Handbuch - USB-Input-Device, digitale Eingänge und - ipcas GmbH

USB-Input-Device 

ipcas GmbH 

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Bedienungshandbuch

Inhaltsverzeichnis Seite 

1. EINLEITUNG.........................................................................3 

Rechtliche Hinweise ...........................................................................................3 

Sicherheitshinweise............................................................................................3 

Eingetragene Warenzeichen ..............................................................................4 

Besondere Hinweise...........................................................................................4 

Haftungsausschluss ...........................................................................................4 

Eingeschränkte Garantie....................................................................................4 

2. KOMMUNIKATION MIT DEM USB-INPUT-DEVICE ............5 

2.1 Kommunikation mit einem Terminalprogramm .............................................5 

3. KOMMANDOS, ANTWORTEN UND ZYKLEN .....................6 

4. PARAMETRIERUNG MIT USB-INPUT-DEVICE 

CONFIGURATION TOOL........................................................12 

4.1 Geräteauswahl ...........................................................................................12 

4.2 Die Lasche ‘General’ ..................................................................................12 

4.3 Die Lasche ’Pattern/Filter’ ..........................................................................14 

4.4 Die Lasche ’Single Events’ .........................................................................15 

4.5 Die Lasche ’Counters’ ................................................................................15 

4.6 Die Lasche ’Temperatures’.........................................................................16 

4.7 Zuweisung eines Sensors zu einer Temperatur .........................................17 

4.8 Die Lasche ’Metering Configuration’...........................................................18 

4.9 Die Lasche ’Work Monitor’..........................................................................19 

4.10 Die Lasche ’Peak Monitor’........................................................................20 

4.11 Die Lasche ’Temperature Monitor’............................................................21 

4.12 Die Lasche ’Communication’ ....................................................................22 

5. SCHNITTSTELLENBESCHREIBUNG ................................23 

5.1 Anschluss von digitalen Signalen ...............................................................24 

5.2 Anschluss von digitalen Stromzählern (S0) ................................................25 

5.3 Anschluss von digitalen Temperatursensoren (DS18S20) .........................26 

6. TECHNISCHE DETAILS FÜR USB-INPUT-DEVICE..........27 

Änderungen vorbehalten Stand 16.07.10 

ipcas GmbH USB-Input-Device v1.1 Seite 2 von 27

1. Einleitung 

Rechtliche Hinweise 

COPYRIGHT © 2009 ipcas GmbH 

Alle Rechte vorbehalten. Kein Teil dieses Dokuments darf kopiert, reproduziert, abgeschrieben oder in 

anderer Form übertragen werden ohne die vorherige ausdrückliche schriftliche Genehmigung der ipcas 

GmbH. Druckfehler, Irrtümer und Änderungen sind vorbehalten. 

Soweit gesetzlich zulässig, schließen wir jegliche Haftung für Folgeschäden aus, die sich aus der Verwendung 

dieses Handbuches ergeben. Im Übrigen haften wir nur für Vorsatz und grobe Fahrlässigkeit. 

Wir haben jede Anstrengung unternommen, damit die in diesem Handbuch enthaltenen Informationen 

vollständig, genau und aktuell sind. Wir übernehmen weder eine Garantie für die Richtigkeit der 

gemachten Angaben, noch für die Eignung des beschriebenen Produkts zu irgendeinem speziellen 

Zweck. Wir gewährleisten nicht, dass Änderungen an Geräten anderer Hersteller, auf die in diesem 

Handbuch Bezug genommen wird, ohne Auswirkungen auf die Anwendbarkeit der in diesem Handbuch 

enthaltenen Informationen bleiben. 

Der Urheber behält sich alle Rechte vor, einschließlich des Rechts, dieses Handbuch vollständig oder 

teilweise in irgendeiner Form zu vervielfältigen. 

Änderungen des Inhaltes ohne vorherige Ankündigungen bleiben vorbehalten. 

Technische Änderungen des Produktes ohne vorherige Ankündigung bleiben vorbehalten. 

Sicherheitshinweise 

Wie bei allen elektrischen Geräten gibt es einige grundlegende Vorsichtsmaßnahmen, die Sie beachten 

sollten. Diese Vorsichtsmaßnahmen dienen in erster Linie Ihrer eigenen Sicherheit, schützen aber auch 

das Gerät vor eventuellen Beschädigungen. 

Nicht im Handbuch beschriebene Einstellungen und Eingriffe in die Elektronik des Gerätes dürfen nur 

durch einen schriftlich autorisierten Lieferanten vorgenommen werden. 

Lesen Sie das Gerätehandbuch sorgfältig durch und bewahren Sie es auf. 

Achten Sie darauf, dass das Gerät auf einer stabilen, geraden Oberfläche steht. Bei Hutschienengeräten 

ist auf ausreichende Erdung der Hutschiene und einen guten Kontakt der Hutschienenfeder zu achten. 

Verwenden Sie das Gerät an einem temperierten, staub- und erschütterungsfreien Ort. 

Übermäßige Hitze schadet dem Gerät. Daher sollte es keinen hohen Temperaturen ausgesetzt werden. 

(Keine Montage in Nähe von Wärmequellen. Keine direkte Sonneneinstrahlung.) 

Bei außergewöhnlich hoher Luftfeuchtigkeit sollte das Gerät nicht betrieben werden. 

Achten Sie darauf, dass keine Partikel oder Flüssigkeiten in das Innere des Gerätes gelangen. 

Stellen Sie das Gerät nicht in der Nähe starker magnetischer Felder auf, da dies zu Datenverlusten führen 

kann. 

Das Gerät darf ausschließlich mit der am Gerät angegebenen Versorgungs-Spannung betrieben werden. 

Die Verwendung einer anderen Betriebsspannung kann zur Beschädigung des Gerätes führen. Eine 

Änderung der Betriebsspannung darf nur durch schriftlich autorisierte Lieferanten vorgenommen werden. 

Die Energieversorgung muss frei von Überspannungen und anderen Störungen sein. Die Schnittstellen 

müssen frei von Überspannungen, Potenzialunterschieden und anderen Störungen sein. Ansonsten 

könnte das Gerät beschädigt werden. Nehmen Sie keine Änderungen am Gerät vor, die nicht im 

Handbuch beschrieben sind. Dies könnte das Gerät beschädigen und kostenpflichtige Reparaturen zur 

Folge haben. 

