smartIO 8x24

Beschreibung

Das smartIO 8x24 bietet Anschlussmöglichkeiten für 8 analoge Signalquellen für Spannungs- oder Strommessung mit folgenden, wählbaren Messbereichen:

• ±160V, ±80V, ±40V, ±20V, ±10V, ±5V
• ±200mA, ±100mA, ±50mA, ±25mA

Weitere Eckparameter sind

• Abtastrate bis 1 kHz
• 24 bit Analog-Digital-Wandler
• Common-Mode Spannung bis 100V
• Stromeingang mit Überlastungsschutz
• Sensor-Linearisierung über Polynom
• Verschiedene Filtermöglichkeiten
• Isolation zwischen Prozess, Versorgung und digitalen Schnittstellen bis 1700 V DC

Die Konfiguration des Moduls erfolgt über eine serielle Schnittstelle (USB) und den umfangreichen SCPI-Befehlssatz mit einem beliebigen Terminal-Programm oder bevorzugt optiCONTROL. Diese Konfiguration umfasst auch die Adressen, Senderaten und Belegung der CAN-Botschaften. Eine Konfiguration im Feld kann über den CAN-Bus mittels der Konsole-Applikation smiocan erfolgen. Diese ist Bestandteil in den aktuellen Versionen im Yocto-Linux der smart-Familie (smartMINI, smartRAIL, …).

Jedes Modul ist als RAIL-Ausführung einzeln im Hinblick auf Spannungsfestigkeit und Isolation zwischen Prozess- und USB-Seite geprüft. Mit dem stabilen Aluminiumgehäuse und der Schutzlackierung der Platine nach EN50155 werden auch die Anforderungen für einen Einsatz auf Schienenfahrzeugen erfüllt.

Auch wenn das Modul im Gehäuse des smartRAIL integriert ist, erfolgt die Verbindung für CAN und Spannungsversorgung über die beiden M12 Anschlüsse. Diese können mit einem kurzen M12-Anschlusskabel in Serie mit dem Anschluss des smartRAIL geschaltet werden.

Für diese und alle weiteren zu diesem Produkt ausgeführten Daten, Beschreibungen oder Beispiele behält sich optiMEAS Änderungen und Irrtümer vor.

Funktion

Das smartIO 8x24 besitzt 8 Eingänge, die jeweils identisch aufgebaut sind:

• Die Anschlüsse des Spannungseingangs (U_IN, COM) sind jeweils mit hoher Impedanz von $R_{\rm{in}} = 1 M\Omega$, einen Betriebsartenwahlschalter und den nachfolgenden Eingangsverstärker mit Sallen-Key-Filter (SKF) angeschlossen.

• Die Anschlüsse des Stromeingangs (I_IN, COM) sind über eine Poly-Fuse (PF) zum Schutz vor Überlast und einen kleinen Shunt-Widerstand $R_{\rm{Shunt}} = 10 \Omega$ miteinander verbunden. Der Spannungsabgriff am Shunt erfolgt mit hoher Impedanz von $R_{\rm{in}} = 1 M\Omega$ und führt über den Betriebsartenwahlschalter zum nachfolgenden Eingangsverstärker mit Sallen-Key-Filter (SKF).

• Die COM-Anschlüsse der 8 Kanäle sind untereinander nur über die Eingangsimpedanzen $R_{\rm{in}}$ und einen virtuellen Massepunkt miteinander verbunden. Damit sind die Eingänge in jeder Betriebsart für differenzielle Messung ausgelegt. Die Festlegung des COM Anschlusses auf ein Bezugspotential ist somit an jedem verwendeten Kanal zwingend.

• Die Common-Mode Spannung¹ zwischen den Eingängen darf bis zu 100V DC betragen.

• Das Sallen-Key-Filter begrenzt die Bandbreite des Eingangs auf 480 Hz und wirkt damit als Anti-Aliasing-Filter für den nachfolgenden AD-Wandler.

• Der AD-Wandler nach dem Delta-Sigma-Verfahren ist konfigurierbar bis zu Abtastraten von 1 kHz, synchron für alle Eingangskanäle. Die programmierbare Eingangsverstärkung ermöglicht verschiedene Messbereiche, die Wandlungsbreite beträgt 24 bit.

