Készítette: Bujdosó Julianna és Zákány Ildikó

Átírás

1 Készítette: Bujdosó Julianna és Zákány Ildikó

2 Alapfogalmak 1.óra Gépesítés: emberi izomzat helyettesítése Automatizálás: az emberi agytevékenység helyettesítése, a gépek bizonyos szinten döntéseket hoznak vezérlik a berendezéseket. Műszerezés: a primer műszerezés során a technológiáról információt gyűjt (pl.:nyomást átalakítja villamos jellé). Irányítás: olyan művelet, amely a gépesített műszaki folyamatba beavatkozik, annak létrehozása, fenntartása, tervszerű lefolyásának biztosítása, megváltoztatása vagy megszüntetése céljából. Nagy energiájú folyamatokba avatkozunk be kis energiájú berendezésekkel. Művelet: irányítási folyamat 1. értesülésszerzés, információszerzés (primer műszerezés) 2. szerzett információ feldolgozása, egységesítés (jel) Hatáslánc 3. ítéletalkotás 4. rendelkezés, beavatkozás Ez a hatáslánc. Tagjain áthaladó hatásokat jeleknek nevezzük. Jel: valamely állapothatározó minden olyan értéke vagy értékváltozása, amely egyértelműen hozzárendelt információ szerzésére, szerzésére, továbbítására, tárolására és feldolgozására alkalmas. Irányítási szerv: szervnek nevezzük a szerkezeti elemek szervezett együttműködését. Tag: az irányítási rendszer egy tetszés szerint kiválasztott része (komplett vagy absztrakt tulajdonságokkal rendelkezik). Van bemenő és kimenő jele, de a kettő nem ugyanaz! (pl.: áramból feszültséget csinál). Irányítástechnika Szabályzástechnika Vezérléstechnika kezelő Bemeneti szerv Logikai szerv Kimeneti szerv Irányított berendezés információ visszajelzés a működésről Járulékos szerv Külső zavaró hatás

3 A szabályzástechnikai rendszer hatáslánca zárt, mindenféle tényező kiküszöbölhető vele és analóg jelekkel dolgozik, ezzel szemben a vezérléstechnikai rendszer hatáslánca nyitott, csak a tervezéskor figyelembe vett külső, zavaró tényezők küszöbölhetők ki és logikai jelekkel dolgozik (ezek kétállapotú, digitális jelek). A amplitúdó Analóg jel: értelmezési tartományát és értékkészletét tekintve folytonos és végtelen Digitális jel: értékkészletük diszkrét, kétállapotú jel (0,1). Eldöntendő kérdésre adott egyértelmű válasz. T idő Önműködő vezérlések Követő vezérlés: valamilyen folyamatnak be kell fejeződnie, hogy a másik elkezdődjön. (pl.:robot) A vezérléstechnikai rendszer és a szabályozástechnikai rendszer nem válik el teljesen egymástól. Programvezérlés: valamilyen előre meghatározott program szerint kell a funkciókat végrehajtani. Időterv vezérlés: legfontosabb paraméter az idő (pl.: tojásfőzés) Lefutó vezérlés: (hasonló a követő vezérléshez) Irányítástechnikai elemek és szervek Bemeneti szervek: Érzékelő Parancsadó Logikai szervek (időmérés) Kimeneti szervek: Beavatkozó vagy végrehajtó szervek Járulékos szervek: visszajelzést adnak a kezelőnek (pl.: kijelzők, lámpák) Villamos rendszer Pneumatikus rendszer (sűrített levegő) Hidraulikus rendszer (hidraulikai olaj) Különleges segédenergiás szervek