Vergewissern Sie sich, dass folgende Bedingungen erfüllt sind: 

Verwenden Sie ein geeignetes Netzgerät. Wenden Sie sich im Zweifelsfall an Ihren Lieferanten. Die 

Verwendung einer anderen Stromversorgung kann zur Beschädigung des Gerätes führen. 

Sollte das Gerät beschädigt sein, ziehen Sie den Netzstecker. Veranlassen Sie die sofortige Reparatur 

des Gerätes. 

Der Netzanschluss sollte sich in der Nähe des Gerätes befinden und leicht zugänglich sein. 

Zur vollständigen Netztrennung ziehen Sie den Netzstecker. 

Bei Verwendung eines Verlängerungskabels oder einer Mehrfachsteckdose darf deren maximale 

elektrische Belastbarkeit nicht überschritten werden. 

Einer Beschädigung des Netzkabels muss vorgebeugt werden. Stellen Sie keine Gegenstände auf dem 

Netzkabel ab und verlegen Sie es so, dass niemand darauf treten oder darüber stolpern kann. Ein 

beschädigtes Netzkabel muss sofort ersetzt werden. 

Vor der Reinigung des Gerätes muss das Netzkabel aus der Steckdose gezogen werden. Verwenden Sie 

zur Reinigung lediglich ein trockenes Tuch. Benutzen Sie keine Flüssigkeits- oder Aerosolreiniger. 



Eingetragene Warenzeichen 

Alle in diesem Dokument erwähnten Markennamen oder Warenzeichen dienen der Identifikation und 

können Eigentum ihrer jeweiligen Inhaber sein und sind als solche zu beachten. 

Besondere Hinweise 

Bitte achten Sie auf elektrostatische Entladungen. Verwenden Sie einen für die Arbeit mit CMOS – 

Bauteilen geeigneten Arbeitsplatz. 

Bevor Sie sich an den Kundendienst Ihres Lieferanten wenden, sollten Sie die Hinweise in diesem 

Handbuch beachten. Auch innerhalb der Gewährleistungsfrist können bei Inanspruchnahme des 

Kundendienstes u. U. Kosten entstehen, wenn die betreffenden Fehlfunktionen vom Kunden selbst, wie in 

diesem Handbuch beschrieben, zu beheben sind. 

Verwenden Sie zur Reinigung des Gerätes lediglich ein trockenes Tuch. Benutzen Sie keine Flüssigkeits- 

oder Aerosolreiniger. 

Haftungsausschluss 

Die ipcas GmbH übernimmt keinerlei Haftung für die Verwendung von Produkten oder Software, die in 

diesem Dokument erwähnt werden. Ebenso wenig übernimmt sie Haftung dafür, dass die Verwendung 

dieser Produkte keine bestehenden oder zukünftigen Lizenz- oder Patentrechte Dritter verletzt. ipcas 

GmbH behält sich das Recht vor, Änderungen des Inhaltes ohne vorherige Ankündigungen 

durchzuführen. 

Eingeschränkte Garantie 

Die ipcas GmbH garantiert dem Endverbraucher (Käufer) bei sachgerechter Benutzung, dass dieses 

Produkt ab Kaufdatum 24 Monate lang von Materialschäden und damit verbundenen Arbeitsleistungen frei 

ist. Gegen Vorlage des Kaufbelegs wird die ipcas GmbH bei Nachweis eines durch fehlerhafte Arbeiten 

oder Materialien entstandenen Fehlers das gesamte Produkt oder entsprechende Komponenten während 

des Gewährleistungszeitraumes nach eigener Wahl reparieren oder ersetzen, beziehungsweise alles tun, 

was die ipcas GmbH für notwendig hält, um den Funktionszustand wiederherzustellen. Der Austausch 

beinhaltet nach freiem Ermessen der ipcas GmbH den Ersatz durch neue oder neuwertige Geräte oder 

Komponenten, deren Funktionsumfang derselbe des Ursprungsgerätes ist. 

Diese Garantie erlischt sofort, falls das Produkt geändert, falsch bedient, mutwillig oder fahrlässig 

beschädigt wird oder durch höhere Gewalt oder Betreiben außerhalb der zulässigen Arbeitsbedingungen 

beeinträchtigt wird. 

Der Käufer hat alleinig Anspruch auf Reparatur oder Austausch. Andere Ansprüche bestehen nicht. Diese 

Garantiebedingungen ersetzen alle anderen Garantien oder Gewährleistungen, egal ob ausdrücklich, 

explizit oder implizit, und sie bedeuten nicht, dass das Produkt zu einem bestimmten Zweck in Umlauf 

gebracht oder für wirtschaftliche Zwecke oder irgendeinen anderen Zweck gebraucht werden kann. Die 

ipcas GmbH ist keinesfalls und in keiner Weise verantwortlich für indirekte oder irgendwelche Schäden 

oder Folgeschäden, die der Käufer eventuell erleidet. 

Die ipcas GmbH übernimmt keine Garantie dafür, dass die Software / Hardware Ihren Anforderungen 

entspricht, oder dass die Software / Hardware fehlerfrei funktioniert. Sie übernehmen mit der Installation 

der Software / Hardware die Verantwortung für den Gebrauch der Software / Hardware, sowie Ihrer 

erwarteten Resultate, der Installation, der Anwendung und der Ergebnisse, welche durch den Gebrauch 

der Software erreicht werden. 

Zur Inanspruchnahme der Garantieleistung wenden Sie sich an Ihren Händler, der das defekte Gerät an 

die ipcas GmbH weiterleitet. Liegt einem eingesandten Produkt kein Kaufbeleg bei oder ist die 

Garantiezeit überschritten, repariert oder ersetzt ipcas GmbH (nach seiner Wahl) das Produkt und stellt 

dem Kunden die Teile und die Arbeitszeit in Rechnung. Reparierte oder Ersatzprodukte werden an die 

angegebene Adresse zurückgesandt. 

