DE4114921C2

DE4114921C2 -

Info

Publication number: DE4114921C2
Application number: DE19914114921
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 8201 Bad Feilnbach De Koschke
Original assignee: AHLBORN MESS- und REGELUNGSTECHNIK 8150 HOLZKIRCHEN DE
Current assignee: AHLBORN MESS- und REGELUNGSTECHNIK 8150 HOLZKIRCHEN DE
Priority date: 1991-05-07
Filing date: 1991-05-07
Publication date: 1993-06-24
Also published as: DE4114921A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Stecker mit einem elektrischen Datenträger gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der DE-OS 35 25 863 ist ein elektrischer Stecker bekannt, der in Kraftfahrzeugen zwischen einem Mehrfach- Anzeigeinstrument und einer zu zugeordneten elektrischen Geräten führenden Verkabelung eingesetzt wird. In dem mit der Verkabelung verbundenen Steckerteil ist eine elektronische Schaltung mit einem Datenträger integriert, der die auf dem Anzeigeinstrument dargestellten Anzeigewerte speichert. Hiermit soll verhindert werden, daß bei einem Auswechseln des Anzeigeinstruments die Werte, so z. B. der Kilometerstand, Inspektionsintervalle etc. verlorengehen.

Aus der DE-PS 35 37 432 ist eine Verbindungsleitung mit Steckern zur Übertragung von Signalen bekannt, wobei die Verbindungsleitung mindestens einen Lichtwellenleiter enthält und die Gehäuse beider Stecker jeweils eine elektronische Schaltung mit einem Datenträger enthalten. In der elektronischen Schaltung werden die Lichtwellensignale in elektrische Signale bzw. elektrische Signale in Lichtwellensignale umgesetzt, wobei die elektrischen Signale den Steckerstiften bzw. Anschlüssen der jeweiligen Stecker zugeführt bzw. von diesen abgenommen werden. Mit Hilfe des Datenträgers erfolgt nun eine Zuordnung zwischen den elektrischen Anschlüssen und den optischen Signalkanälen.

Aus der DE-OS 36 12 416 ist ein kodierbarer Steckverbinder mit mehreren Steckerstiften bekannt, bei denen die Kodierung, d. h. die Belegung der einzelnen Steckerstifte mit Hilfe eines elektronischen Datenträgers erfolgt, was wiederum eine Zuordnung der elektrischen Anschlüsse z. B. eines Gerätes auf mehrere Steckerstifte entspricht.

Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet elektrischer Steckverbindungen zwischen einem Gerät, z. B. einem Sensor oder einem Peripheriegerät, und einem Auswertegerät, wobei über den elektrischen Stecker zwischen den beiden Geräten elektrische Signale übertragen werden. Derartige elektrische Steckverbindungen sind in einer fast unübersehbaren Vielzahl bekannt. So wird für annähernd jedes Meßgerät, Sensor etc. eine eigene elektrische Steckverbindung entwickelt. Diese Maßnahme verkompliziert die Herstellung und Wartung von Auswertegeräten, Platinen oder dergleichen, da eine Vielzahl von elektrischen Steckverbindungen auf Lager gehalten werden muß.

Ferner sind eine oft große Anzahl verschiedener, aber kompatibler Geräte, z. B. Sensoren etc., mit ein und demselben Steckertyp versehen. Werden an ein Auswertegerät nacheinander unterschiedliche Geräte angeschlossen, so muß jedesmal das Auswertegerät manuell auf Signalart und Pegel der zu übertragenden Signale eingestellt werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Auswertegerät in einfacher und zuverlässiger Weise an ein anschließbares Gerät anzupassen.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Demgemäß sind in dem Datenträger die Kenndaten des anzuschließenden Gerätes und der übertragenen Signale gespeichert, die notwendig sind, um das Auswertegerät über eine in diesem integrierte Leseeinrichtung funktionsmäßig anzupassen. Der Datenträger ist hierbei an Steckerstifte angeschlossen, die von denjenigen getrennt sind, über die die Signale zwischen den beiden Geräten übertragen werden. Die Kenndaten werden dabei vorzugsweise seriell ausgelesen.