4 Villamos rendszer: a) Előnyei: gyors, tiszta, kis súly, kis méret, környezetbarát, segédenergia ellátottsága jó, külső mechanikai hatásra ellenálló, jelek könnyen kombinálhatók, jelek átviteli távolsága korlátlan, jeltovábbítás leggyorsabb b) Hátrányai: környezetre érzékeny, túlmelegedés, tűz- és robbanásveszélyesek, a karbantartás nagy szakképzettséget igényel, sugárzásra érzékeny Pneumatikus rendszer: c) Előnyei: nagy üzembiztonság, könnyen javítható, nem tűz- és robbanásveszélyesek (alkalmazzák ezért bányákban, malmokban, élelmiszeriparban, stb.), kis méret és kis súly, karbantartása olcsó, üzem közben nem melegszik, sugárzásra nem érzékeny, 3000N-ig előnyösen alkalmazható d) Hátrányai: táplevegőre érzékeny, lassú, 300m felett nehézkes jeltovábbítás nehéz a jelek továbbítása Hidraulikus rendszer: e) Előnyei: nincs kenőanyag, karbantartása és kezelése egyszerű,, gyors, legnagyobb erőhatás 150bar, nagy a jeltovábbítás sebessége f) Hátrányai: érzékeny a tömítetlenségre, tűzveszélyes, olajat cserélni kell időnként, több nagynyomású vezetéket igényel, nem kerülhet levegő a rendszerbe, az olaj nem engedhető ki bárhol a rendszerből Irányítástechnikai berendezésekkel szemben támasztott követelmények Üzembiztonság: ha egyetlen helyen meghibásodás lép fel az egész berendezés meghibásodik Megbízhatóság: egy berendezés üzemzavar nélkül képes működni Élettartam: azoknál jelentős, amelyek üzem közben elhasználódnak, azoknak van élettartamuk (mert pl.: forog, mozog csapágy, esztergakés). Megoldás: időnként cserélni kell Nehézüzemi körülmények: pl. magas hőmérséklet élettartam rövidül por korrozív közeg levegőben van fémpor(ipari szennyezés) zárlatot okoz 2.óra MSZ 806/1-76 szabvány előírja, hogy adott készülék esetén milyen védettséget kell alkalmazni: IP XY jelenti, hogy milyen védettséget kell alkalmazni, ahol X jelenti: védettség szilárd anyaggal szemben ahol Y jelenti: védettség folyadékkal szemben X lehet:

5 0 nincs védettség 1 nagyméretű testek behatolása elleni védelem 2 ujjak érintése elleni védelem 3 szerszámokkal, huzallal vagy 2,5mm-nél nagyobb tárgyakkal szembeni védelem 4 - szerszámokkal, huzallal vagy 1mm-nél nagyobb tárgyakkal szembeni védelem 5 működésre káros porbehatolás elleni védelem 6 porbehatással szembeni teljes védettség Y lehet: 0 nincs védettség 1 vízcseppek lecsapódásával szembeni védelem (függőlegesen eső cseppek) 2 vízcseppek lecsapódásával szembeni védelem (ha a vízcseppek esési szöge nem nagyobb 15º-nál) 3 esővel szembeni védelem (esési szög max. 60 º) 4 fröcsköléssel szembeni védelem (minden irányból) 5 vízsugárral szembeni védelem (bármely irányból) 6 hajó fedélzetén uralkodó hatások elleni védelem 7 vízbemerítés elleni védelem (teteje max. 15cm-re, alja max 1m-re lehet a vízszinttől) 8 tartós vízbemerítéssel szembeni védelem Sújtólég és mérgező gázok Azokban az üzemekben, ahol sújtólég és mérgező gázok keletkeznek. Ha olyan helyen kell műszerezni, ahol robbanásveszély van, akkor szakembernek kell besorolni a terepet szabvány szerint. Olyan műszert lehet elhelyezni, ami megfelel a tűzveszélyességnek. Bizonylatot kell beszerezni a műszernek, hogy ott, adott helyen használható felelősség-elhárítás! A műszerbe belenyúlni, módosítani rajta tilos, mert akkor a gyártó nem vállal felelősséget, csak rendeltetésnek megfelelően lehet használni. Konstrukciós biztosítás a robbanás ellen a) Nyomásálló tokozás Olyan tokba teszik a készüléket, amibe ha bejut a robbanásveszélyes anyag, a tok megakadályozza, hogy a robbanás energiája kijusson a környezetbe. b) Lemezes védőszerkezet A robbanás energiája a lemezeken lehűl, és így nem jut ki a levegő (pl.: Déry-lámpa) c) Túlnyomásos szellőzés Kívülről ne jusson be a robbanó anyag. d) Olaj alatti védelem Készüléket olajba tesszük, az oldószergőz nem tud bejutni a készülékbe. Ha savmentes olaj korrózióvédelem. Hűti az olaj a készüléket. e) Túlnyomás alatti védelem

6 Túlnyomással zárják le a dobozt a műszerrel kívülről nem juthat be a robbanásveszélyes anyag Gyújtószikra elleni védelem A készülék szikrát ne hozzon létre. Az áramkör nyitásakor vagy zárásakor keletkező szikra energiája az adott koncentrációjú keverék begyújtásához szükséges energiánál kellő biztonsággal kisebb legyen. A tápegység és a hálózat részéről is biztosítani kell a védelmet. Tápegység 24V, 50mA rövidzárási áram (egy készülék ellátásához elegendő) A készülékek tartalmazhatnak energiatároló elemeket (pl.:kondenzátor, tekercs) se hálózati, se külső feszültség ne jusson be Robbanásbiztos tér Robbanásveszélyes tér Tápegység E.x. U U, E.x. Zenner-gát Zenner-gát Zenner-dióda rajzjele: (egyenirányítóként működik) Zenner-gát: -áramot és feszültséget lehet korlátozni vele (biztosító berendezés) ellenállás 24V