ACHTUNG: 

Mit dem Entfernen der Seriennummer erlischt der Gewährleistungsanspruch. 

Schäden, die aufgrund ungeeigneter Verpackung auftreten, 

werden nicht durch den Frachtführer / Versicherer übernommen. 



2. Kommunikation mit dem USB-Input-Device 

Hinweis: da das USB-Input-Device den Baustein FTDI232RL verwendet, wird der 

entsprechende Treiber benötigt, um auf einem PC einen virtuellen ComPort 

einzurichten. 

Der Treiber ist von FTDI unter http://www.ftdichip.com/Drivers/VCP.htm frei 

erhältlich. 

Es gibt grundsätzlich zwei Möglichkeiten um mit dem USB-Input-Device zu 

kommunizieren. 

• Terminal Programm (z.B.:Hyper Terminal) 

• Parametriertool USB-Input-Device Configuration Tool von ipcas 

Die Übertragung von Werten, Komandos und Quittungen erfolgen zyklisch oder 

ereignisgetriggert mittels einer dokumentierten Klartextübertragung (offene 

Schnittstelle) über das USB 1.1 Interface. 

2.1 Kommunikation mit einem Terminalprogramm 

Die Kommunikationsparameter müssen folgendermaßen eingestellt werden: 

● Die vom FTDI Treiber erzeugte virtuelle serielle Schnittstelle auswählen. 

● Baudrate 115200, 

● 8 Datenbits, 

● 1 Stoppbit, 

● keine Parität. 



3. Kommandos, Antworten und Zyklen 

Mittels eines Terminalprogramms, z.B. HyperTerminal (Einstellung siehe 2.1) 

können Parameter und Werte im USB-Input-Device abgefragt und verändert werden 

und die Ausgaben des USB-Input-Device werden angezeigt. 

Wenn das USB-Input-Device mit der USB-Schnittstelle verbunden wurde, wird es mit 

Energie versorgt und beginnt zu arbeiten. 

Im Auslieferungszustand besitzt das Gerät die Factory-Dafault-Werte: 

● Abtastung der Digitaleingänge zum Erkennen von Änderungen alle 10 ms, 

● Filtertiefe des Eingangsfilters ist 3 (erst 3 gleiche Abtastwerte in Folge 

ergeben neuen Wert), 

● zyklische Übertragung der gezählten L-H-Flanken (Impulse) alle 5s, 

● keine Übertragung von Änderungen als Bitmuster, 

● Übertragung von Änderungen an den Digitaleingängen, 

● alle Leistungswerte werden zusammen in einem Zyklus übertragen, 

● keine Berechnung von Leistungswerten aus Eingangsimpulsdichten, 

● alle Eingangsimpulse sind nichtelektrischer Energie zugeordnet, 

● der Name des USB-Input-Device ist NoName, 

● die Temperaturwerte werden alle 10s übertragen, 

● es gibt noch keine Temperatur-Sensor-Zuweisung, 

● keine zyklische Übertragung von Temperaturwerten. 

Wird ‚?’ am Terminal eingegeben, gibt das USB-Input-Device eine Hilfe aus, die zum 

Teil eingestellte Parameter anzeigt und zum Teil die Kommandos, um das USB- 

Input-Device, wie nachfolgend gezeigt, zu parametrieren. 

? 

tp 0 -- Transmit pattern [0=no, 1=yes] 

gp -- Get Pattern. Retieves digital imputs as pattern 

ev 1 -- Transmit single events [0=no, 1=yes] 

gs N -- Get single State. Retieves state of digital imput N[0..5] 

ef 3F -- Event filter for input 0..5 [two hex digits: set bit = send event] 

ct 5 -- Counter transmit rate [0..65534] sec 

db 3 -- Debounce [1..15] 

sr 10 -- Scan rate [1..255] msec 

cv N -- Get counter value of input N[0..5]/all inputs 

cs N V -- Set counter of input N[0..5] to value V 

cs V0;V1;V2;V3;V4;V5 -- Set counter values of input N[0..5] 

-- counter values not to be set are omitted 

pw N -- Set/get energy (e.g. pulses/kWh)of input N[0..5]/all inputs 

pc N -- Set/get Peak Power Cycle [0..255] sec 

pe N -- Set/get Energy Cycle [0..65534] sec 

et C -- Set/get Energy Types C[e(electrical)|c(common)|n(none)] 

pp N -- Request Peak Power in actual interval of input N[0..5]/all inputs 

dn Name -- Set a max 16 char long name to device 

dn -- Get the device name 

gv -- Get version of firmware 

tn N -- connect sensor id with temperature index N[0..5]/show connections 

tc N -- set/get temperatures transfer cycle N[0=no|3..65534] sec 

tt N -- switch on/off cyclic temperature transfer for temperature N[0..5] 

tt -- sensors N[0..5] transfer state: c=cyclic, r=request, f=faulty 

te N -- remove temperature assignment for index N[0..5]/all assignments 

tr N -- request temperature N[0..5] 

td N -- show[1]/hide[0] additional fault information of temperature sensors 



Es werden nun die Bedeutungen der einzelnen Zeilen erläutert. 

Anmerkung: die Parameter der Kommandos werden, durch je ein Leerzeichen 

getrennt, an den aus zwei Zeichen bestehenden Kommandonamen angehängt. 

Die Änderung an einem Digitaleingang wird erst dann sicher erkannt wenn der 

geänderte Pegel für die Zeit [sr * (db + 1)] ms ansteht. 

Kann ein Kommando nicht interpretiert werden oder werden Parametergrenzen 

verletzt, erfolgt eine Fehlermeldung, der die Zeichenkette er (Error) vorangestellt ist. 

tp (transmit pattern) Definiert, ob aufgrund einer erkannten Änderung eines 

Digitaleingangs ein hexadezimales Bitmuster übertragen wird 

(1 = ja, 0 = nein). 

Definition: tp 0 oder tp 1 

Ausgabeformat: pt 00 .. 3F 

gp (get pattern) Fordert den Zustand aller Digitaleingänge als Bitmuster an. 