• Für jede Verstärkung und Betriebsart (U/I) ist ein Kalibrierdatensatz hinterlegt, mit dem die Messpannung oder der Messtrom am Eingang berechnet wird.

• Diese kalibrierte Messgröße kann mit einem Anwenderpolynom² zur Abbildung einer Sensorkennlinie verrechnet werden. Damit kann das Modul direkt die physikalische Messgröße des Sensors über CAN ausgeben.

• Diese physikalische Messgröße wird parallel verschiedenen Filterstufen zugeführt:

  • einem Tiefpassfilter 1. Ordnung
  • einem gleitenden Mittelwert-Filter
  • einem gleitenden RMS-Filter

Die Fensterbreite der gleitenden Filter und die Zeitkonstante für die Tiefpassfilter sind gemeinsam für alle Kanäle einstellbar. Mit einer Fensterbreite von 300 Samples können direkt auch True-RMS-Werte für AC-Signale mit den typischen Frequenzen von 50 Hz (15 Perioden), 60 Hz (18 Perioden) und 16 2/3 Hz (5 Perioden) gemessen werden.

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Kommunikation

Die Messwerte werden auf dem CAN-Bus in einzelnen Botschaften übertragen. Bis zu 20 CAN-Botschaften können konfiguriert werden mit:

• CAN-ID (11-bit, 29-bit)
• Senderate in ms, nach Geräte-Start oder RTR
• Inhalt

Für den Inhalt steht eine große Auswahl an Datenelementen zur Verfügung, die nicht nur die gefilterten Messwerte, sondern auch Statusinformationen zum Kanal, die interne Temperatur des Moduls, Firmware- und Hardware-Stand, oder die physikalische Einheit umfassen. Bevorzugt werden die Messwerte als 4-byte <float> übertragen, wodurch bei entsprechender Planung und Einrichtung des Moduls eine weitere Skalierung auf der Empfängerseite entfällt. Die Übertragung als <int16> ist ebenfalls möglich. Dann ist die Skalierung der Ausgangsgröße allerdings vom gewählten Messbereich oder dem Anwender-Polynom abhängig, um den eingeschränkten Wertebereich bestmöglich auszunutzen.

Die Konfiguration erfolgt mit Hilfe eines erweiterten SCPI Protokolls über die serielle Schnittstelle³, die am USB-Konfigurations-Anschluss verfügbar ist (COM, /dev/tty). Die serielle Schnittstelle kann mit einem beliebigen Terminal-Programm⁴ angesprochen werden. Das Modul ergänzt eine editierbare Kommandoeingabe mit Historie und bietet eine optional farbliche Ausgabe. Für bestimmte Befehle, die auf mehrere Kanäle gleichzeitig wirken, ist die Ausgabe lesbar strukturiert. Im Übrigen wird das verwendete Zeilenende (CR, LF, CRLF) automatisch ermittelt und so der Betrieb an einem (klassischen) Terminal ermöglicht. Mittels des __? – Befehls kann eine ausführliche, dokumentierte Auflistung aller Befehle direkt vom Gerät abgerufen werden. Kritische Befehle sind durch einen Pass-Code geschützt. Die Konfigurationssoftware optiCONTROL stellt für die Konfiguration des Moduls leicht bedienbare Eingabemasken für die wesentlichen Einstellungen zur Verfügung.

Über zwei reservierte CAN-Botschaften (0x011, 0x012)⁵ kann zu der neuen smartIO Familie auch im Feld eine Service-Verbindung aufgebaut werden. Über die Botschaften wird ein erweitertes ISO-TP Protokoll gefahren. Neben der eigentlichen Datenverbindung (ASCII/binär) werden zusätzlich noch asynchron Statusinformationen zum Verbindungsmanagement und der Verarbeitung des Befehls auf Geräteseite implementiert. Hiermit wird es möglich, jeweils ein Gerät für die Kommunikation auf denselben CAN-Botschaften auszuwählen und selbst große Datenmengen sicher, bidirektional zu übertragen. Ferner ist ein Zugriffsschutz mittels Seed-Key-Verfahren implementiert.