7 Galvanikus leválasztás optikai vezetés pl.: optikai kábelen jön az internet Pestről nagyobb jelátvitel kell telefonbeszélgetés: digitalizálják, nagy sebességű robbanásbiztos, benne nem terjedhet szikra optocsatoló: digitális jelek átvitele (létezik analóg is) Vezérléstechnikai berendezések szervei Bemeneti szervek: érzékelő szervek vagy parancsadó szervek is lehetnek érzékelők: kétállapotú jelet adnak (i, n) hőmérséklet-érzékelők: - Pt100 vagy Pt1000: platinahuzalból készül, 0ºC-on 100Ω az ellenállása, ha a hőmérséklet nő, nő az ellenállás, ha állandó feszültséget vezetünk át rajta, akkor nő a feszültsége, 100ºC-on 137,5Ω az ellenállása, 215Ω szobahőmérsékleten 300ºC és 400ºC közötti hőmérséklet mérésére - speciális hőmérők: 1000ºC-1200ºC-ig, pl.: kettős fémhőmérők (Ni-Cr) kontaktpotenciál (néhány ezredv) jön létre (hőmérsékletfüggő) ha a kettő fémet összeérintjük - infravörös hőmérők: 1200ºC feletti hőmérséklet mérésére, kalibrálni kell nyomásérzékelők: - abszolút (tényleges) - relatív (atmoszférikus a 0 és ehhez viszonyítva adja) - nyúlást, elmozdulást használják ki, félvezetős kristályokat használnak, membrános kapcsoló - kontaktmanométer reflexiós érzékelők lineáris- és forgásérzékelők szintérzékelők (pl. folyadékokét tartályban) - kapacitív - ultrahangos - mágneses Parancsadó szervek: - emberi üzeneteket kezeli - monostabil: egy stabil állapota van, bontó vagy záró kivitelben,

8 pl.: csengő - bistabil: két stabil állapota van, prell jelenség: legideálisabb körülmények között sem jön létre ideális elektromos kapcsolat billentyűzetek - sokfélék, könnyen sérülnek és koszolódnak - fólia tasztatúra: nem megy bele a víz, tisztítható, egyszerűen gyártható nagy tételben, bármilyen kivitelben létrehozható, meleget nem bírja (300ºC), ellenálló, kopásálló - hall tasztatúra: mágneses térrel lehet villamos áramot kelteni, nincs benne villamos kontaktus - 3.óra Kimeneti szervek: Funkciója: kis energiájú változásokat nagy energiájú változássá alakítani bipoláris tranzisztor (hátránya: nem biztosít galvanikus leválasztást) térvezérlésű tranzisztor (FAT) opto-csatoló LED I 1 I 2 fény hatására áram folyik benne - előnye: nem ég ki (50 év az élettartama) - közlekedési lámpáknál alkalmazzák

9 relé - tekercset tartalmaz - élettartamát nem időben, hanem kapcsolási számban mérik( ) - koptatják egymást az érintkezők - átmeneti ellenállás a pogácsák között zárt állásban - szigetelési ellenállás - villamos terhelhetőség - érintkezők típusa és darabszáma - lassú eszköz (lassan bont és zár, néhány 10ms) - teljesítmény-áttétel (12V-os tekercs 42mA áramot vesz fel) - a relé 250V-al terhelhető és 10A-t képes megszakítani - korrózió miatt betokozzák reed relé - nincs tekercs, csak az érintkezők egy üvegburkolatban - mágneses tér érzékelésére szolgál - hátránya: javítani nem lehet, ha az érinkezők összeégtek - előnye: környezeti hatásoknak jól ellenáll relé reed relé szilárd test relé (SSTR) - nem tartalmaz mozgó alkatrészeket - teljesen elektronikus - 25A-100A kapcsolására alkalmas - félvezető relé - nulla átmenetnél kapcsol - galvanikus leválasztó és optócsatoló van benne - élettartalma végtelen ha nincs túlterhelve tirisztor, triac - a tirisztor 4 rétegű, a triac 5 rétegű - csak kapcsoló elemek - két állapotúak - bekapcsolása impulzussal - kikapcsolása árammegszakadással - váltakozó áramkörben gyakran alkalmazzák különleges relék - feszültség relé (túlfeszültség ellen) - áramrelé (meghatározott áram hatására) - termikus túláramrelé (hőkioldót tartalmaz) - többtekercses relé