Definition: gp 

Antwortformat: pt 00 .. 3F 

ev (transmit single events) Definiert, ob einzelne Änderungen an 

Digitaleingängen übertragen werden. Dabei muss bedacht werden, dass eine 

Änderung erst dann sicher erkannt wird, wenn der geänderte Pegel für die 

Zeit [sr * (db + 1)] ms ansteht. 

Definition: ev 0 oder ev 1 1 = ja, 0 = nein 

Ausgabeformat: pv x 0|1 x = 0 .. 5 (Eingangskanalnummer). 

gs (get single state) Fordert den Zustand eines bestimmten Digitaleingangs an. 

Definition: gs N 

Antwortformat: pv N 0|1 

ef (events filter) Definiert, ob einzelne Änderungen an Digitaleingängen in 

Bitmuster und single Events übertragen werden. 

Jedes Bit des Parameters ist einem der 6 Digitaleingänge zugeordnet. 

Bit = 1: übertragen, Bit = 0: nicht übertragen 

Auf den dem Eingang zugeordneten Zähler hat der Parameter keinen Einfluß. 

Definition: ef 0xhh mit hh = 00 .. 3F 

Ausgabeformat: ef hh 

Beispiel: ef 0x27 keine Events von Eingang 3 und 4. 

ct (counter transmit rate) Definiert, alle wie viele Sekunden zyklisch die 

aufaddierten Impulse der 6 Digitaleingänge übertragen werden (0 = keine 

zyklische Übertragung). 

Definition: ct Zykluslänge, z.B. ct 60 

Ausgabeformat: cv C0;C1;C2;C3;C4;C5 Cn = Zählerstand Eingang n. 



db (debounce) Definiert, wie viele gleiche, aufeinander folgende Eingangspegel 

nötig sind, um einen geänderten Pegel zu erkennen. 

Definition: db Anzahl, z.B. db 3 

sr (scan rate) Definiert, alle wie viele Millisekunden die Pegel der 

Digitaleingänge abgetastet werden. 

Definition: sr Anzahl, z.B. sr 10 

cv (get counter value) Wird kein Parameter angegeben, werden alle 6 den 

Digitaleingängen zugeordneten Impulszähler, durch Strichpunkt getrennt, 

übertragen. 

Wird als Parameter 0 .. 5 angegeben, dann wird nur der diesem Eingang 

zugeordnete Zählerstand übertragen. 

Antwortformat: cv C0;C1;C2;C3;C4;C5 Cn = Zählerstand Eingang n, 

cvK Cn K = Kanalnummer (0..5). 

cs (counter value set) Erlaubt das gezielte Setzen der den 6 Digitaleingängen 

zugeordneten Zähler. Das Setzen der Zählerstände kann einzeln und als 

Gruppe erfolgen. 

cs N V setzt Counter N auf den Wert V oder 

cs V0;V1;V2;V3;V4;V5 setzt alle Counter auf die angegebenen Werte. 

Counter, die nicht gesetzt werden sollen, werden einfach weggelassen. 

pw (power work) Definiert, wie viele Impulse pro Energieeinheit der an den 

Energiemesskanal (Digitaleingang) angeschlossene Impulsgeber liefert. 

Wird kein Parameter angegeben, werden alle 6 den Digitaleingängen 

zugeordneten Definitionen, durch Strichpunkt getrennt, übertragen. 

Wird als Parameter 0 .. 5 angegeben, dann wird nur die diesem Eingang 

zugeordnete Definition übertragen. 

Nur Kanäle, denen eine Energieart zugeordnet wurde, siehe et, werden mit 

pw ohne Parameter angezeigt. 

Zur Definition von pw für einen Kanal werden Kanalnummer und Impulszahl 

benötigt. 

Definition: pw Kanal ImpulseProEnergieeinheit 

pw 0 2000 2000 Impulse pro Energieeinheit auf Digitaleingang 0 

pc (power cycle) Definition des Zyklus in Sekunden (0 = ausgeschaltet), 

innerhalb dem die Maximalleistungen ermittelt und am Zyklusende 

ausgegeben werden. 

Bei einem elektrischen Energiekanal, siehe et, wird die pw-Angabe als 

Impulse/kWh interpretiert und am Zyklusende die Maximalleistung in Watt 

ausgegeben. 

Bei nichtelektrischer Energieerfassung wird als Maximalleistung der kürzeste 

Abstand zwischen zwei Impulsen in Millisekunden ausgegeben. 

Ist der et-Parameter des Kanals n, entfällt die Wertausgabe. 



Definition: pc Zykluslänge, z.B. pc 10 

Ausgabeformat: ep P0;P1;..P5 

Beispiel: ep 5294;250;;;; 

Die Maximalleistungen ep (energy power) werden durch Strichpunkt getrennt, 

die Wertinterpretation erfolgt mittels et. 

Wurde während des Zyklus kein Impuls erfasst, entfällt die Leistungsangabe. 

pe (power energy cycle) Definition des Zyklus in Sekunden (0 = ausgeschaltet), 

in dem die Energieverbräuche am Ende des Zeitintervalls ermittelt und 


Der Energieverbrauch wird als Dezimalbruch mit 5 Nachkommastellen 

ausgegeben. 

Die Energieeinheit ist durch den eingesetzten Impulsgeber festgelegt, z.B. 

2000 Impulse/kWh oder 10 Impulse/Liter, etc. 

Definition: pe Zykluslänge, z.B. pe 60 

Ausgabeformat: ew W0;W1;..;W5 

Beispiel: ew 0.00300;0;;;;0 

Die Verbrauchswerte ew (energy work) werden durch Strichpunkt getrennt, 

die Wertinterpretation erfolgt mittels et. 

Wurde im pe-Zyklus kein Impuls erfasst, entfällt die Verbrauchsangabe. 

et (energy type) definiert die Art der Energieerfassung eines Digitaleingangs. 

Die möglichen Typen sind e (elektrisch), c (nichtelektrisch) oder n (kein 

Energieerfassungskanal). 

Definition: et Art oder et Kanal Art 

Beispiel: et e Kanal 0 .. 5 elektrisch 

et 3 c Kanal 3 nichtelektrisch 

et 4 n Kanal 4 keine Energieerfassung 

pp (peak power) Ermöglicht die Abfrage der Maximalleistungen im Format wie 

beim Kommando pc beschrieben. 

