Industrielle Kommunikationsschnittstellen

Industrielle Kommunikationsschnittstellen

In unserer modernen Welt existiert eine Vielzahl von verschiedenen elektronischen Geräten. Einige davon, wie zum Beispiel Wecker und Taschenrechner, laufen vollkommen selbststän-dig. Andere, wie zum Beispiel PC-Maus oder Drucker, sind allein nicht nutzbar, so dass ein Datenaustausch mit anderen Geräten zwingend notwendig ist. Im Automobil und der Prozessautomation kommen Steuergeräte und Sensoreinheiten zum Einsatz, die sicher miteinander kommunizieren müssen. Um diesen Datenaustausch zu ermöglichen, existieren verschiedene Kommunikationstechnologien. Zu diesen gehören unter anderem auch Ethernet, USB, Bluetooth und CAN.
Ethernet ist eine weit verbreitete Technologie, um Daten in lokalen Netzen mit hoher Ge-schwindigkeit auszutauschen. Es handelt sich dabei um ein kabelgebundenes System, in dem alle Teilnehmer gleichberechtigt sind.

USB (Universal Serial Bus) ist ein moderner Standard, um PC-Peripherie anzubinden. Durch seine Universellität kann es für fast alle Gerätetypen eingesetzt werden. Der Bus-Zugriff er-folgt hier nach dem Master-Slave-Prinzip, wobei der PC als Master fungiert. Außerdem ist die Stromversorgung per USB-Kabel möglich, so dass Geräte auch ohne eigene Stromversorgung arbeiten können.

Bluetooth ist für die Funkvernetzung von Geräten über kurze Distanz (WPAN) entwickelt worden. Bluetooth bildet dabei die Schnittstelle, über die sowohl mobile Kleingeräte, wie Mo-biltelefone und PDAs, als auch Computer und Peripheriegeräte miteinander kommunizieren können. Hauptzweck von Bluetooth ist das Ersetzen von Kabelverbindungen zwischen Gerä-ten. Es arbeitet im lizenzfreien 2,4 GHz ISM Band und hat sich daher relativ schnell verbrei-tet.

CAN (Controller Area Network) ist ein serielles Feldbussystem, was ursprünglich für die Vernetzung von Automobil-Steuergeräten entwickelt wurde. Heute findet man es in vielfälti-gen Bereichen, wie der Automobilbranche, der Prozessautomation und der Medizintechnik. Außerdem existieren eine Reihe Erweiterungen, wie CANopen oder DeviceNET, die auf dem CAN-Standard aufbauen. Aufwendige Kabelbäume wurden durch ein Bussystem ersetzt, das zuverlässig, störunempfindlich und echtzeitfähig ist.

Da immer neue Geräte entwickelt werden, die eine dieser Technologien nutzen, sind Fach-kräfte notwendig, die detaillierte Kenntnisse besitzen, um diese Geräte entwickeln zu können. Zur Vermittlung dieser Kenntnisse wurden die Schnittstellenmodule „CAN“, „Ethernet“, „USB“ und „Bluetooth“ in das MCLS-modular® integriert.

Zum Kennenlernen der Mechanismen dieser Kommunikationsschnittstellen und deren realen Anwendung sind umfangreiche Versuchshandbücher mit zahlreichen Experimenten verfügbar:

• CMC 13 Controller Area Network – CAN
• CMC 14 Ethernet
• CMC 15 Universal Serial Bus - USB
• CMC 16 Bluetooth

Dipl.-Ing. (FH) H.Polster

Application Center Microcontroller
Hochschule Mittweida (FH)