10 - emlékezőrelé - polarizált relé (csak meghatározott polaritás hatására kapcsol be) - időrelé - számláló relé Járulékos készülékek Működéshez nem szükségesek. A. hangjelzők figyelemfelkeltők pl.: sziréna, kürt, duda, kolomp B. fényjelzők - közönséges fényjelzők (pl.:izzólámpa) - ledek (sokféle szín, kis fogyasztás, hosszú élettartam) - 7szegmenses kijelzők - 16szegmenses kijelzők (alfanumerikus: szám és betű kiíratása) - folyadékkristályos kijelző (LCD) - CRT: katódsugárcsöves monitor sziréna - energiát igényel: led, LCD - nem igényel energiát: km-óra spirál, benzinkutaknál benzinár oszlopok, reklámoszlopok 7szegmenses kijelző led CRT Energiaforrások és védelmi szervek Tápegységek látják el, stabil feszültséget állít elő galvanikus leválasztással. Villamos készülékeknél érintésvédelem 48V felett. védőföld (pl.: vasaló) kettős szigetelés (zárlat esetén a készülék külsejére nem juthat áram) érintésvédelmi relék (FI) - minden lakásban kötelező, rá kell kötni a bejövő hálózatra

11 Számrendszerek 10-es számrendszer, ezt használjuk (decimális). 60-as számrendszer, pl.: óra. Kétállapotú jelek esetén: N R n 1 = k = n A K K R együttható (számrendszerek általános alakja) Bináris számrendszer digitális technikában alkalmazzák Kettes számrendszer digitális berendezéseknél használják Nyolcas számrendszer könnyen átszámolható kettesbe Hexadecimális (tizenhatos) számrendszer könnyen átváltható kettesbe Fixpontos ábrázolás - radix vessző (rögzített helyen található) gész kitevőjű hatványa - számábrázolás: szám normál alakja 2 Lebegőpontos ábrázolás - valamilyen hatványkitevője előjellel szám normál alakja 2

12 Kódrendszerek 4.óra Átvitel javítása érdekében alkalmazzák. Kód: két szimbólumhalmaz egyértelmű egymáshoz rendelésének rendszere. (pl.: számok, betűk) Kódolás: szimbólumok egymáshoz rendelése valamilyen meghatározott elvek alapján. (pl.: ) Dekódolás: ellentétes művelet, eredeti szimbólumhalmazra való visszatérés. Jelkészlet: azon jelek összessége, amelyeket meghatározott szabályok szerint a kódszavak felhasználásához alkalmazzák. Kódszó: a jelkészlet elemeiből, meghatározott szabályok szerint felépülő értelmes üzenet vagy egybefüggő jelsorozat. Kódszó készlet: a kódolásra meghatározott szabályok szerint felhasználható egybefüggő jelsorozatok összessége. Kódszavak felhasználásával képezhetünk kódszó készleteket. Tiltott kódszó: képezhetjük ugyan a jelkészletből, de nem tartoznak a kódszó készlethez. Bit: információ legkisebb egysége. Értéke 0 vagy 1. Byte: 8 bit 16 bit-es kódszó 2 16 számot lehet vele írni Redundancia: valamely üzenetforrás ki nem használt információ mennyisége. Redundáns számok: 4 biten 16 féle kódot tudunk realizálni Hamming-távolság: ahány elemet meg kell változtatni egy kódszóban, hogy a másikat kapjuk. Több kódszó között: a legkisebbet kell érteni, ami közöttük létezik. Két tetszõleges kódszót megadva, mindig megállapítható, hogy hány bitben különböznek egymástól: a két szó kizáró vagy (XOR) kapcsolata által adott eredményben az 1-esek száma adja a különbséget, és ezt szokták a két kódszó Hamming távolságának nevezni. Adatátvitel formái: villamos kábelen keresztül (koaxiális kábel, árnyékolt ) optikai kábelen (üvegszál bevonva) rádiófrekvenciás kapcsolat analóg műsorszórás digitális műsorszórás (műholdvevők, telefonok, stb.) Átviteli csatorna: fizikai felület, amely meghatározza az információ nagyságát, típusát, sebességét

