1.3Abmessungen

Die PosSim FS ist auf einer Karte mit 220 mm (B) x 230 mm (H) (6 HE) aufgebaut. Die folgende Abbildung zeigt die Abmessungen der Platine in der Kassette.

Vorderansicht der PosSim FS (266,7 mm x 71,12 mm) und Seitenansicht (245 mm x 230 mm)
Abbildung 7: Vorderansicht der PosSim FS (links) · Abbildung 6: Seitenansicht der PosSim FS (rechts)

1.4Technische Daten

1.4.1Allgemein

Beim Betrieb der PosSim FS dürfen die folgenden Umgebungsparameter nicht überschritten werden.

ParameterMin.Typ.Max.EinheitAnmerkungen
Umgebungstemperatur02250°Cnicht kondensierend
Versorgungsspannung232425VPWR gegen GND
Versorgungsgleichstrom bei 24 V5005201000mA
Einschaltstrom der Versorgung56AEinschaltstrom für ca. 2 ms

Tabelle 4: Technische Daten für den Betrieb

1.4.2Ausgang 1...30

Die folgenden Daten gelten für alle Ausgangskanäle.

ParameterMin.Typ.Max.EinheitAnmerkungen
Abtastrate1MS/s
DAC-Auflösung16Bit
Ausgangsspannungsbereich0,015VAnalog Out xx gegen GND Out xx
Max. Ausgangsstrom015mAbei vollem Ausgangsspannungshub
Kurzschluss-Ausgangsstrom80mA
DC-Genauigkeit0,10,2%
Ausgangswiderstand1010Ohm
Anstiegs-/Abfallzeit0,61µsSprung von 0 V auf +5 V

Tabelle 5: Technische Daten der Ausgänge

1.5Signalverläufe

C1Y: SinP ; C2M: SinN ; C3C: CosP ; C4G: CosN

Oszilloskopaufnahme bei 0 RPM
Abbildung 8: Signalverlauf – 0 RPM
Oszilloskopaufnahme bei 0 RPM, 90°
Abbildung 9: Signalverlauf – 0 RPM 90°
Oszilloskopaufnahme mit V Stativ 5 V
Abbildung 10: Signalverlauf – V Stativ 5 V
Oszilloskopaufnahme bei 1000 RPM
Abbildung 11: Signalverlauf – 1000 RPM
Oszilloskopaufnahme bei 60.000 RPM
Abbildung 12: Signalverlauf – 60.000 RPM
Oszilloskopaufnahme bei 120.000 RPM
Abbildung 13: Signalverlauf – 120.000 RPM

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