DE102017221429A1 - Means of transport, work machine and bus participant for a PSI-5 bus - Google Patents

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Abstract

Es werden ein Fortbewegungsmittel, eine Arbeitsmaschine sowie ein Bus-Teilnehmer für einen PSI-5-Bus vorgeschlagen. Der Bus-Teilnehmer umfasst:• einen Mikrocontroller und• einen Sensor,wobei auf dem Mikrocontroller eine Software installiert ist, mittels welcher er eingerichtet ist, den Sensor als Slave in dem PSI-5-Bus zu betreiben.It proposes a means of transportation, a working machine and a bus participant for a PSI-5 bus. The bus user comprises: a microcontroller and a sensor, with software installed on the microcontroller, by means of which it is set up to operate the sensor as a slave in the PSI-5 bus.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fortbewegungsmittel, eine Arbeitsmaschine sowie einen Bus-Teilnehmer für einen PSI-5-Bus. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine flexible und kostengünstige Hardware zur Realisierung von PSI-5-Bus-Slaves.The present invention relates to a vehicle, a work machine and a bus subscriber for a PSI-5 bus. In particular, the present invention relates to a flexible and inexpensive hardware for implementing PSI-5 bus slaves.

Moderne Fortbewegungsmittel werden in zunehmendem Maße mit Umgebungssensorik und Aktoren versehen, um den Fahrer im Zusammenwirken mit Auswerteelektronik bei der Führung des Fortbewegungsmittels zu unterstützen. Entsprechendes gilt für Arbeitsmaschinen und ihre Anwender. Die periphere Sensorschnittstelle 5 („peripheral sensor interface 5“, PSI-5) ist ein Bussystem, das durch seine Auslegung eine hohe Störsicherheit garantiert. Es ist strom- und spannungsgeführt und verwendet eine Manchester-Codierung sowie CRC (cyclic redundancy check). Da es sich um einen offenen Standard handelt, ist eine Implementierung ohne Lizenzkosten möglich, wodurch sich der PSI-5-Standard rasch verbreitet hat. Eine weitere Verbreitung ist abzusehen. Bei dem PSI-5 handelt es sich um ein Master-Slave-System, d.h., es gibt immer ein übergeordnetes Steuergerät (Master), welches die untergeordneten Steuergeräte (Slaves) abfragt, steuert und die Kommunikation synchronisiert. Durch die digitale Übertragung der Information bietet es wichtige Vorteile im Vergleich zu heute eingesetzten analogen Übertragungssystemen, wie z.B. Störsicherheit und Diagnosefähigkeit. Eingesetzt wird PSI-5 derzeit im KFZ-Bereich vor allem für Sensoren (z.B. Airbag-Steuergeräte), kommt aber zunehmend bei Sensor-Neuentwicklungen zum Einsatz.Modern means of locomotion are increasingly provided with environmental sensors and actuators to assist the driver in cooperation with evaluation in the management of the means of transport. The same applies to work machines and their users. The peripheral sensor interface 5 ("Peripheral sensor interface 5", PSI 5 ) is a bus system, which guarantees high interference immunity by its design. It is current and voltage controlled and uses Manchester coding as well as CRC (cyclic redundancy check). Since this is an open standard, an implementation without license costs is possible, which means that the PSI 5 Standard has spread rapidly. Further distribution is foreseeable. In the PSI 5 is a master-slave system, ie, there is always a higher-level control unit (master), which interrogates the slave control units (slaves), controls and synchronizes the communication. The digital transmission of information offers important advantages compared to analog transmission systems used today, such as interference immunity and diagnostic capability. PSI is used 5 Currently in the automotive sector, especially for sensors (eg airbag control units), but is increasingly used in sensor new developments.

Am Markt sind PSI-5-Slave-Schnittstellen nicht verfügbar. Daher besteht keine Möglichkeit, einen PSI-5 für Sensoren zu adaptieren, ohne einen erheblichen (Hardware)-Entwicklungsaufwand zu betreiben. Vielmehr muss immer ein großer Hersteller einbezogen werden, der die erforderliche Software entwickelt und implementiert.PSI-5 slave interfaces are not available on the market. Therefore, there is no way to adapt a PSI-5 for sensors without a significant (hardware) -developungsaufwand to operate. Rather, a large manufacturer must always be involved, who develops and implements the required software.

Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Realisierung von PSI-5-Bussystemen flexibler und kostengünstiger realisieren zu können.Based on the aforementioned prior art, it is an object of the present invention to realize the realization of PSI-5 bus systems more flexible and cost-effective.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Bus-Teilnehmer für einen PSI-5-Bus gelöst, welcher einen Mikrocontroller und einen Sensor umfasst. Der Mikrocontroller kann als herkömmlicher Mikrocontroller verstanden werden, auf welchem eine Software installierbar ist, ohne dass nach Art eines FPGA oder eines ASIC dauerhafte und/oder aufwendige Programmierungen vorgenommen werden müssen. Insbesondere kann der Mikrocontroller durch ein einfaches Steuergerät (beispielsweise einen PC, ein Tablet oder ein anderes automobiles Steuergerät) mit der Software bespielt werden. Unter Software ist beispielsweise das Betriebssystem des Mikrocontrollers zu verstehen. Mit anderen Worten wird die Software verwendet, um den erfindungsgemäßen Bus-Teilnehmer als solchen am PSI-5-Bus zu betreiben. Der Sensor kann beispielsweise ein Umgebungssensor, ein elektromechanischer Sensor, ein optischer Sensor o.ä. sein. Seine Informationen werden insbesondere auch über einen/den PSI-5-Bus verteilt. Erfindungsgemäß ist die Software eingerichtet, den Sensor als Slave in dem PSI-5 zu betreiben. Die Rolle des Slaves schließt insbesondere aus, dass der Bus-Teilnehmer die übrigen Slaves abfragt und/oder steuert und/oder die Kommunikation mit diesen synchronisiert. Durch die Verwendung des Mikrocontrollers und der auf ihm installierten Software kann eine flexible Anpassung der Funktionalität erfindungsgemäßer Bus-Teilnehmer erzielt werden. Zudem können die Bauteilkosten erheblich gesenkt werden. Funktionsmehrungen können durch einfache Software-Updates vorgenommen werden, ohne dass Hardware zu tauschen ist. Insbesondere kann die Software (z.B. mittels eines weiteren Bus-Teilnehmers und/oder ohne weiteren Prozessor) over-the-air aktualisiert werden bzw. mit neuer Software versehen werden. Selbst nach Auslieferung an einen Kunden kann ein mit einem erfindungsgemäßen Bus-Teilnehmer versehenes Fortbewegungsmittel oder eine entsprechende Arbeitsmaschine flexibel in ihrem Funktionsumfang verändert, insbesondere gemehrt, werden.The above object is achieved by a bus subscriber for a PSI-5 bus, which includes a microcontroller and a sensor. The microcontroller can be understood as a conventional microcontroller on which a software can be installed without the need for an FPGA or ASIC permanent and / or complex programming must be made. In particular, the microcontroller can be recorded by the software by means of a simple control unit (for example a PC, a tablet or another automobile control unit). By software is meant, for example, the operating system of the microcontroller. In other words, the software is used to operate the bus subscriber according to the invention as such on the PSI-5 bus. The sensor may, for example, an environment sensor, an electromechanical sensor, an optical sensor, or the like. his. His information is also distributed via a PSI-5 bus. According to the invention, the software is set up to operate the sensor as a slave in the PSI-5. The role of the slave excludes, in particular, that the bus user polls and / or controls the remaining slaves and / or synchronizes the communication with them. By using the microcontroller and the software installed on it, a flexible adaptation of the functionality of bus subscribers according to the invention can be achieved. In addition, the component costs can be significantly reduced. Functional enhancements can be made by simple software updates without having to swap hardware. In particular, the software (for example by means of another bus subscriber and / or without further processor) can be updated over-the-air or provided with new software. Even after delivery to a customer, a means of transport provided with a bus subscriber according to the invention or a corresponding work machine can be flexibly changed in its functional scope, in particular increased.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.