13 Adatátvitel lehet: soros párhuzamos: egyszerre több vezetéken megy az információ Adó / vevő... Vevő / adó Az adó és a vevő felcserélődhet: adóvevő. Kétirányú az adatkapcsolat. közösítő földvezeték (közös potencálra hozza a két oldalt) Párhuzamos adatátvitel előnye: gyors, több adat - hátránya: drága, sérülékeny Soros adatátvitel előnye: 1 vezeték, bizonyos helyeken csak a soros alkalmazható -hátránya: lassú, egyszerre csak egy adat Handshake: adó és vevő két külőn egység. Visszajelzés kell az adónak a vevőtől. Amikor az adó küldi az információt, küld egy jelet is, hogy fogadja a vevő. A vevő amikor fogadta a jelet, visszaküld egy új jelet az adónak, hogy fogadta az információt. Adatátvitel típusa: simlex/egyirányú (pl.: előadás) duplex/kétirányú - half: egyszerre csak 1 irányba közlekedhet az adat - full: egyszerre 2 irányba is közlekedhet az adat (pl.: telefon) Komoly szinkronizáció kell az adó és vevő között. Bit szinkronizáció: az adónak és a vevőnek egyidejűleg kell adni és fogadni az adatokat. Bit sorozat karaktert ad Karakter szinkronizáció: az adónak és a vevőnek is tudnia kell hol van eleje és vége a karakternek és bit-enként is fel kell ismernie. Szinkronizálás: szinkronizáló vezetékkel -gyors, egyszerű, de nem mindig megoldható, ekkor aszinkronizáció Aszinkronizáció: a sebességet szigorúan rögzíteni kell Baud-sebesség: [bit/sec]

14 Gondot jelenthet, az adó és a vevő időbeli eltérése, vagyis nem ugyanaz az órajelük. Megoldás: az adatátvitel elején van a STARTBIT, a végén pedig a STOPBIT. Stopbit után viszont nem jöhet rögtön STARTBIT, szünetet (3-15bit) kell tartani. Ha kis mértékű az órajelcsúszás van az adó és vevő között a szünettel ki lehet köszöbölni. Moduláció: adatátvitel egy csatornán. Moduláció során az üzenet jelet a saját frekvenciatartományából egy másik frekvenciatartományba tesszük át. Adott frekvencián történik az átvitel, az adó és a vevő is azonos frekvencián működik, így nem zavarhatnak más jelek. Szelektálni tudni kell a jelek között az adónak és vevőnek is. Amplitudó moduláció: - a vivő amplitudója határozza meg a logikai 1-et és a 0-át. - legzavarérzékenyebb, legegyszerűbb, - használják TV képátvitelénél Frekvencia moduláció: - - a jel frekvenciája változik - megbízhatóbb, bonyolultabb - használják TV hangátvitelénél Fázis moduláció: - sok fajtája létezik - fázisváltásra alapszik - legmegbízhatóbb

15 Blokk- szinkronizáció: Bitet idővel, karaktert bittel, blokkokat karakterrel szinkronizálnak. Az adatokhoz redundáns információkat csomagol (hosszúság, start, stop). Egyértelműen meghatározható legyen, ha az adatok megsérülnek, vagyis könnyű meghatározni a kód sérülését. Adatcsomagok/ kódfajták 5.óra LRC kód (Longitudinal Redundancy Code) - hosszanti ellenőrző kód - egymás utáni bejövő byte-okat összeadják n - byte = mod 256 i= LRC byte = LRCkód - sérülékeny CRC kód (Cyclic Redundancy Code) - ciklikus, ellenőrző kód - mindig figyelembe veszi az ellenőrző értékeket - ellenőrző kód byte-át betolják-e a carry nevű regiszterbe (eggyel odébbtolják) - nagyon bonyolult művelet - nyilvános kulcsú kódok - titkosító és kibontó kulcsnak is tekinthető - adatellenőrzésre alkalmazzák Numerikus kódok Rengeteg féle létezik. Stibitz-kód - 3többletes kód - eltolják az eredeti kódot hárommal, hogy ne tartalmazzon nulla kódot Excess kód - többletes kód - mindenképp több kódot tartalmaz, mint az eredeti kód