Über diese Service-Verbindung

• wird der SCPI-Befehlssatz des Gerätes zur Konfiguration bedient und
• kann ein Firmware-Update der Gerätesoftware durchgeführt werden.

In den aktuellen Versionen der YOCTO Umgebung kann auf den Geräten der smart-Familie die Konsole-Anwendung smiocan zur Kommunikation über diese Service-Verbindung eingesetzt werden. Die App bietet folgende Möglichkeiten:

• Gerätesuche ausführen
• Gerätezeit/-datum stellen
• Diverse Logbuch-Ausgaben
• Kommandos von
  • der Linux Kommandozeile
  • einer Batch-Datei oder
  • interaktiv auszuführen
• Firmware-Updates für ein bestimmtes oder alle Geräte auszuführen

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Isolation der Anschlussgruppen

Die Eingangsgruppe für Versorgungsspannung und CAN-Bus, die USB Konfigurationsschnittstelle und die Anschlüsse zum Prozess sind voneinander isoliert, bahntauglich für Anlagen mit 110V nominaler Betriebsspannung bis zu einer Isolationsspannung von 1,7kV DC.

Prozesseingänge untereinander sind, je nach Ausführung des Moduls, hochohmig gegen den internen analogen Referenzpunkt (virtuelles GND) verbunden und somit – in der Regel vernachlässigbar - auch untereinander.

Schnittstellen des Moduls

Messeingänge (X10)

Für die Messeingänge [X10] werden doppelreihige Phoenix-Klemmen im Raster 3,5 mm verwendet. Die Lage von Pin 1 und die Zählrichtung ist am Gehäuse gekennzeichnet.

Kanal	I_IN	COM	U_IN
1	Pin 1	Pin 3	Pin 5
2	Pin 2	Pin 4	Pin 6
3	Pin 7	Pin 9	Pin 11
4	Pin 8	Pin 10	Pin 12
5	Pin 13	Pin 15	Pin 17
6	Pin 14	Pin 16	Pin 18
7	Pin 19	Pin 21	Pin 23
8	Pin 20	Pin 22	Pin 24

Passende Stecker von Phoenix sind

• Art.-Nr. 1790399, DFMC 1,5/12-STF-3,5
• Art.-Nr. 1790580, DFMC 1,5/12-ST-3,5-LR

Das Grundgehäuse der Steckverbindung am smartIO und die Stecker können nach Bedarf, falls mehrere smartIO Module zum Einsatz kommen, über das Kodierprofil eineindeutig markiert werden. Dadurch wird eine Vormontage der Stecker und ein verwechselungssicherer Anschluss möglich.

• Art.-Nr. 1790647, CP-DMC 1,5 NAT - Kodierprofil

Spannungsmessung

Für eine Spannungsmessung sind die Eingänge U_IN und COM zu verwenden. Die Messung erfolgt differentiell, es müssen immer beide Anschlüsse verwendet werden. Zwischen verschiedenen Eingangskanälen muss die Potentialdifferenz im Bereich der zulässigen Common-Mode-Spannung liegen.

In der Konfiguration des smartIO ist für den entsprechenden Kanal die Strommessung zu deaktivieren (adc:current N, 0) und ein passender Messbereich zu wählen (adc:gain N, G). Zur Konfiguration wird die Software optiCONTROL empfohlen, eine Konfiguration über die SCPI-Schnittstellen ist möglich.

Folgende Messbereiche sind einstellbar:

Gain G	Messbereich
1	$\pm160\rm{V}$
2	$\pm80\rm{V}$
4	$\pm40\rm{V}$
8	$\pm20\rm{V}$
16	$\pm10\rm{V}$
32	$\pm5\rm{V}$

Strommessung

Für eine Strommessung sind die Eingänge I_IN und COM zu verwenden. Die Messung erfolgt differentiell über dem internen Shunt-Widerstand, es müssen immer beide Anschlüsse verwendet werden. Die Messung kann an beliebiger Position im Versorgungsstromkreis der Signalquelle erfolgen (High-/Low-Side). Zwischen verschiedenen Eingangskanälen muss die Potentialdifferenz im Bereich der zulässigen Common-Mode-Spannung liegen.