Der Mikrocontroller ist bevorzugt eingerichtet, von einem Master des PSI-5-Busses erhaltene Anfragen zu beantworten. Mit anderen Worten ist der Mikrocontroller eingerichtet, eine Kommunikation des PSI5-Masters zu bedienen. Insbesondere ist der Mikrocontroller eingerichtet, ausschließlich die vom Master des PSI-5-Busses erhaltenen Anfragen zu beantworten. Diese Vorgänge können beispielsweise durch ein vordefiniertes Spannungssignal vom PSI-5-Bus angestoßen werden, welches durch den Master gesendet worden ist. Der Mikrocontroller kann hierbei beispielsweise den Sensor aktivieren, Daten abfragen oder Betriebsparameter des Sensors anpassen. Insbesondere kann der Mikrocontroller auch weitere Funktionen des erfindungsgemäßen Bus-Teilnehmers übernehmen, wie beispielsweise die Auswertung der vom Sensor gelieferten Daten und/oder die Einleitung geeigneter Maßnahmen. Auf diese Weise kann der Mikrocontroller für eine Vielzahl Aufgaben verwendet werden, wodurch sich der Hardwareaufwand für den Mikrocontroller durch die Bereitstellung einer Vielzahl von Funktionen wirtschaftlich gestaltet.The microcontroller is preferably configured to respond to requests received from a master of the PSI-5 bus. In other words, the microcontroller is set up to operate a communication of the PSI5 master. In particular, the microcontroller is set up to answer only the requests received from the master of the PSI-5 bus. These operations may be initiated, for example, by a predefined voltage signal from the PSI-5 bus sent by the master. In this case, the microcontroller can, for example, activate the sensor, query data or adjust operating parameters of the sensor. In particular, the microcontroller can also take over further functions of the bus subscriber according to the invention, such as, for example, the evaluation of the data supplied by the sensor and / or the initiation of suitable measures. In this way, the microcontroller can be used for a variety of tasks, thereby making the hardware cost for the microcontroller economical by providing a variety of functions.

Der erfindungsgemäße Bus-Teilnehmer kann in Serienfahrzeugen verbaut sein, welche insbesondere nach Auslieferung an den jeweiligen Kunden im Feld befindlich sind und dort in bestimmungsgemäßer Weise betrieben werden. Mit anderen Worten wird der erfindungsgemäße Aufbau des Bus-Teilnehmers nicht als Prototyp verstanden. The bus subscriber according to the invention can be installed in production vehicles which are located in the field, in particular after delivery to the respective customer, where they are operated in the intended manner. In other words, the inventive structure of the bus subscriber is not understood as a prototype.

Der Sensor kann beispielsweise einen Höhenstandssensor, einen Beschleunigungssensor (z.B. für den Airbag und/oder das Fahrwerk eines Fortbewegungsmittels), einen elektromagnetischen Sensor, einen magnetostriktiven Sensor, einen optischen Sensor, einen Drucksensor, einen Unterdrucksensor, einen Drehratensensor und/oder einen Positionssensor (z.B. rotatorisch, linear) umfassen. Die vorgenannten Beispiele sind nicht abschließend zu verstehen und dienen lediglich der Veranschaulichung.The sensor may, for example, a level sensor, an acceleration sensor (eg for the airbag and / or the chassis of a means of locomotion), an electromagnetic sensor, a magnetostrictive sensor, an optical sensor, a pressure sensor, a vacuum sensor, a rotation rate sensor and / or a position sensor (eg rotary, linear). The above examples are not exhaustive and are for illustrative purposes only.

Der erfindungsgemäße Bus-Teilnehmer kann beispielsweise auch einen Stellmotor aufweisen. Mit anderen Worten kann der Bus-Teilnehmer einen Aktuator aufweisen, wobei der Mikrocontroller insbesondere weiter eingerichtet ist, den Stellmotor als Slave in den PSI-5-Bus zu betreiben. Die oben genannten Ausführungen gelten in entsprechender Weise daher auch für den Aktuator/Stellmotor und seine Beziehung zum Mikrocontroller/Bus-Teilnehmer.The bus subscriber according to the invention can also have, for example, a servomotor. In other words, the bus user can have an actuator, wherein the microcontroller is in particular further configured to operate the servomotor as a slave in the PSI-5 bus. The abovementioned embodiments therefore also apply correspondingly to the actuator / servomotor and its relationship to the microcontroller / bus user.

Die Software für den Mikrocontroller kann beispielsweise (ursprünglich) in der Programmiersprache „C“ geschrieben sein. Mit anderen Worten basiert die Funktionalität auf einem in der Programmiersprache „C“ geschriebenen source code. Durch die weite Verbreitung der Programmiersprache „C“ wird eine weltweite Verwendung und Aktualisierung des Funktionsumfangs des erfindungsgemäßen Bus-Teilnehmers sichergestellt.The software for the microcontroller can be written (originally) in the programming language "C", for example. In other words, the functionality is based on a source code written in the "C" programming language. Due to the widespread use of the programming language "C" worldwide use and update of the functional scope of the bus subscriber according to the invention is ensured.