16 X A Stibitz- és az Excess-kódok hibafelfedő kódok. Szükség van azonban olyanra is, amelyik ki is javítja a hibát. (gyors adatátvitelkor szükséges) Egyszerű hibajavító kód a parítás vizsgálat Paritás vizsgálat: Azt mondja meg, hogy az aszinkron átvitelnél az adatbitekben lévő 1-esek száma páros vagy páratlan. - páros paritás: páros számra egészíti ki az egyesek számát - páratlan paritás: páratlan számú egyesekre egyesíti ki az egyesek számát - paritásbit: Az aszinkron átvitel esetén az adatbitek minden csoportját egy stopbitnek kell követnie. A paritásbit arra szolgál, hogy a vevő oldal a kapott adatbitek helyességét ellenőrizni tudja, hiszen külső zavaró tényezők bármikor közbeszólhatnak. Az adó és a vevő az adatbitek továbbítása előtt megegyezik abban, hogy használnak-e paritást, és ha igen, páros vagy páratlan paritást használnak-e. A küldendő adatbitek közül az egyesek száma 0 és 8 között lehetséges. Például a páros paritás azt jelenti, hogy minden olyan byte-hoz, amelyben az 1 adatbitek párosan vannak (0, 2, 4, 6 vagy 8 darab), a paritásbit 0 lesz. Ha páratlan számú egyes szerepel az adatbitek között, akkor a paritásbit 1. Az így kapott paritásbitet aztán hozzáírják az adatbitekhez. Az egész játék arra megy ki, hogy az adatbitekként szereplő 1-esek száma páros paritás esetén páros, páratlan paritás esetén pedig páratlan legyen. Pl.: a adatbitek közül 5 darab 1-es. Páros paritás esetén tehát a paritásbit 1, páratlannál pedig Sor-oszlop vizsgálattal meg lehet mondani hol sérült az adat, így könnyű kijavítani.

17 Telex-kód: 5 biten tárolódott ASCII kódtáblázat: Az ASCII rövidítés az American Standard Code for Information Interchange (=Amerikai szabványos kód az információ kölcsönös cseréjére) kifejezés rövidítése. - 8 bites (eredetileg 7 bites), számítógépek használják - vezérlő karakterek, írásjelek, betűk, számok Adatátviteli módok A digitális adatok továbbításának két alapvető módja a párhuzamos és a soros jelátvitel. Ha a biteket egymás után, sorosan mozgatják, egyetlen jelvezeték, egyetlen jelátviteli út elegendő a jeltovábbításhoz. A soros jeltovábbítás egyre általánosabbá válik, olyan területeken is, ahol hagyományosan a párhuzamost alkalmazták. S PI (Serial Peripheral Interface): Motorolla cég találmánya Soros periféria illesztő egység Az adatvonal kétirányú, két vonalon összekötött shift regiszter Az adatátvitelnél egy master és több szolga lehet A master vezérli a folyamatot és adja az órajelet Két adat és két vezérlő vonalból áll Full - duplex adatvonal Szinkron adatátvitel Nagyon gyors kommunikáció Nem ipari adatátvitel Nem nagytávolságú rendszerek Az SPI (Serial Peripheral Interface) egy nagy sebességű soros szinkron I/O rendszer. Az SPI alkalmas egy CPU és kiegészítő áramkörei összekapcsolására, de több processzor együttműködését is lehetővé teszi. Az órajel fázisa és polaritása szoftverrel választható, így különféle megoldású soros elemek is összekapcsolhatók az SPI rendszerrel. A kiegészítő áramkörökben a Slave jelleg rögzített. A jelvezetékek: o MOSI (Master kimenet, Slave bemenet) o MISO (Master bemenet, Slave kimenet) o SCK (soros órajel, a Master küldi ki) o SS (Slave kiválasztás).

18 Nyolc SCK óraciklus valósít meg egy adattranszfert. Miközben a Master eszköz kiküld egy adatot a Slave-hez (MOSI), a Slave is kiléptet egy másikat a Master számára (MISO). Ezt a kétirányú folyamatot az egyetlen órajelsorozat szinkronizálja. Az SPI adattranszfer is tartalmaz parancsot, amit a Master küld. A parancsok az IC kapcsolatokat támogatják, pl. egy EEPROM terület folyamatos feltöltése adatokkal egyetlen paranccsal előírható. Az SPI BUSZ-t általában 2 MHz-ig használják, de pl. a Xicor cég X25650 soros adatkezelésű EEPROM memória IC-je, mely SPI jelleggel kezelhető, 5 MHz-es adatsebességet is megenged. IIC BUSZ(I 2 C, vagy Inter- IC): Integrált áramkörök közötti átvitel Philips cég gyártmánya Slave Master - Soros ADÓ - VEVŐ Soros kommunikáció Nincs szükség külön eszközkiválasztó kábelre Lassúbb adatátviteli mód Órajele: kb.400 khz Több eszközzel tud kommunikálni a Master Start kondíció: eszköz megcímzése a kommunikáció előtt Stop kondíció: a kommunikáció befejezése A két vezeték:

19 o SCL (órajel) o SDA (adat) Alapvetően egy Master és egy vagy több Slave kommunikál egymással, de a rendszerben több Master is lehet. A Masterek a BUSZ feletti vezérlés jogáért versenyeznek egymással, s amelyik nyertesként kerül ki az arbitrációs folyamatból, a következőkben az kezeli a BUSZ-t. Mindig a Master küldi az órajelet az SCL vonalra. Az eredeti leírásban az adatátvitel sebessége 100 KHz volt, később ezt kiterjesztették 400 KHz-re, ma pedig általános az 1 MHz átviteli frekvencia alkalmazása. I 2 C Konfiguráció Az adattranszfert a Master kezdeményezi, Start feltétel kialakításával, amit egy cím követ, a cím utáni egy bites vezérlő jel mutatja meg, hogy a megjelölt Slave-et a Master írni vagy olvasni kívánja. A Slave ACK (Acknowledge) jellel visszaigazolja a vételt s ezután következik az írási vagy olvasási ciklus. Az adattranszfer végét a Master Stop feltétellel jelzi. A rendszer eredetileg 7 bites címekkel működik, az újabb igényeknek megfelelően később bővítették ki 10 bites címekre. Egy kitüntetett címérték az általános hívási cím; ha ezt küldi ki a Master, üzenete minden Slavenek szól. Ha a Slave küld adatot (Master olvasás), akkor az adat után a Master adja ki a nyugtázó impulzust (ACK), amit a Slave érzékel. RS-232: Soros kommunikáció Nem nagy távolságú átvitelre képes (max.15 m.) Zajérzékeny Sodrott érpár Kábelhossz: 15 m. Aszinkron vonal Full- duplex átvitel Másik neve: V24! (24V a feszültsége): +12V,-12V tartományban, ahol -3V-tól +3V-ig ú.n. tiltott tartománya van, zavarvédelmi célok miatt. Max.adatsebesség: 20 kbit/s Meghajtó kimeneti terheletlen szint: +/- 25 V Meghajtó kimeneti terhelt szint: +/-5V.+/-15V

20 Minimális vételi szint:+/-3v A digitális technikával egyidős soros kommunikációs jelátviteli megoldás az RS-232 aszinkron soros átvitel. Ezt az EIA szabványt többször átdolgozták, kiegészítették, ma az RS-232C az érvényes változat. A CCITT nemzetközi szabványként is elfogadta. Az RS-232C esetében az átvitt bit időtartama nem lehet tetszőleges, egy szabványos sorból kell választani a bitidő értékét. A bitidő reciproka a Baud rate. A közepes sebességű átvitelek megengedett Baud rate értékei pl.: 1200, 2400, 4800, A Baud rate értéket a kapcsolatfelvétel előtt ki kell kötni s azt az adónak is és a vevőnek is ismernie kell. Adásszünetben az adatvezetéken logikai 1 szint van, az adatot Start bit vezeti be (0 szint). A lefutó él után minden bitidő közepén mintát vesz a vevő a jelvezeték logikai szintből így fogadja az adatot. Az adat végén paritásbit állhat, az átvitelt Stop bit (1 szint) zárja le. A Stop bit után azonnal következhet egy újabb átvitel Start bitje, de tetszőlegesen hosszú ideig is logikai 1 értéken maradhat a vonal (szünet). Mivel a kerettel (Start bit, Stop bit) kiegészített adatok közvetlenül egymás után is küldhetők vagy rövidebb-hosszabb szünetek közbeiktatásával, ezt az átviteli megoldást aszinkron soros átvitelnek szokás nevezni. Az aszinkron soros csatlakozó az IBM PC szabványos illesztő felülete, de igen sok mikrovezérlőben is megtaláljuk az aszinkron soros Portot (esetenként kommunikációs Port a neve). A szinkron soros átvitel fogalma megváltozott az idők folyamán. A digitális technika hajnalán a szinkron soros átvitel olyan soros adatkapcsolatot jelentett, ahol a keretet az adatblokk elején lévő egy vagy több ún. szinkron-szó jelentette, amit szünetek nélkül követett az adatok bitjeinek sorozata. A mai szinkron soros átviteli megoldásokban az adatbiteket egy további vezetéken kiküldött órajel sorozat segítségével lehet precízen kezelni. Az RS-232C pont-pont összeköttetésre alkalmas. Eredetileg a nagytávolságú összeköttetésben a számítógép és a modem közötti kapcsolatra dolgozták ki, de később modem nélküli nagytávolságú átviteleket is létrehoztak a felhasználásával, sőt, a számítógép és a perifériák