In der Konfiguration des smartIO ist für den entsprechenden Kanal die Strommessung zu aktivieren (adc:current N, 1) und ein passender Messbereich zu wählen (adc:gain N, G). Zur Konfiguration wird die Software optiCONTROL empfohlen, eine Konfiguration über die SCPI-Schnittstellen ist möglich.

Folgende Messbereich sind einstellbar:

Gain G	Messbereich
1	$\pm200\rm{mA}$
2	$\pm100\rm{mA}$
4	$\pm50\rm{mA}$
8	$\pm25\rm{mA}$

Die Skalierungsfaktoren 16 und 32 sind nicht kalibriert und dürfen für Messungen nicht verwendet werden.

Sensorskalierung

Die gemessenen Eingangsgrößen Spannung oder Strom werden mit den Werkseinstellungen im float-Format über den CAN-Bus übertragen. Eine Skalierung auf den verwendeten Messbereich in der DBC-Datei ist nicht notwendig. Die Skalierung auf die am Sensor erfasste physikalische Messgröße kann in der DBC-Datei oder besser über die Polynom-Definition im smartIO erfolgen. Letztere ermöglicht dann auch die korrekte Darstellung der True-RMS Werte, die im smartIO berechnet werden.

Im folgenden ist ein Besipiel für die Bestimmung der Koeffizienten für den Anschluss eines 4-20mA Drucksensors ausgeführt:

Das zu bestimmende Polynom gibt den Zusammenhang zwischen dem Messsignal $x$ (Spannung oder Strom am Messeingang) und der physikalischen Messgröße $y$ des Sensors:

$$\begin{array}{l} y(x) = Polynom(x) = \sum\limits_{k = 0}^{n - 1} {{a_k}{x^k} = \ldots + {a_2}{x^2} + {a_1}x + {a_0}} \\ y(x) = \it{scale} \cdot x + \it{offset} \end{array}$$

Aus dem Datenblatt des Sensor sind folgende Angaben zu entnehmen:

$$\begin{array}{l} \left[{\begin{array}{cc} {{x_{\min }}}&{{x_{\max }}} \end{array}} \right] = \left[ {\begin{array}{cc} {4{\rm{mA}}}&{20{\rm{mA}}} \end{array}} \right]\\ \left[ {\begin{array}{cc} {{y_{\min }}}&{{y_{\max }}} \end{array}} \right] = [\begin{array}{cc} { - 50{\rm{hPa}}}&{150{\rm{hPa}}} \end{array}] \end{array}$$

Setzt man diese Punkte in die obige Gleichung ein, erhält man:

$$\begin{array}{l} \it{scale} = \frac{{{y_{\max }} - {y_{\min }}}}{{{x_{\max }} - {x_{\max }}}} = 12.5\frac{{hPa}}{{mA}}\\ \it{offset} = y({x_{\min }}) - \it{scale} \cdot {x_{\min }} = {y_{\min }} - scale \cdot {x_{\min }} = - 100hPa \end{array}$$

In diesem Fall würde man für den Kanal N=2 folgendes Polynom im smartIO einstellen:

adc:polynom 2, 12.5, -100.0
adc:unit 2, "hPa"

Die Dialog geführte Konfiguration mittels optiCONTROL ist deutlich einfacher:

Alle Ergebniswerte auf dem CAN-Bus sind dann für diesen Kanal korrekt in hPa skaliert.

Spannungsversorgung, CAN-Bus, Konfiguration (X20 - X22)

Versorgungsspannung und CAN-Bus sind auf zwei M12 Steckern (A kodiert) [X20] und [X22] entsprechend der Device-Net Belegung verfügbar. Die Spannungsversorgung von 24V wird ebenso wie die CAN-Bus Verbindung vom Stecker zur Buchse durchgeschleift. So können mehrere verschiedene smartIO-Module in Reihe geschaltet werden. Sofern kein weiteres smartIO-Modul folgt, ist der CAN-Bus mit einem Stecker mit integriertem Abschlusswiderstand (120 Ω) oder direkt an der Phoenix-Klemme zu terminieren. CAN-GND ist mit der Versorgungsmasse identisch.

CAN In/Out (X20, X22)

Die beiden Anschlüsse [X20] und [X22] sind intern 1:1 durchverbunden und funktionsidentisch. Die Ausführung als Male/Female-Paar erlaubt in, den CAN-Bus unter Umgehung des smartIO direkt wieder weiterzuführen.