Bei ausgeschaltetem Zyklus pc wird die Maximalleistung nur geändert, wenn 

ein größerer Wert festgestellt wird. 

dn (device name) Ermöglicht es, dem USB-Input-Device einen Namen von bis zu 

16 Zeichen zuzuweisen und wieder abzufragen. 

Definition: ns Name, Zuweisung: z.B. ns Device_01 

ns Abfrage des Namens 

gv (get version) Damit wird die Version der Firmware ausgelesen. 

Definition: gv 

tn (temperature name) Dient dazu, einem Temperaturkanal einen DS18S20- 

Temperatursensor zuzuordnen. Der Temperaturkanal ist dabei einfach die 

Position (0 .. 5) des Temperaturwerts in der mit dem Schlüsseswort tv 

gekennzeichneten Temperaturtextzeile. 



Die Temperaturtextzeile wird zyklisch übertragen, wenn mit dem Kommando 

tc ein entsprechender Zyklus definiert wurde. 

Die Zuweisung erfolgt dadurch, dass man genau einen DS18S20 mit dem 

USB-Input-Device verbindet und mittels tn-Kommando den Temperaturkanal 

angibt, den der Temperaturwert des Sensors belegen soll. 

Definition: tn Kanal 

Antwort: tnX=SensorId 

Das folgende Beispiel zeigt die Belegung des Kanals 0. 

Kommando: tn 0 

Antwort: ti0=0008000EDF70 

Die zurückgelieferte Sensoridentifikation ist eine 12-stellige Hexadezimalzahl, 

die aus dem ROM des Sensors ausgelesen wurde und die dazu dient, ihn auf 

dem Eindrahtbus zu adressieren. 

Um alle zugewiesenen Sensoren anzuzeigen, wird das tn-Kommando ohne 

Kanalangabe verwendet. Es werden dann die zugewiesenen 

Sensoridentifikationen, durch Strichpunkt getrennt, ausgegeben, wie das 

folgende Beispiel zeigt. 

Es sind dort die Kanäle 0, 1 und 5 zugewiesen. 

tn 000801B3F8B2;000801B56D32;;;;000801CAA276 

tc (temperature cycle) Definition des Zyklus in Sekunden (0 = ausgeschaltet), in 

dem die zyklisch übertragenen Temperaturwerte tv (temperature value) 


Definition: tc Zykluslänge, z.B. tc 10 

Ausgabeformat: tv T0;T1;..,T5 

Beispiel: tv ;26.5;26.5;26.5;26.5;26.5 Kanal 0 nicht imZyklus 

tt (temperature transfer) Toggelt (ein-/ausschalten) die Übertragung eines 

Temperaturwertes in dem durch tc definierten Zyklus. 

Bei einer tn-Zuweisung wird der Temperaturwert in den tc-Zyklus 

aufgenommen. Soll der Temperaturwert jedoch (zeitweise) nicht zyklisch 

übertragen werden, so kann er mit dem tt-Kommando aus der zyklischen 

Übertragung herausgenommen werden. 

Der Platz in der Temperaturtextzeile ist dann an dieser Stelle leer. 

Die erneute Anwendung des tt-Kommandos nimmt den Temperaturwert 

wieder in die zyklische Übertragung auf. 

Definition: tt Statusabfrage: c = zyklisch, r = auf Anfrage, 

f = Sensor nicht erreichbar, 

leer = nicht zugewiesen 

tt Kanal Ein-/ausschalten der zyklischen Übertragung für 

Kanal 



Beispiel: tt 

Ausgabe: tt f;r;r;c;c;c 

te (temperature erase) Löscht eine Temperatur-Sensor-Zuweisung. 

Um den Sensor erneut verwenden zu können, muss er wieder mit dem tn- 

Kommando und der dort beschriebenen Prozedur zugewiesen werden. 

Definition: te Kanal 

Beispiel: te 2 löscht die tn-Zuweisung für Kanal 2 

te löscht alle tn-Zuweisungen 

tr (temperature request) Abfrage einzelner oder aller Temperaturwerte aus dem 

USB-Input-Device. 

Aktion: tr Abfrage aller Temperaturwerte 

Ausgabe: tv im Format der zyklischen Temperaturausgabe 

Bsp.-Aktion: tr 2 

Ausgabe: tr2 26.5 Temperatur 2 ist 26.5°C 

td (temperature diagnostic) Damit können, falls erforderlich, erweiterte 

Diagnosemöglchkeiten im Rahmen der Temperaturerfassung ein-, bzw. 

ausgeschaltet werden. 

Definition: td 1 Diagnose einschalten 

td 0 Diagnose ausschalten 



4. Parametrierung mit USB-Input-Device Configuration Tool 

Prinzipiell ist die Parametrierung des USB-Input-Device mit einem 

Terminalprogramm alleine möglich, komfortabler kann sie jedoch mit dem ipcas 

USB-Input-Device Configuration Tool, einem in C# erstellten Windows-Programm, 

durchgeführt werden. 

Das Configuration Tool erlaubt nicht nur die komfortable Parametrierung des USB- 

Input-Device sondern zeigt auch die Ausgaben des USB-Input-Device an. 

Nach dem Start des Programms sucht dieses nach den virtuellen Com-Ports des 

Rechners und versucht auf jedem dieser Ports mit Hilfe des ng-Kommandos den 

Namen des USB-Input-Device auszulesen. 

Für jedes gefundene USB-Input-Device wird in die ComboBox Available Devices 

attachted to your computer ein Eintrag, bestehend aus der Portbezeichnung und 

dem Namen, den das Gerät sendete, gemacht. 

4.1 Geräteauswahl 

In dem Eröffnungsdialog werden nur die Schnittstellen angeboten, die auf das ng- 

Kommando geantwortet haben. 

Nach Auswahl eines Geräts in der Auswahlliste in der Gruppe Available Devices 

attachted to your computer und Drücken des Buttons Connect wird die Lasche 

General des Parametrierungsdialogs geöffnet. 