Es ist ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung, das PSI-5-Protokoll in Software auf kleineren Mikrocontrollern umzusetzen. Dadurch steht eine eigene Protokollimplementierung zur Verfügung, die zunächst unabhängig von einer IP oder einem Hersteller ist, der sie in einem ASIC oder FPGA implementiert. Eine solche Realisierung erlaubt bei der Umsetzung von Sensorsystemen sehr große Freiheitsgrade bezüglich Hardware-Auswahl und erlaubt im Vergleich zu ASICs oder FPGAs eine kostengünstige Realisierung auch in kleinen Stückzahlen. Einen weiteren Vorteil der Implementierung auf einen Mikrocontroller bietet die Tatsache, dass der Controller neben der Protokollabarbeitung auch weitere spezifische Aufgaben, wie z.B. Berechnung und Umrechnung von Werten, Umsetzung von Analog-Eingängen, Diagnosen und ähnliches übernehmen kann. Als ein weiterer Vorteil ist hier noch der gleichzeitige Einsatz von weiteren Bussystemen, wie z.B. CAN, auf demselben Controller, zu nennen.It is a core idea of the present invention to implement the PSI-5 protocol in software on smaller microcontrollers. This provides a proprietary protocol implementation that is initially independent of an IP or vendor that implements it in an ASIC or FPGA. Such a realization allows for the implementation of sensor systems very high degrees of freedom in terms of hardware selection and allows in comparison to ASICs or FPGAs cost-effective implementation, even in small quantities. Another advantage of implementing it on a microcontroller is the fact that the controller, in addition to protocol processing, also has other specific tasks, such as e.g. Calculation and conversion of values, implementation of analog inputs, diagnostics and the like can take over. As a further advantage here is the simultaneous use of further bus systems, such as e.g. CAN, on the same controller, to call.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung der Programmiersprache „C“ ermöglicht eine größtmögliche Unabhängigkeit vom eingesetzten Mikrocontroller-Modell bzw. ermöglicht eine einfache Portierung auf andere Derivate und Systeme. Die hardwarespezifischen Unterschiede der verfügbaren Controllerderivate bezüglich der notwendigen Controller-Peripherie, wie Timer, Interrupt, etc., können entweder über Compilerswitches oder über unterschiedliche Bibliotheken gehandhabt werden. Durch die freie Verfügbarkeit von Compilern wie z.B. GNU C, kann der OpenSource bzw. OpenHardware-Gedanke, bei Bedarf weiterverfolgt werden, da GNU C für eine Vielzahl von Mikrocontrollern auf dem Markt erhältlich ist.Another advantage of using the "C" programming language allows for the greatest possible independence from the microcontroller model used or enables easy porting to other derivatives and systems. The hardware-specific differences of the available controller derivatives with regard to the necessary controller peripherals, such as timers, interrupt, etc., can be handled either via compiler switches or via different libraries. Due to the free availability of compilers such as GNU C, the OpenSource or OpenHardware idea, can be followed up as needed, as GNU C is available for a variety of microcontrollers in the market.