Pin	Signal	Beschreibung
1	CAN-Shield	Kabel-Schirmung, wird durchgeleitet
2	+24 V	Spannungsversorgung +24V (nom., siehe techn. Daten)
3	GND	Bezugsmasse für Spannungsversorgung und CAN-Bus
4	CAN H	CAN-Bus: CAN-High
5	CAN L	CAN-Bus: CAN-Low

Es können handelsübliche Device-Net-Kabel verwendet werden, die von Buchse auf Stecker führen. Bei konfektionierten Kabeln müssen für die Anschlusspaare 2 und 3 sowie 4 und 5 jeweils Twisted Pair Leitungsbündel gewählt werden.

Das smartIO hat selbst keinen internen Abschlusswiderstand für den CAN-Bus. Dieser ist als Zubehörteil im M12-Format erhältlich.

• Art.-Nr. 1507816, SAC-5P-M12MS CAN TR (Male)

• Art.-Nr. 1529344, SAC-5P-M12FS CAN TR (Female)

Zum Aufbau von CAN-Bus Netzwerken und deren Terminierung sei auf diesen Artikel verwiesen.

USB (X21)

Hinter der USB-UART Konfigurationsschnittstelle [X21] verbirgt sich ein USB-Seriell-Umsetzer (CP2102N), der unter Windows als virtueller COM-Port, unter Linux als /dev/tty* und /dev/serial/by*… abgebildet wird. Auch dieser Anschluss ist zur Prozessebene elektrisch isoliert. Zur Konfiguration des Moduls wird das ASCII-basierte SCPI-Protokoll verwendet. Zur Konfiguration der smartIO-Module wird jedoch die optiCONTROL Software von optiMEAS empfohlen, die eine grafische Benutzeroberfläche mit entsprechend vorbereiteten Dialogen bereithält.

Zertifizierungen

EG-Konformitätserklärung

Das CE-Zeichen zeigt die Übereinstimmung mit der

• EMV-Richtlinie,
• RoHS 2011/65/EU (08.06.2011) und der
• Niederspannungsrichtlinie an.

Bahnanwendungen-Elektronische Einrichtungen auf Bahnfahrzeugen, EN 50155:2017

Thema	Beschreibung	Norm
	Für die smartRAIL-Ausführung werden neben der CE Konformitätserklärung auch die nachfolgenden Einordnungen und Zertifizierungen zur EN50155 vorgenommen:
	Umgebungsbedingungen: - AX (2000m)   - TX (...) - Kälte - Trockene Wärme - Feuchte Wärme zyklisch	EN 50125-1 §4.2.1 EN 50155 §4.1.2 EN 50155 §13.4.4 EN 50155 §13.4.5 EN 50155 §13.4.7
	Schwingen Schocken - Schwingen - Schocken	IEC61373 §8 + 9 IEC61373 §10
	EMV + Isolation Stückprüfungen werden ausgeführt und protokolliert gemäß EN50155 §12.2 - Sichtprüfung - Isolation 500V DC - Stehspannung 1.7kV	EN50121-3-2 EN 61000-3-2/3 EN 55016-2-1/2 EN50155 §12.2.1 EN50155 §12.2.9.1 EN50155 §12.2.9.2
	Brandschutz	EN45545-2

Technische Daten

Versorgungsspannung / Umgebungsbedingungen

Parameter	Bemerkung	Min	Typ	Max	Einheit
Versorgungsspannung	mit Verpolungsschutz	8		36	V
Überspannungsschutz			nein
ESD-Schutz	TVS-Diode			40	V
Stromaufnahme	@ 24V		50	60	mA
Steckverbinder	A-Codiert (M + F)		M12
Betriebstemperatur	EN 50155 / Bereich TX6	-40		85	°C
Relative Luftfeuchte	(kondensierend)	5		95	%
PCB Beschichtung	EN50155		PC2
Gehäuse			Aluminium
Länge	(ohne Stecker)		124		mm
Breite			85		mm
Höhe			35		mm
Gewicht			330		g
Kühlung			passiv
Schutzklasse	ISO 20653			IP54
Montage	Tragschiene (EN 50022)			TS 35
Ausführung RAIL
Isolationswiderstand	@ 500V	10			$G\Omega$
Stehspannungsprüfung	60s			1.7	kV