4.2 Die Lasche ‘General’ 

Nach dem Öffnen werden im Parametrierungsdialog Parameterization die aus dem 

USB-Input-Device ausgelesenen Parameter angezeigt. 

Alle Parameter können, innerhalb zulässiger Grenzen, geändert werden, indem die 

entsprechenden Änderungen vorgenommen werden und anschließend der Button 

Change gedrückt wird. 



Hier wird in der Gruppe Firmware Version die Version des Codes des USB-Input- 

Device angezeigt und in der Gruppe Device Name der Name des USB-Input- 

Device, entweder der Factory-Defaultwert NoName oder der Name, der dem Gerät 

durch einen Benutzer zugewiesen wurde. 

Die Gruppe Scanrate zeigt den eingestellten Abtastzyklus. 

Die Gruppe Debounce gibt die notwendige Anzahl gleicher, aufeinander folgender 

Abtastwerte an, um einen Pegelwechsel zu erkennen. 

Das Configuration Tool legt in der Gruppe Current log path einen Ordner mit den 

Textdateien Counter.csv, Temp.csv, Work.csv, Peak.csv und LogFile.txt an, in die 

die zyklisch übertragenen Zählerstände, Temperaturwerte, Energiewerte und 

Maximalleistungen eingetragen werden. 

Wenn in der Gruppe Log Communication to LogFile.txt in current log path das 

Kontrollkästchen Log to File gewählt wurde, wird die Kommunikation zwischen 

USB-Input-Device und dem Configuration Tool in die Datei LogFile.txt eingetragen. 

Dabei können bestimmte Informationstypen, die sich in der Gruppe Items to log 

befinden, vom Eintrag in LogFile.txt ausgenommen werden, indem die 

entsprechenden Häkchen deaktiviert werden. 

Für diese csv-Dateien und für LogFile.txt wird jeden Tag ein neuer Ordner angelegt. 



Die csv-Dateien enthalten in einem Datensatz (Zeile), jeweils durch Strichpunkt 

getrennt, Datum und Uhrzeit, die vom PC genommen werden, und die vom USB- 

Input-Device empfangenen Werte. 

Durch Drücken des Buttons Open Folder wird dieser Ordner geöffnet. 

Unter den Auswahllaschen für die Parametrierung liegt in der Gruppe Error eine 

ListBox in die Ablaufbesonderheiten, wie fehlerhafte Eingaben und Probleme bei der 

Temperaturerfassung, eingetragen werden. 

Mit dem Button Clear wird die Error-ListBox wieder geleert. 

4.3 Die Lasche ’Pattern/Filter’ 

Durch Parametrieren von Transmit Pattern wird bei einer Änderung an einem der 6 

Digitaleingänge immer ein komplettes Bitmuster vom USB-Input-Device 

ausgegeben. 

Das Muster wird hier angezeigt, ein gesetzter Haken bedeutet Highpegel an diesem 

Digitaleingang. 

Mit Get Pattern kann der Zustand der Digitaleingänge, ohne dass es eine Änderung 

gegeben haben muß, vom USB-Input-Device angefordert werden. 

In der Gruppe Event Filter können Digitaleingänge gezielt aus der 

Änderungsmeldung herausgenommen werden, indem der Haken des 

entsprechenden Kanals weggenommen und die Filtermaske mit Change an das 

USB-Input-Device übertragen wird. 



4.4 Die Lasche ’Single Events’ 

Wird Transmit single events parametriert, dann wird jede Änderung an einem 

Digitaleingang einzeln übertragen. 

In den Spalten Bit 5 .. Bit 0 wird dann je Änderungsereignis die PC-Zeit, die 

Eingangsnummer (0 .. 5) und der Zustand des Eingangs (On/Off) abgelegt. 

Mittels der Tasten GetStateBit0 .. GetStateBit5 wird der Zustand der 

Digitaleingänge 0 .. 5 gezielt angefordert, was nur Sinn macht, wenn Transmit 

single events ausgeschaltet ist. 

4.5 Die Lasche ’Counters’ 

Wird ein Transmit counter-Zyklus parametriert (> 0), dann werden immer nach 

Ablauf der parametrierten Zeit die Zählerstände, das sind die bis zum Zyklusende 

gezählten Low-High-Flanken, übertragen und hier angezeigt. 

Mittels des Eingabefelds und der Taste Set Counter to kann der zugeordnete 

Counter auf einen gewünschten Wert gesetzt werden, was Sinn macht wenn das 



übergeordnete System möchte, dass ab einem bestimmten Wert weitergezählt 

werden soll. 

4.6 Die Lasche ’Temperatures’ 

Wird Transmit temperatures parametriert (> 0), dann werden die einem Sensor 

zugewiesenen Temperaturwerte vom USB-Input-Device im parametrierten Zyklus 

übertragen. 

Es ist möglich bis zu 6 Temperaturen, unter Verwendung vonTemperatursensoren 

des Typs DS18S20, zu überwachen. 

In jeder der Temperaturgruppen wird dann die zyklisch vom USB-Input-Device 

übertragene Temperatur in °C und die Identifikation (Sensor-ID) des diese 

Temperatur überwachenden Sensors angezeigt. 

Mit dem Button Remove Sensor wird der Sensor wieder freigegeben, die 

Temperatur wird dann nicht mehr übertragen. 

Mit dem Button Assign Sensor muss bei der ersten Parametrierung eines USB- 

Input-Device jeder Sensor zuerst einer Temperatur Temperature 0 .. Temperature 

5 zugewiesen werden. 

Wird eine Temperatur, der ein Sensor zugewiesen wurde, nicht mehr zyklisch 

übertragen, dann wird die Temperatur als --.- angezeigt, wie im obigen Beispiel bei 

Temperature 1. 



Eine Temperatur ohne zugewiesenen Sensor wird dagegen als leeres 

Temperaturfeld angezeigt, siehe Temperature 2 .. Temperature 5. 

Mittels der Taste Stop kann der zugeordnete Temperaturwert aus der zylischen 

Temperaturübertragung herausgenommen werden. Die Taste ändert dann ihre 

Beschriftung in Start. 

Durch Drücken auf die Taste Start wird der zugeordnete Temperaturwert wieder 

zyklisch übertragen und die Beschriftung der Taste wird wieder auf Stop geändert. 