An den Mikrocontroller werden gewisse Anforderungen bezüglich der Timer- und Interrupt-Funktionen gestellt, um die zeitlichen Abhängigkeiten des Protokolls auflösen zu können. Die Detektion der Sync- und Informationsimpulse des Protokolls erfolgt über diese Funktionen. Eine Interrupt-Funktion wird für die Detektion des PSI-5-Sync-Impulses eingesetzt, der den Beginn der Datenübertragung markiert. Die darauffolgenden Impulse, die die zu übertragenden Daten beinhalten, werden über einen oder mehrere Timer ausgewertet. Diese Anforderungen werden vom Großteil der heute verfügbaren Mikrocontroller erfüllt.Certain requirements regarding the timer and interrupt functions are made to the microcontroller in order to be able to resolve the temporal dependencies of the protocol. The detection of the Sync and information pulses of the protocol via these functions. An interrupt function is used to detect the PSI-5 sync pulse that marks the beginning of the data transfer. The subsequent pulses, which contain the data to be transmitted, are evaluated via one or more timers. These requirements are met by most of the microcontrollers available today.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fortbewegungsmittel vorgeschlagen, welches ein PSI-5-Bus, einen PSI-Bus-Master und einen Bus-Teilnehmer gemäß dem erstgenannten Erfindungsaspekt aufweist. Der Sensor ist hierbei insbesondere ein für den Betrieb des Fortbewegungsmittels vorgesehener Sensor. Insbesondere kann der Sensor dauerhaft zum Verbleib und Betrieb im Fortbewegungsmittel vorgesehen sein. Der Sensor kann beispielsweise ein Fahrdynamiksensor, ein Umgebungssensor, etc., sein. Die auf dem erfindungsgemäßen Bus-Teilnehmer laufende Software kann beispielsweise über eine over-the-air-Schnittstelle des Fortbewegungsmittels aktualisiert werden, um Bugfixing und/oder Funktionsmehrungen zu ermöglichen.According to a second aspect of the present invention, there is proposed a traveling means comprising a PSI-5 bus, a PSI bus master, and a bus subscriber according to the first aspect of the invention. The sensor is in this case in particular a sensor provided for the operation of the means of locomotion. In particular, the sensor can be permanently provided for remaining and operating in the means of locomotion. The sensor may be, for example, a vehicle dynamics sensor, an environmental sensor, etc. The software running on the bus subscriber according to the invention can be updated, for example, via an over-the-air interface of the means of locomotion in order to enable bugfixing and / or functional enhancements.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Arbeitsmaschine vorgeschlagen, welche einen PSI-5-Bus, einen PSI-5-Bus-Master und einen Bus-Teilnehmer gemäß dem erstgenannten Erfindungsaspekt aufweist. Der Sensor kann beispielsweise ein für den Betrieb der Arbeitsmaschine vorgesehener Sensor sein. Insbesondere ist der Sensor für den dauerhaften Verbleib und Betrieb in der Arbeitsmaschine vorgesehen. Er kann beispielsweise als optischer Sensor, Kraftsensor, Abstandssensor, Umgebungssensor, o.ä., ausgestaltet sein.According to a third aspect of the present invention there is provided a work machine comprising a PSI-5 bus, a PSI-5 bus master, and a bus subscriber according to the first aspect of the invention. The sensor may be, for example, a sensor provided for the operation of the work machine. In particular, the sensor is provided for the permanent whereabouts and operation in the work machine. It can be designed, for example, as an optical sensor, force sensor, distance sensor, environmental sensor, or the like.

Auf diese Weise verwirklichen das erfindungsgemäße Fortbewegungsmittel und die erfindungsgemäße Arbeitsmaschine die Merkmale, Merkmalskombinationen und die sich aus diesen ergebenden Vorteile des erfindungsgemäßen Bus-Teilnehmers derart ersichtlich in entsprechender Weise, dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.In this way, the means of transport according to the invention and the working machine according to the invention realize the features, combinations of features and the advantages of the bus subscriber according to the invention that can be seen in a corresponding manner so that reference is made to the above statements to avoid repetition.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:

  • 1 eine Prinzipskizze zum Aufbau eines erfindungsgemäßen PSI-5-Systems, und
  • 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Bus-Anbindung eines erfindungsgemäßen Bus-Teilnehmers.
Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following description and the figures. Show it:
  • 1 a schematic diagram for the construction of a PSI invention 5 -Systems, and
  • 2 a schematic representation of an embodiment of a bus connection of a bus subscriber according to the invention.

1 zeigt ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Bussystem, in welchem ein gemäß dem Stand der Technik ausgestaltetes Master-Steuergerät 6 mit einem Mikrocontroller 3 und einem über eine Schnittstelle 7 an den Mikrocontroller 3 angeschlossenen Transceiver ASIC 8 eingerichtet ist, die Buskommunikation eines PSI-5-Busses 2 zu koordinieren. Der PSI-5-Bus 2 ist als Zweidraht-System ausgestaltet, in welchem einzelne Bus-Teilnehmer 1 umfassend einzelne Sensoren 4a, 4b oder in Reihe geschaltete Bus-Teilnehmer 1 umfassend Sensoren 4c, 4d, 4e, 4f, 4g betrieben und informationstechnisch verknüpft werden. Während der Sensor 4a als herkömmlicher Sensor ausgestaltet ist, ist der Sensor 4b erfindungsgemäß über einen Mikrocontroller 3 als Slave in das Bussystem integriert. Auch die Sensoren 4c und 4d sind in erfindungsgemäßer Weise über Mikrocontroller 3 als Slaves in den PSI-5-Bus 2 integriert. Die Sensoren 4e, 4f sind in herkömmlicher Weise ausgestaltet, während der Bus-Teilnehmer 1 umfassend den Sensor 4g in erfindungsgemäßer Weise über einen Mikrocontroller 3 in den PSI-5-Bus 2 integriert ist. 1 shows a designed according to the invention bus system, in which a designed according to the prior art master control unit 6 with a microcontroller 3 and one over an interface 7 to the microcontroller 3 connected transceiver ASIC 8th is set up to coordinate the bus communication of a PSI-5 bus 2. The PSI-5 bus 2 is designed as a two-wire system in which individual bus participants 1 comprising individual sensors 4a . 4b or bus subscribers connected in series 1 comprising sensors 4c . 4d . 4e . 4f . 4g be operated and linked information technology. While the sensor 4a is designed as a conventional sensor, the sensor 4b according to the invention via a microcontroller 3 integrated as slave in the bus system. Also the sensors 4c and 4d are in accordance with the invention via microcontroller 3 integrated into the PSI-5 bus 2 as slaves. The sensors 4e . 4f are configured in a conventional manner while the bus subscriber 1 comprising the sensor 4g in accordance with the invention via a microcontroller 3 into the PSI-5 bus 2 is integrated.