Bei einer derartigen Ausgestaltung eines Steckers paßt sich das Auswertegerät automatisch an das angeschlossene Gerät und die zu übertragenden Signale an, z. B. auf die Signalart und den Signalpegel der übertragenen Signale. Weiterhin können Kenndaten des angeschlossenen Gerätes gespeichert werden, so daß das angeschlossene Gerät mit seinen Eigenschaften bis ins Detail beschrieben ist. Auf diese Weise kann eine an das jeweilige Gerät angepaßte Bearbeitung der übertragenen Signale ermöglicht werden.

Der Datenträger ist vorzugsweise ein Nur-Lesespeicher, wobei dessen Programmierung z. B. vom Hersteller erfolgt. Möglich ist auch eine Ausbildung des Datenträgers als programmierbarer und elektrischer Baustein, z. B. EEPROM, so daß die etwa vom Hersteller eingestellte Programmierung vom Anmelder umprogrammiert oder geändert werden kann.

Für das Auslesen der Daten werden bei marktüblichen Bau steinen außer den Stromversorgungsleitungen nur zwei Signal leitungen, bei entsprechend modifizierten Bausteinen sogar nur eine zusätzliche Signalleitung benötigt.

Ohne Zutun des Anwenders und ohne Testmessungen kann sich ein Auswertegerät, z. B. ein Analogsignalmeßgerät, durch Auslesen der Daten im Stecker auf die Meßgröße - z. B. Span nung, Strom, Frequenz, Druck, Temperatur usw. -, auf die Signalgeberart - bei Temperaturmessungen z. B. auf die Thermo elementeart oder die Fühlerart, wie Pt100 oder NTC-Fühler - oder auf den Signalpegel einstellen. Zusätzlich gespeicherte Daten, wie Korrekturwerte bzw. ganze Kennlinien, Grenzwerte oder Skalierungsparameter, sowie die Angabe der physikali schen Einheit dienen bei der Weiterverarbeitung der über tragenen Signale dazu, daß z. B. Sensoren austauschbar werden und die Meßwerte mit höchster Genauigkeit und exakter Be zeichnung zur Verfügung stehen. Billige Standardfühler werden auf diese Weise zu Präzisionsmeßwertgebern.

In der digitalen Datenübertragungstechnik können verschiedene Schnittstellen in einem Stecker kombiniert werden. Durch die Programmierung des Steckers werden der Schnittstellentyp - z. B. RS-232, RS-422, RS-485, TTY, Centronics, IEEE-488 -, die Schnittstellenparameter - z. B. Baudrate und Parität - und das Schnittstellenprotokoll für die Übertragungseinrichtung erkennbar, so daß ohne langwierige Parametereinstellung auf beiden Seiten eine zuverlässige Datenübertragung zustande kommt.

Ein Wechsel der angeschlossenen Signalquellen oder der Signalempfänger ist damit jederzeit möglich, ohne daß eine einzige Ein stellung verändert werden muß. Dies bedeutet einen erheb lichen Gewinn an Zeit, Sicherheit und Zuverlässigkeit.

Als Anwendungsbeispiele des vorgeschlagenen Steckers seien z. B. der Anschluß von Meßfühlern für Druck, Feuchte oder Temperatur an Auswertegeräte oder Registriergeräte, wie Schreiber, erwähnt, weiterhin der Anschluß von Peripheriegeräten in der Computertechnik über digitale Schnittstellen oder der Anschluß von Alarmgeräten über Relays, so z. B. der Anschluß von Warnlampen oder Hupen etc. Die Steckverbindung kann auch als Koaxialstecker zum Anschluß von Niederfrequenzsignalen mit Abschirmung an Hochfrequenzgeräte, z. B. Generatoren oder Empfänger bzw. zur Verbindung von Netzwerkstationen verwendet werden. Ebenso ist der Anschluß von Hochspannungssignalen etwa bis 2,8 Kilovolt bzw. der Anschluß von Hochstromverbrauchern oder für Strommessungen möglich. Die Steckverbindungen können mit zusätzlichen Komponenten, wie Schaltern, Siche rungen und Kontrollelementen, etwa Lampen oder Anzeigen ausgerüstet werden, so daß das Universalsteckersystem zu einem kompletten Ein-Ausgabesystem vervollständigt wird.