Bei Problemen mit der Temperaturanzeige sollte Extented Diagnosis eingeschaltet 

werden. Es werden dann vom USB-Input-Device zusätzliche Fehlerinformationen 

ausgegeben, die im Feld Error ausgegeben werden. 

Um eine Diagnose neu zu beginnen, kann das Feld Error mit dem Button Clear 

gelöscht werden. 

4.7 Zuweisung eines Sensors zu einer Temperatur 

Wurde in einem Temperaturfeld in der Tablasche Temperatures der Button Assign 

Sensor gedrückt, dann wird der Dialog Assign a DS18S20 Sensor to Temperature 

N geöffnet, im obigen Fall soll der Temperatur 0 ein Sensor zugewiesen werden. 

Wie bereits angegeben, darf bei der Sensorzuweisung nur ein Sensor an den 

Eindrahtbus angeschlossen sein, bevor der Button Search for the Sensor now 

gedrückt wird. 

Nachdem der Sensor der Temperatur zugewiesen wurde, wird die 48 Bit lange ID 

des Sensors als 12-stellige Hexadezimalzahl angezeigt. 



In dem weißen Textfeld werden Fehler ausgegeben, falls es ein Problem gibt, bzw. 

ein Hinweis, wie hier gezeigt, wenn der Sensor bereits eine Zuweisung besitzt. 

4.8 Die Lasche ’Metering Configuration’ 

In den Gruppen Work und Peak werden die Energie- und Maximalleistungszyklen, 

immer bezogen auf die eingestellte Zykluslänge, parametriert. 

Eine Zykluslänge 0 bedeutet dabei, dass der Zyklus ausgeschaltet ist. 

Mit dem Change-Button wird die Parametrierung jeweils aktiviert. 

Für jeden Kanal, der zur Energie-, bzw. Maximalleistungsmessung verwendet wird, 

muss bei Work type der Energietyp und bei Pulses per Unit die Zahl der Impulse 

pro Energieeinheit eingestellt werden. 

Die möglichen Energietypen sind elektrisch ’e’, nichtelektrisch ’c’ oder keine 

Energiemessung ’n’. 

Im Fall elektrischer Energie wird davon ausgegangen, dass Pulses per Unit 

Impulse je kWh bedeutet, was die Berechnung der Maximalleistung in der Einheit 

Watt ermöglicht. 

Die Work-Berechnung erfolgt derart, dass innerhalb des Work-Zyklus die erkannten 

Impulse (L-H-Flanken) summiert werden. 



Am Zyklusende wird der Wert (summierte Impulse / Pulses per Unit) berechnet und 

übertragen. 

Die Peak-Berechnung ergibt sich aus dem kürzesten Impulsabstand, der innerhalb 

des Peak-Zyklus auftrat. 

Dazu wird bei elektrischer Energie der Leistungswert, der einem Impulsabstand von 

1 ms entspricht, bei der Parametrierung berechnet und gespeichert. 

Der innerhalb des Zyklus aufgetretene, kürzeste Impulsabstand ist ein Vielfaches N 

von 1 ms und damit der N-te Bruchteil des gespeicherten Wertes für 1 ms. 

Da bei nichtelektrischer Energie die Einheit unbekannt ist, z.B. Impulse/kg, wird als 

Maximalwert der kürzeste Impulsabstand innerhalb des Zyklus in [ms] erfasst und 

am Zyklusende übertragen. 

Der Empfänger muss in diesem Fall selbst eine entsprechende Interpretation 

vornehmen. 

4.9 Die Lasche ’Work Monitor’ 

Hier wird der zeitliche Verlauf der zyklisch, gemäß eingestellten Work-Zyklus in der 

Lasche Metering Configuration, übertragenen Energiewerte dargestellt. 

Unter dem Diagramm kann in der Gruppe Zoom für jeden der 6 Digitaleingänge 

Input ein Zoomfaktor Factor von 1,2,5,10,20,50,100,200,500 oder 1000 eingestellt 

werden, mit dem der entsprechende Wert bei der Darstellung multipliziert wird. 

Auf die in Work.csv gespeicherten Energiewerte hat der Zoomfaktor keinen Einfluß. 

Das Zoomen ist sinnvoll wenn die Wertefolgen der dargestellten Kurven sich um 

Größenordnungen unterscheiden und man trotzdem einen qualitativen Eindruck vom 

Verlauf gewinnen möchte. 



Im obigen Diagramm wurde Eingang 0 um den Faktor 100 und Eingang 1 um den 

Faktor 10 gestreckt. 

Im Diagramm befindet sich unter der x-Achse eine Legende der 6 Digitaleingänge: 

- wenn die farbige Linie mit dem Kreuzchen fehlt, dann wird der Eingang nicht für 

die Energieerfassung benutzt, 

- nur bei den elektrischen Energieerfassungen wird eine Einheit kWh angegeben, 

- hinter dem Wert selbst ist der Zoomfaktor des Eingangs, z.B. [100x] angegeben. 

Jedes Kreuzchen im Diagramm entspricht einem empfangenen Energiewert. 

4.10 Die Lasche ’Peak Monitor’ 

Hier wird der zeitliche Verlauf der zyklisch, gemäß eingestellten Peak-Zyklus in der 

Lasche Metering Configuration, übertragenen Maximalwerte innerhalb dieses 

Zyklus dargestellt. 

Wie beim Work Monitor können die dargestellten Werte gezoomt werden, was 

jedoch keinen Einfluß auf die in Peak.csv gespeicherten Werte hat. 

Im Diagramm befindet sich unter der x-Achse eine Legende der 6 Digitaleingänge: 

- wenn die farbige Linie mit dem Kreuzchen fehlt, dann wird der Eingang nicht für 

die Energieerfassung benutzt, 

- nur bei den elektrischen Energieerfassungen wird eine Einheit W angegeben, 

- hinter dem Wert selbst ist der Zoomfaktor des Eingangs, z.B. [100x] angegeben. 

Bei nichtelektrischer Energiemessung wird für die Maximalleistung der kürzeste 

Impulsabstand im Beobachtungsintervall ausgegeben, ein kleinerer Wert bedeutet 

also eine größere Maximalleistung, siehe Kapitel 4.8. 