2 zeigt eine Prinzipskizze des elektrischen Netzwerkes zur Integration eines erfindungsgemäß ausgestalteten Sensors 4 mit einem Mikrocontroller 3. Da PSI-5 in einer Übertragungsrichtung stromgeführt ist und Mikrocontroller in der Regel keine Stromschnittstellen besitzen, müssen diese extern umgesetzt werden. Hierbei können marktübliche Schaltungen für Konstantstromquellen zum Einsatz kommen. Eine Anpassung an höhere Spannungspegel, als sie Mikrocontroller verwenden, z.B. die KFZ-üblichen 12 V Energiebordnetzsysteme, muss ebenfalls extern über entsprechende Spannungsteiler umgesetzt werden. Hierzu sind einfache resistive Spannungsteiler im Regelfall ausreichend. Auf dem Markt zunehmend verfügbare PSI-5-Transceiver können dies ebenfalls leisten. Der Mikrocontroller 3 ist eingerichtet, einen Schalter 9 zu betätigen, mittels dessen eine Konstantstromquelle zum Treiben eines vordefinierten Stroms Isink zwischen den Adern des PSI-5-Busses 2 veranlasst wird. Der Konstantstromquelle ist ein Kondensator Cs parallel geschaltet, über welchem die Busspannung VSS (Steuersignal vom Master-Bus-Teilnehmer, nicht dargestellt) abfällt. Die Widerstände RCS bezeichnen die Übergangswiderstände des Sensor-Anschlusssteckers. Im Ergebnis ist eine flexible, kostengünstige und weitgehend herstellerunabhängige Bus-Topologie möglich. Zudem können insbesondere Sensoren und Aktoren einfach und kostengünstig in PSI-5-Bussysteme integriert werden. 2 shows a schematic diagram of the electrical network for integrating a sensor designed according to the invention 4 with a microcontroller 3 , Since PSI 5 in a transmission direction is current and microcontroller usually have no power interfaces, they must be implemented externally. In this case, commercially available circuits for constant current sources can be used. An adaptation to higher voltage levels, as they use microcontroller, such as the usual 12V power battery systems, must also be implemented externally via appropriate voltage divider. Simple resistive voltage dividers are generally sufficient for this purpose. Increasingly available PSI-5 transceivers on the market can do the same. The microcontroller 3 is set up, a switch 9 by means of which a constant current source for driving a predefined current I sink between the wires of the PSI-5 bus 2 is initiated. The constant current source is connected in parallel with a capacitor Cs, above which the bus voltage V SS (Control signal from the master bus user, not shown) drops. The resistors R CS denote the contact resistance of the sensor connector. As a result, a flexible, cost-effective and largely manufacturer-independent bus topology is possible. In addition, sensors and actuators, in particular, can be easily and inexpensively integrated in PSI 5 Bus systems are integrated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Bus-TeilnehmerBus devices
22
PSI-5-BusPSI-5 bus
33
Mikrocontrollermicrocontroller
4, 4a-4g4, 4a-4g
Sensorensensors
66
Steuergerätcontrol unit
77
Schnittstelleinterface
88th
Transceiver ASICTransceiver ASIC
99
Schaltercounter
CS C S
Kondensatorcapacitor
Isink I sink
vordefinierter Strompredefined current
RCS R CS
Übergangswiderstand des Sensor-AnschlusssteckersContact resistance of the sensor connector
VSS V SS
Bus-SpannungBus voltage