Die Erfindung ist in Ausführungsbeispielen anhand der Zeich nung näher erläutert. In dieser stellen dar:

Fig. 1 einen geöffneten Stecker gemäß der Erfindung mit einem integrierten Datenträger;

Fig. 2 eine Ansicht auf die Stirnseite des Steckers in Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht auf die Frontseite einer den Stecker gemäß Fig. 1 aufnehmenden Buchse;

Fig. 4 eine Ansicht entsprechend Fig. 1 auf einen modi fizierten Stecker;

Fig. 5 ein Schaltbeispiel für die Belegung der Steckerstifte eines mit einem Temperaturfühler verbundenen Steckers.

In Fig. 1 ist ein Stecker 101 dargestellt, dessen Gehäuse 102 aus zwei C-förmigen Gehäusehälften besteht, so daß sich ein im Querschnitt rechteckförmiges Gehäuse ergibt. Am hinteren Ende des Gehäuses ist ein Kabelknickschutz 103 eingesetzt, durch das ein von einem Gerät, z. B. einem Sensor, kommendes Kabel in das Steckergehäuse eingeführt wird. Das vom Sensor kommende Kabel wird durch einen Fixierbügel 104 zur Zugentlastung festgeklemmt; die einzelnen Leitungen des Kabels werden in Schraubklemmen 105 fixiert.

Im vorderen Bereich des Steckers ist ein Steckerblock 106 angeordnet, in dem mehrere, in diesem Falle acht Stecker stifte 107 aufgenommen sind. Zum Schutz der aus dem Stecker block 106 herausragenden Steckerstifte 107 werden diese von einem Absatz 108 des rechteckigen Steckergehäuses 102 umgeben. Die Anschlußfahnen von sechs der Steckerstifte 107 sind zu den sechs Schraubklemmen 105, die Anschlußfahnen der restlichen zwei Steckerstifte sind zu Anschlüssen eines EEPROM-Bausteines 109 geführt. Dieser Datenträgerbaustein ist auf einer Leiterplatte 110 befestigt, wobei dessen Anschlüsse 111 nach Entfernen einer Gehäusehälfte zugänglich sind.

Auf der schmalen Ober- und Unterseite des Steckergehäuses 102 ist jeweils ein federgestützter Riegel 112 vorgesehen. Jeder Riegel ist in einer Ausnehmung 113 im Steckergehäuse gelegen und um eine Achse 114 im Steckerblock senkrecht zur Längsseite des Steckergehäuses 102 verschwenkbar. An ihren vorderen Enden tragen die Riegel 112 eine in das Innere des Fortsatzes 108 ragende Klaue 115.

Der beschriebene Stecker gemäß Fig. 1 kann in eine Buchse 120 eines nicht dargestellten Auswertegerätes gemäß Fig. 3 mit einem ebenfalls rechteckigen Gehäuse eingeschoben werden, die eine Aufnahmeöffnung 122 für den Fortsatz 108 des Steckers aufweist und an deren Boden acht Buchsenkontakte 123 zur Aufnahme der Steckerstifte 107 gelegen sind.

Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, weisen der Fortsatz 108 des Steckers sowie die Buchse 120 Stege mit Nasen und Ausnehmungen auf, die als Verdrehschutz 124 bzw. als Codie rung 125 dienen. Durch den Verdrehschutz 124 können die Stecker nur in einer bestimmten Lage in die Buchsen einge schoben werden; durch die Codierung können nur solche Stecker in die Buchsen geschoben werden, die die gleiche Codierung tragen, mit der etwa ein spezieller Sensortyp definiert wird.

