OKTO-BUS Kurzbeschreibung

HomepageProdukteNeuInhaltServiceFirmeninfoFeedbackProjekteDownloadAnleitungenFragen und Antworten

Beim OKTO-BUS handelt es sich um ein universelles Interface für den Unterricht in Naturwissenschaften, Technik und Informatik sowie für Unterrichtseinheiten in Zusammenhang mit den "neuen Technologien". Das Interface wurde in enger Anlehnung an die Projekte "GRIN" und "GRISO" des Landesinstituts für Schule und Weiterbildung NRW in Soest von engagierten Lehrern konzipiert und entwickelt. Wir möchten Ihnen die wichtigsten Merkmale unseres Interfaces vorstellen:

 

8 Ausgabebits mit zusätzlichen invertierten Ausgängen:

Während 8 Ausgabe-Bits ausreichen, um damit motorbasierte Modelle mit zwei oder drei Freiheitsgraden anzutreiben, erfordern viele interessante Problemstellungen im Technikunterricht größere Ressourcen. Eine exemplarische Behandlung des Themenkomplexes CIM fundiert i.a. auf modellhaft vernetzbaren dreiachsigen Modellen. Beispiele für solche Modelle sind Hochregallager und Bohr- und Fräsmaschinen. Mit 16 digitalen Ausgabestufen bietet das OKTO-BUS Interface erheblich verbesserte Voraussetzungen zur Steuerung solcher

Modelle als Interfaces mit nur 8 Ausgabestufen. Je 2 der 16 Ausgangsstufen sind durch eine Brückenschaltung so gekoppelt, daß bei High-Pegel einer Ausgabestufe die korrespondierende Stufe automatisch einen Low-Pegel erzeugt und umgekehrt. Diese Schaltungstechnik ermöglicht die Vollschrittansteuerung von 3 bipolaren Schrittmotoren und einem Manipulator (z. B. Fräser oder Bohrer mit Rechts- und Linkslauf). Die Vollschrittansteuerung von Schrittmotoren stellt sicher, daß jeder Bewegungsschritt mit maximalem Drehmoment erfolgen kann. Ein Interface mit 8 Ausgabestufen kann solch eine Aufgabenstellung nicht bewältigen.

Aus der Sicht des Programmierers hat unsere Ausgabetechnik den Vorteil, daß weiterhin mit byte-strukturierten Befehlen gearbeitet werden kann. Pro Motor müssen nur2 Bits eines Ausgabe-Bytes geeignet gesetzt werden. Ein Beispiel soll Ihnen die Leistungsfähigkeit unserer Ausgabetechnik verdeutlichen. Zum Betrieb eines Hochregallagers müssen 3 Fahrtische durch bipolare Schrittmotore angetrieben werden. Zur Steuerung dieser Motore werden 6 Bits eines Ausgabe-Bytes benötigt. Es bleiben noch 2 Bits der Ausgabe übrig, um damit z. B. eine einfache Vernetzung des Modells mit einem zweiten Interface und/oder Modell zu realisieren.

Ausgangsspannungen:

Zur Gestaltung von Unterrichtseinheiten zum Thema CAD-CAM werden häufig Hitzdrahtschneider und Plotter genutzt. Beim Betrieb dieser Modelle sind i.a. Schrittmotore und Hitzdrähte bzw. Stiftheber zu steuern. Das OKTO-BUS Interface berücksichtigt, daß Schrittmotore häufig mit anderen Betriebsspannungen versorgt werden müssen als Hitzdrähte und die Hubmagnete der Stiftheber. Für die Ausgabe-Bits 0 und 1 läßt sich am Interface die Betriebsspannung U1 zwischen 5V und Umax einstellen. An diese beiden Bits schließen wir die Werkzeuge (Hitzdraht, Stiftheber, Fräser, Bohrer usw.) unserer Modelle an. Die ebenfalls einstellbare Spannung U2 dient zur Versorgung der Ausgänge 2 bis 7. Diese Ausgänge treiben bei unseren Modellen die Schrittmotore. Alle Ausgänge lassen sich über zwei Schalter stromlos schalten. Die folgenden Stellungen der Hauptschalter sind möglich:

Schalter 1 für die Bits 0 und 1 Schalter 2 für die Bits 2 bis 7
Not-Aus (Alle Ausgänge = 0V) Not-Aus (Alle Ausgänge = 0V)
Ausgänge auf 5V Ausgangsspannung einstellen Ausgänge auf 5V Ausgangsspannung einstellen
Ausgänge auf die Spannung U1 einstellen Ausgänge auf die Spannung U2 einstellen

Jedes Ausgabe-Bit ist kurzschlußfest und regelt ab 2A ab. Die Elektronik ist ebenfalls gegen Übertemperaturen geschützt. Alle Ausgabe-Bits lassen sich als Stromquelle und Stromsenke nutzen.