Claims (10)

Bus-Teilnehmer (1) für einen PSI-5-Bus (2), wobei der Bus-Teilnehmer (1) umfasst: • einen Mikrocontroller (3) und • einen Sensor (4), wobei auf dem Mikrocontroller (3) eine Software installiert ist, mittels welcher er eingerichtet ist, den Sensor (4) als Slave in dem PSI-5-Bus (2) zu betreiben.Bus subscriber (1) for a PSI-5 bus (2), wherein the bus subscriber (1) comprises: • a microcontroller (3) and • a sensor (4), wherein on the microcontroller (3) software is installed, by means of which it is arranged to operate the sensor (4) as a slave in the PSI-5 bus (2). Bus-Teilnehmer nach Anspruch 1, wobei der Mikrocontroller (3) eingerichtet ist, eine Kommunikation des Bus-Teilnehmers (1) vom PSI-5-Bus (2) zu steuern.Bus participants after Claim 1 wherein the microcontroller (3) is arranged to control communication of the bus user (1) from the PSI-5 bus (2). Bus-Teilnehmer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Mikrocontroller (3) eingerichtet ist, über ein Over-The-Air-Update neue Software zu erhalten.Bus participants after one of the Claims 1 or 2 wherein the microcontroller (3) is adapted to receive new software via an over-the-air update. Bus-Teilnehmer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Mikrocontroller (3) kein FPGA und keinen ASIC umfasst.Bus subscriber according to one of the preceding claims, wherein the microcontroller (3) comprises no FPGA and no ASIC. Bus-Teilnehmer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Sensor (4) - einen Höhenstandssensor und/oder - einen Beschleunigungssensor und/oder - einen elektromagnetischen Sensor und/oder - einen magnetostriktiven Sensor und/oder - einen optischen Sensor und/oder - einen Drucksensor und/oder - einen Unterdrucksensor und/oder - einen Drehratensensor und/oder - einen Positionssensor umfasst.Bus subscriber according to one of the preceding claims, wherein the sensor (4) - a level sensor and / or - an acceleration sensor and / or - an electromagnetic sensor and / or - a magnetostrictive sensor and / or - an optical sensor and / or - a pressure sensor and / or - a vacuum sensor and / or - a rotation rate sensor and / or - Includes a position sensor. Bus-Teilnehmer nach einem der vorstehenden Ansprüche weiter umfassend einen Stellmotor, wobei der Mikrocontroller (3) weiter eingerichtet ist, den Stellmotor als Slave in dem PSI-5-Bus (2) zu betreiben.Bus subscriber according to one of the preceding claims further comprising a servomotor, wherein the microcontroller (3) is further adapted to operate the servomotor as a slave in the PSI-5 bus (2). Bus-Teilnehmer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Software in der Programmiersprache C geschrieben ist.Bus subscriber according to one of the preceding claims, wherein the software is written in the C programming language. Fortbewegungsmittel umfassend - einen PSI-5-Bus (2), - einen PSI-5-Bus- Master (6) und - einen Bus-Teilnehmer (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Sensor (4) des Bus-Teilnehmers (1) ein Sensor (4) für den Betrieb des Fortbewegungsmittels ist.Means of transport comprising a PSI-5 bus (2), - a PSI-5 bus master (6) and - A bus subscriber (1) according to any one of the preceding claims, wherein the sensor (4) of the bus subscriber (1) is a sensor (4) for the operation of the means of locomotion. Fortbewegungsmittel nach Anspruch 8, welches eingerichtet ist, über ein Over-The-Air-Update neue Software für den Mikrocontroller (3) zu erhalten.Means of transportation Claim 8 , which is set up to receive new software for the microcontroller (3) via an over-the-air update. Arbeitsmaschine umfassend - einen PSI-5-Bus (2), - einen PSI-5-Bus- Master (6) und - einen Bus-Teilnehmer (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 7, wobei der Sensor (4) des Bus-Teilnehmers (1) ein Sensor (4) für den Betrieb der Arbeitsmaschine ist.Working machine comprising - a PSI-5 bus (2), - a PSI-5 bus master (6) and - a bus participant (2) according to one of the preceding Claims 1 to 7 , wherein the sensor (4) of the bus subscriber (1) is a sensor (4) for the operation of the working machine.
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