In Fig. 4 ist eine Variante des Steckers aus Fig. 1 gezeigt, die sich im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß die Schraubklemmen fortgelassen und statt dessen eine Modulplatine 131 in das Steckergehäuse 102 eingesetzt ist. Auf dieser Modulplatine ist der Datenträger als EEPROM-Baustein 109 aufgesetzt und mit Anschlußfahnen von zwei Steckerstiften 107 verbunden. Die Anschlußfahnen der übrigen Steckerstifte sind zu Anschlüssen der Modul platine 131 geführt. Auf der Modulplatine befinden sich neben dem Datenträgerbaustein 109 noch weitere elektronische und elektrische Bauelemente, so z. B. zwei integrierte Schalt kreise 132, wie Operationsverstärker, mit weiteren Bauelementen 133. Sämtliche dieser Bausteine sind in herkömmlicher Technik mit Leiterbahnen auf der Modulplatine 131 verbunden. Die Leitungen des von dem Sensor kommenden Kabels sind an vier Leiterplatinenanschlüssen 134 verlötet. Mit dieser Stecker variante ist eine Vorverarbeitung und damit Standardisierung der vom Sensor abgegebenen Signale möglich, z. B. Verstärkung auf Einheitspegel oder Frequenz/Spannungswandlung, was zu einer Vereinfachung und Universalität des Auswertegerätes führt.

In Fig. 5 ist eine Belegung der Anschlüsse der Steckerstifte 107 des Steckers gemäß Fig. 1 für einen Pt-100-Temperatur fühler 141 dargestellt. Die vier Leitungen dieses Temperatur fühlers sind mit den Schraubklemmen von vier Kabelschuhen versehen und belegen somit vier Steckerstifte 107. Der fünfte Steckerstift wird von dem Meßgerät, mit dem der Sensor 141 verbunden ist, mit einer Betriebsspannung von 5 Volt für den Datenträgerbaustein 109 versorgt. Der sechste Steckerstift ist mit einem Takteingang T des Bausteines 109 und der siebte Steckerstift mit einem Datenein- und -ausgang dieses Bausteines 109 verbunden. Der achte und letzte Steckerstift dient zur Verbindung mit einer Masseleitung.

Das Auswertegerät kann mit einer Leseeinrichtung z. B. taktgesteuert aus dem Baustein 109 seriell über den Datenausgang D die in dem Baustein 109 gespeicherten Kenndaten des angeschlossenen Gerätes und der übertragenen Signale auslesen, so daß die Auswertung z. B. an den jeweiligen Sensor und dessen Kennlinie angepaßt werden kann.

Für einen Temperaturfühler sind diese Kenndaten oder Parameter z. B.:

Eingangsgröße:
Widerstand
Einheit:	Ohm
Bereich:	0-400 Ohm
Meßgröße:	Temperatur
Einheit:	°C
Bereich:	-200 . . . +850°C
Auflösung:	0,1°C
Linearisierung:	erforderlich
Koeffizienten:	Ro=100 Ohm
	A=3,90784 · 10^-3K^-2
	B=-0,5784084 · 10^-6K^-2
Nullpunktfehler:	-0,17°C
Korrekturfaktor:	1,007456

Falls in dem Stecker noch Operationsverstärker entsprechend Fig. 4 enthalten sind, kann z. B. die Stromquelle und der Differenzverstärker im Stecker integriert werden, so daß am Ausgang, d. h. an den Steckerstiften, wieder ein Einheitssignal erscheint.

Claims

1. Elektrischer Stecker mit mehreren Steckerstiften (107) für ein Gerät, mittels dem es zur Übertragung von Signalen mit der Anschlußbuchse (120) eines Auswertegerätes verbindbar ist, mit einer im Gehäuse (102) des Steckers angeordneten, einen Datenträger (109) aufweisenden elektronischen Schaltung, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) der Datenträger (109) ist an von den die Signale übertragenden Steckerstiften (107) getrennten Steckerstiften (107) angeschlossen;
b) im Datenträger (109) sind die Kenndaten des Gerätes und der übertragenen Signale gespeichert, die notwendig sind, um das Auswertegerät über eine in diesem integrierte Leseeinrichtung funktionsmäßig anzupassen.

2. Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten aus dem Datenträger (109) seriell abrufbar sind.

3. Stecker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenträger (109) ein Nur-Lesespeicher ist.

4. Stecker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenträger (109) ein programmierbarer und elektrisch löschbarer Baustein (EEPROM) ist.

5. Stecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse des Steckers (101) weitere elektronische Schaltungen (132, 133) zur Standardisierung der Signale vorhanden sind.