21 közötti jelkapcsolatra is felhasználták. Az egér pl. többnyire a számítógép RS-232C soros csatlakozóján keresztül működik. Bár a legegyszerűbb esetben egy kétirányú RS-232C kapcsolathoz egy adó és egy vevő jelvezeték valamint egy GND (0V) vezeték szükséges, tehát három érrel a kapcsolat kialakítható, a szabványos megoldásban további jelek átvitelét is előírják. Sodrott érpár segítségével az RS- 232C 15 m távolságot hidal át (a szabvány szerint), legnagyobb adatsebessége 20 Kbit/s. A gyakorlatban azonban jóval nagyobb sebességek mellett is használják, így pl.1mbit/s. RS-485: Két vezetéket tartalmaz (A & B) Működése a jel polaritására épül A és B vezetékek polaritást cserélhetnek előnye, hogy nehéz megzavarni a polaritást A két vezeték közötti potenciál nem változik meg soha. Fél- duplex átvitel Több Adó, több Vevő Szimmetrikus multi- drop, duplex megoldás 1 km távolságra 5 km/h sebességgel lehet vinni az adatot, de közbe lehet iktatni jelismétlő erősítőket, így növelhető a távolság. RS-422: Működése hasonlít az RS-485-höz, de a különbség az, hogy az RS-485 half- duplex átvitel 4 vezetéket tartalmaz Aszinkron vonal Szimmetrikus multi- drop, duplex megoldás

22 Két érpárt tartalmaz (Adó -Vevő) Egy Adó, több Vevő Gyorsabb átvitel Kétirányú kommunikáció CAN BUSZ (Car/Controller Area Network): A folyamatirányítás BUSZ rendszerei elnevezései nem árulkodnak sok fantáziáról az elnevezés általában semmit nem mond a rendszer sajátságairól. Így a CAN betűszó sem mond sokat ez a Controller Area Network szavak kezdőbetűiből alkotott betűszó. Ez egy szenzor/aktuátor kezelő BUSZ. Ezt a személygépkocsik fedélzeti irányítási rendszere számára fejlesztették ki. Ebben a programban olyan félvezetőgyártó multik vesznek részt, mint az Intel, a Motorola, a Siemens, a National Semiconductor ezek a cégek gyártják a CAN vezérlő IC-ket

23 7.óra Egy luxus kategóriájú személygépkocsiban ma a vezetékek összes hossza már meghaladja a 2 km-t, a kábelezés teljes tömege elérheti a 100 kg-ot is. A CAN egyetlen kábel végigvezetését igényli csak a karosszéria mentén! A CAN rendszert eredetileg a Bosch cég fejlesztette ki ben mára már széles körben alkalmazott ipari szabvánnyá nőtte ki magát ez a BUSZ rendszer. Multi Master jellegű rendszer, kéteres kábelre épül. Az átvitel nem a szokásos címzéses megoldású, hanem objektum-orientált. Az adatra jellemző objekt identifier szerepel az üzenet elején, s minden részvevő, aki használni tudja az adatot, befogadja. A Masterek BUSZ arbitráció révén, egymással versenyezve igyekszenek megszerezni a BUSZ kezelés jogát, nincs előre programozott aktivitási sorrend. Legtöbbször sodrott érpárral alakítják ki, ezen 1 Mbit/s adatátviteli sebességet lehet elérni. A kábelhossz ipari alkalmazásokban 10 km lehet. Az üzenetet Start bit vezeti be, ezt követi a 11 bites objekt identifier ami arbitrációs eseményként is szolgál, mire az utolsó bitje a vezetékre kerül, eldől, melyik Master működhet. Az üzenet következő részlete az adat, amit 15 bites CRC ellenőrző kód követ, az üzenetet a nyugtázó mező és az üzenet vége jelzés zárja le. Az ipari irányítási rendszerek különleges területe a mozgó egységek kezelése, felügyelete, irányítása. A korszerű automatikus raktározási és anyagmozgatási rendszerek irányításának egy lehetséges megoldása az infravörös digitális adathálózat. A Rolltronic cég rendszere a technológiai csarnok mennyezetén helyezi el a rögzített IR adó/vevő egységeket, az automatikus targoncákon, szállító egységeken a mobil elemeket szerelik fel. A rendszerbe IR csatolóval PC, robotvezérlő, szerszámgép vezérlő is bekapcsolható. A rögzített IR egység RS232C vagy RS422 jelleggel kapcsolódik a központi számítógéphez. Az IR egységek hatótávolsága 40 m. Felhasználási területei még: o Kórházi műtők (asztal mozgatás) o Motorok irányítása Jellemzői: Nagy adatátviteli sebesség [1 Mbit/s] 40 m távolságban Aszinkron vonal 1 km-es kábelhossz esetén, 5 kbit/s - ra csökken az adatátviteli sebesség Nincs küldő és fogadó, csak a csomag van azonosítva pl. BASIC CAN(11 bites azonosító), PELI CAN(Extended verzió:29 bites azonosító)