Digitale Eingänge

Das OKTO-BUS Interface verfügt über 8 digitale Eingänge mit Schmitt-Trigger-Charakteristik. Alle Eingänge sind mit R. > 470k0hm so hochohmig ausgeführt, daß sie die angeschlossenen Datenquellen nur schwach belasten. Die zulässigen Eingangsspannungen dürfen zwischen -40V und +40V liegen. Bei Eingangsspannungen größer 3,5V liefern die Eingangsstufen einen High-Pegel, Spannungen kleiner 0.9V einen LOW-Pegel. Die Eingänge sind empfindlich genug, um mit Wasser oder feuchten Fingern eingeschaltet zu werden.

Analoge Eingänge

Das OKTO-BUS Interface verfügt über 2 AD-Wandler des Typs ADC 0804. Dieser Wandler ermöglicht Abtastraten von etwa 10000 Abtastungen/s. Durch Parallelschaltung der beiden Wandlereingänge läßt sich die Abtastrate verdoppeln. Mit Ri>15kOhm bieten beide AD-Wandler einen Eingangswiderstand, der den ungepufterte Anschluß von Meßwertaufnehmern unterstützt. Die Empfindlichkeit der AD-Wandler kann durch 2 Präzisionspotentiometer kalibriert werden.

Rechnerkopplung und Programmierung

Zur Übertragung von Daten vom und zum Interface sind Schnittstellen erforderlich. Das OKTO-BUS Interface unterstützt 3 Schnittstellen: Slot-Karten, R5232- und Druckerschnittstelle. Aus technischer und programmiertechnischer Sicht stellt die Slot-Kopplung die Ideallösung für IBM-kompatible PCs dar. Bei einfacher Programmierbarkeit bietet diese Lösung potentiell Transferraten von weit mehr als 100 kByte/s. Die R5232- und die Druckerschnittstelle sind rechnerunabhängige Schnittstellen. Die Programmierung dieser Schnittstellen ist anspruchsvoller, wird jedoch durch Spracherweiterungen in BASIC, COMAL, PASCAL usw. wirkungsvoll unterstützt. Darüberhinaus ist das OKTO-BUS Interface in den Installationsmenüs aller wichtigen Schulanwendungen berücksichtigt.

Bedienfeld

Das OKTO-BUS Intertace ist mit einem schülergerechten Bedienfeld ausgestattet. Ein- und Ausgabeanschlüsse sind durch grafische Symbole und Beschriftungen gekennzeichnet. Die Datenzustände der Ein- und Ausgangsleitungen werden durch 16 Leuchtdioden dargestellt. Eine Vielzahl von Steckkontakten unterstüzt den Anschluß von Modellen der wichtigsten Lehrmittelproduzenten. Das Intertace-Gehäuse ist aus schlagfestem Polystrol gefertigt.

Spannungsversorgung

Zur Spannungsversorgung des OKTO-BUS Interfaces läßt sich jedes Netzteil mit einer Ausgangsspannung zwischen 12V und 15V verwenden. Da das Interface intern über 4 Spannungsstabilisatoren verfügt, können auch Netzteile mit schlechten Regeleigenschaften (z.B. Batterielader) angeschlossen werden. Am Interface bieten Telefonbuchsen eine mechanisch robuste Anschlußmöglichkeit. Eine Schutzschaltung im Interface sorgt dafür, daß eine Verpolung der Speisespannung folgenlos bleibt. Alle im Interface erzeugten Spannungen sind kurcschlußfest und temperaturgesichert.

Anschlüsse

Außer den Einzelanschlüssen verfügt das Interface über Pfostenbuchsen zum Anschluß von Komplettgeräten. An diesen Buchsen sind die jeweiligen Signale zusammengefaßt und erlauben mit nur wenigen Hangriffen den Anschluß von komplexeren Modellen. Außer den Signal sind an den Buchsen noch Spannungsversorgungleitungen über welche die Modelle mit Strom versorgt werden können.

 

HomepageProdukteNeuInhaltServiceFirmeninfoFeedbackProjekteDownloadAnleitungenFragen und Antworten

Die in diesem Webangebot wiedergegebenen Verfahren und Programme werden ohne Rücksicht auf die Patentlage mitgeteilt. Sie sind für Amateur- und Lehrzwecke bestimmt. Alle technischen Angaben und Programme in diesem Webangebot wurden von den Autoren mit größter Sorgfalt erarbeitet bzw. zusammengestellt und unter Berücksichtigung allgemeiner Kontrollmaßnahmen reproduziert. Trotzdem sind Fehler nicht ganz auszuschließen. LearnWare sieht sich deshalb gezwungen, darauf hinzuweisen, daß weder eine Garantie noch die juristische Verantwortung oder irgendeine Haftung, die auf fehlerhafte Angaben zurückgehen, übernommen werden kann. Für Mitteilung eventueller Fehler sind wir jederzeit dankbar. Wir weisen darauf hin, daß in diesem Webangebot verwendeten Soft- Hardwarebezeichnungen und Markennamen der jeweiligen Firmen im allgemeinen warenzeichen-, marken- oder patentrechtlichem Schutz unterliegen.

Webmaster: webmaster@learnware.de
Copyright © 1996-2004 Learnware GmbH

Zuletzt geändert am: ,(. Januar /),(