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CPU

Parameter	Bemerkung	Wert	Einheit
Prozessor		ESP32-S3
Familie		Xtensa® 32-bit LX7
Clock		240	MHz
ROM	FLASH	384	kB
RAM	SRAM	512	kB
Datenbus		32	bit

Analoge Eingänge, Digitalisierung

Parameter	Bemerkung	Min	Typ	Max	Einheit
Anzahl	Spannung, differentiell7		8
Messbereich	Gain = 1	-160		160	V
	Gain = 2	-80		80	V
	Gain = 4	-40		40	V
	Gain = 8	-20		20	V
	Gain = 16	-10		10	V
	Gain = 32	-5		5	V
Genauigkeit	$rms(\Delta U)/U_{\rm{Range}}$			0,02	% FS
Eingangswiderstand	$R_{\rm{in}}$ zum virt. MP		1		$M\Omega$
Anzahl	Strom, differentiell7		8
	Gain = 1	-200		200	mA
	Gain = 2	-100		100	mA
	Gain = 4	-50		50	mA
	Gain = 8	-25		25	mA
Genauigkeit	$rms(\Delta I)/I_{\rm{Range}}$			0,50	% FS
CM Unterdrückung	$\Delta c/c_{\rm{max}}$			0,05	% FS
Shunt	$R_{\rm{Shunt}}$, 1.5W6		10		$\Omega$
Poly-Fuse	32V, fast			500	mA
Eingangswiderstand	$R_{\rm{in}}$ zum virt. MP		1		$M\Omega$
Anti-Aliasing-Filter	Sallen-Key-Filter, 2. Ord, schaltbar		480		Hz
Wandler	Delta-Sigma		24		bit
Abtastrate				1000	Hz
Ausgaberate	über CAN	0		1000	Hz
Software-Filter	Lowpass, 1. Ord	0		1000	ms
	MiWe, RMS		300	500	Samples
Linearisierung	Polynom	$a_0\cdot x^0$		$a_{14}\cdot x^{14}$

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Schnittstellen

Parameter	Bemerkung	Min	Typ	Max	Einheit
Anzahl	CAN 2.0 B			1
Baudrate	parametrierbar		500	1000	kbit/s
Steckverbinder	A-Codiert (M + F)		M12
Abschlusswiderstand			nein
Anzahl	Seriell /USB			1
Baudrate	fest		38400		kbit/s
Steckverbinder			Micro-USB
Chipsatz	Versorgung durch USB		CP2102N
Protokoll			SCPI

Beide Schnittstellen sind zueinander und zum Messeingang isoliert aufgebaut.

Das Modul meldet sich auf die SCPI-Anfrage *idn? mit einer Identifikation nach folgendem Muster, wobei Seriennummer, Versionsstände und Datum/Zeitstempel variieren werden:

optiMEAS, smartIO, 8X24, 1, 24006200011, 1.35, 0, Nov 22 2024 15:50:07, 20240610

Prozessabbild

Folgende Botschaften sind für die smartIO Familie mit ESP-Controller reserviert:

CAN-Id (dec)	CAN-Id (hex)	Datentyp	Richtung	Beschreibung	Einheit
16	0x010	uint48	an alle smartIO	Zeitstempel (Unix, 1970-01-01)	ms
		uint8		0
		uint8		Prüfsumme
17	0x011	ISO-TP+8	an alle smartIO	Diagnoseschnittstelle
18	0x012	ISO-TP+8	von aktiviertem smartIO	Diagnoseschnittstelle

Das Prozessabbild für Messdaten und Statusinformationen wird über die SCPI-Schnittstelle frei konfiguriert. Mit den Werkseinstellungen werden folgende Botschaften und Inhalte im Motorola-Format (MSB) mit einer Baudrate von 500kBit gesendet:

can:msg      0x0F0,    -2, 9000, 9001, 9002
can:msg      0x0F1,    10,    0,    1
can:msg      0x0F2,    10,    2,    3
can:msg      0x0F3,    10,    4,    5
can:msg      0x0F4,    10,    6,    7
can:msg      0x0F5,   100,  200,  201
can:msg      0x0F6,   100,  202,  203
can:msg      0x0F7,   100,  204,  205
can:msg      0x0F8,   100,  206,  207
can:msg      0x0FD,  1000, 8000, 8001, 8002, 8300, 8301, 8110

CAN-Id (dec)	CAN-Id (hex)	Param.-ID	Datentyp	Ausgabetakt	Beschreibung	Einheit
240	0x0F0	9000	uint40	Startup + RTR	Serial Number 240062#####
		9001	uint8		HW Version
		9002	uint16		SW Version	$\cdot 0.01$
241	0x0F1	0	float	10 ms	Input 1, PT1-Filter	V, mA, X
		1	float		Input 2, PT1-Filter	V, mA, X
242	0x0F2	2	float	10 ms	Input 3, PT1-Filter	V, mA, X
		3	float		Input 4, PT1-Filter	V, mA, X
243	0x0F3	4	float	10 ms	Input 5, PT1-Filter	V, mA, X
		5	float		Input 6, PT1-Filter	V, mA, X
244	0x0F4	6	float	10 ms	Input 7, PT1-Filter	V, mA, X
		7	float		Input 8, PT1-Filter	V, mA, X
245	0x0F5	200	float	100 ms	Input 1, RMS[300]	V, mA, X
		201	float		Input 2, RMS[300]	V, mA, X
246	0x0F6	202	float	100 ms	Input 3, RMS[300]	V, mA, X
		203	float		Input 4, RMS[300]	V, mA, X
247	0x0F7	204	float	100 ms	Input 5, RMS[300]	V, mA, X
		205	float		Input 6, RMS[300]	V, mA, X
248	0x0F8	206	float	100 ms	Input 7, RMS[300]	V, mA, X
		207	float		Input 8, RMS[300]	V, mA, X
253	0x0FD	8000	uint8	1000 ms	CPU0 load	%
		8001	uint8		CPU1 load	%
		8002	uint16		PCB Temperature	0.1 °C
		8300	uint8		Status SK-Filter, bool[8]
		8301	uint8		Current-Modes, bool[8]
		8110	uint16		Missing ADC cycles

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Footnotes

1. Ausgehend vom mittleren Spannungspotential zwischen U_IN bzw. I_IN und COM. ↩

2. Polynom bis $a_{14}\cdot x^{14} + ... a_2 \cdot x^2 + a_1 \cdot x + a_0$, das Polynom wird nach dem Horner-Schema berechnet ↩

3. 38400 baud, 8 Daten, 1 Stopp, No Parity, [x] Local Echo, [x] Implicit CR with LF (Empfang) ↩

4. Z.B. PuTTY oder TeraTerm – diese sind nicht Bestandteil des Lieferumfangs ↩

5. Die verwendeten Adressen stellen den optiMEAS Standard zur Administration der smartIO Familie dar. Sie sind für spezielle Einsatzbereiche änderbar, um eine Kollision mit bestehenden Kommunikationsprotokollen zu vermeiden. Im CANopen Standard sind diese Botschaften frei. ↩

6. Die gemessenen Ströme werden an den Shunts direkt in eine entsprechende Wärmeleistung von bis zu 0.4W / Kanal umgesetzt. Werden alle Kanäle konstant bei 200 mA betrieben, entsteht auf dem Modul eine zusätzliche Wärmeleistung von 3.2W! Diese ist zwar als Dauerlast erprobt und zulässig, führt aber je nach Umgebungsbedingungen zu einer deutlichen Erwärmung des gesamten Moduls. Für einen typischen Messbetrieb mit dynamischen Messsignalen sind keine negativen Auswirkungen zu erwarten. ↩ ↩²

7. Je Eingang ist entweder die Betriebsart Spannungsmessung oder Strommessung auszuwählen. ↩ ↩²

8. Für die Diagnoseschnittstelle ist das ISO-TP Protokoll um den Type Code 0xE0 für den Connection Management Layer (CML) erweitert. Die Datenpakete haben je nach Inhalt und Funktion eine Länge von 1 bis 8 Bytes. ↩ ↩²