Um dennoch bei kürzeren Impulsabständen einen höheren Anzeigewert zu 

bekommen wird für die Anzeige der maximal messbare Impulsabstand von 65534 



(ms) durch den empfangenen Wert dividiert, so dass der theoretisch mögliche 

Bereich von 1 .. 65534 überstrichen wird. 

Jedes Kreuzchen im Diagramm entspricht einem empfangenen Maximalwert. 

4.11 Die Lasche ’Temperature Monitor’ 

Hier wird der zeitliche Verlauf der zyklisch, gemäß eingestelltem Temperatur-Zyklus 

in der Lasche Temperatures, übertragenen Temperaturen dargestellt. 

Jedes Kreuzchen im Diagramm entspricht einem empfangenen Temperaturwert. 

Wenn in der Legende unter der x-Achse für eine Temperatur, wie hier für 

Temperatur 4 die farbige Linie mit dem Kreuzchen fehlt und der Temperaturwert --,- 

°C angegeben wird, dann wurde die Temperatur keinem Sensor zugewiesen. 

Es wird dann natürlich für diesen Temperaturwert auch keine Kurve gezeichnet. 

Ein Ausfall eines Sensors, z.B. durch Trennung des Sensors vom Eindrahtbus, wird 

dadurch angezeigt, dass der Temperaturwert auf 00,0°C springt, wie das bei 

Temperatur 5 zu sehen ist. 

Als der Sensor wieder mit dem Eindrahtbus verbunden wurde, wurde der Wert von 

00.0°C wieder verlassen. 



4.12 Die Lasche ’Communication’ 

In der Gruppe Communication trace befinden sich die ListBoxen Send und 

Receive. 

In der ListBox Send wird angezeigt, wann das Configurationstool welches 

Kommando an das USB-Input-Device sendete. 

In der ListBox Receive wird angezeigt, wann das Configurationstool welchen 

Textstring vom USB-Input-Device empfing. 

Die empfangenen Textstrings sind entweder Antworten auf die gesendeten 

Kommandos, zyklisch übertragene Prozesswerte oder Fehlermeldungen. 

Zur Interpretation der Inhalte muss Kapitel 3 herangezogen werden. 



5. Schnittstellenbeschreibung 

USB Buchse Typ B 

Pin Richtung Beschreibung 

1 VCC +5V 

2 Data- 

3 Data+ 

4 Masse 



5.1 Anschluss von digitalen Signalen 

Erfassen von Ereignissen, Bitmustern oder Zählwerten. 

Der Anschluss erfolgt, wie in Kapitel 5 beschrieben, unter Verwendung der 

Eingangsklemmen 1 .. 9. 

Die Parametrierung erfolgt gemäß den Kapiteln 4.2 .. 4.5. 



5.2 Anschluss von digitalen Stromzählern (S0) 

Erfassen von S0 Impulsen und Gewichtung in Elektrischer Leistung/Arbeit. 

Der Anschluss erfolgt, wie in Kapitel 5 beschrieben, unter Verwendung der 

Eingangsklemmen 1 .. 9. 

Die Parametrierung erfolgt gemäß Kapitel 4.8. 



5.3 Anschluss von digitalen Temperatursensoren (DS18S20) 

An dem USB-Input-Device können bis zu 6 digitale Temperatursensoren DS18S20 

des Herstellers MAXIM angeschlossen werden. 

Der DS18S20 ist ein direkt wandelnder digitaler Temperatursensor. Das heißt 

Temperatursensor und A/D-Wandler sind in einem Gehäuse untergebracht. Die 

Temperatur wird ohne Umwege über eine analoge Zwischengröße (Spannung oder 

Strom) in ein digitales Signal überführt. 

Die Datenkommunikation erfolgt über einen „Ein-Draht-Bus“. 

Ein Datenblatt können Sie hier downloaden: 

http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/maxim/DS1820-DS1820S.pdf 

Der Anschluss erfolgt unter Verwendung der Eingangsklemmen 10 (VCC), 11 

(Eindrahtbus) und 12 (GND), wie hier gezeigt, bzw. in Kapitel 5 beschrieben. 

Die Parametrierung erfolgt gemäß den Kapiteln 4.6 und 4.7. 



6. Technische Details für USB-Input-Device 

USB-Input-Device Tischversion 

� 1 x USB 1.1 Buchse Typ B (USB 2.0 kompatible) 

Schnittstellen 

� 6 x Eingangskanal 24 V DC 

Kanaltrennung: 500 V galvanisch in drei Gruppen getrennt 

Isolationsspannung: 500 V gegen USB 

Eingangsspannung: 24 V DC (0 -30 V DC) 

Eingangsstrom: bei 24V ca. 8mA pro Eingangskanal 

Eingangspegel: L-Pegel bei < 3V ; H-Pegel bei > 5V 

Anschlussquerschnitt: 0,08 ... 1,5 mm (AWG 28 ... 16) 

Eingangsscanzyklus: 1 ... 255 ms 

Eingangsentprellung: 1 ... 15-facher Scanzyklus 

� 6x Temperatursensor DS18S20 (-10°C bis +85°C bei ±0,5°C Genauigkeit) 

(-55°C bis +125°C bei ±2°C Genauigkeit) 

Spannungsversorgung + 5 V DC über USB 

Stromaufnahme max. 500 mA, typisch 80 mA 

Abmessungen B/H/T Kunststoffgehäuse ca. 72 / 50 / 25 mm 

Betriebs- / Lagertemperatur -40° C bis +70° C / -40° C bis 70° C 

Rel. Feuchte 5 % bis 90 % nicht kondensierend 

Schutzklasse IP30 

Normen CE 

Tischversion USB-Input-Device 

Lieferumfang 

Konfigurationssoftware und 

Handbuch sind im Internet verfügbar 

Bestellnummer 0202045 

Der Kontakt 

ipcas GmbH 

Gundstraße 15 Telefax: +49 (0)9131/ 7677-78 

D-91056 Erlangen Internet: http://www.ipcas.de 

Telefon: +49 (0)9131/ 7677-0 E-Mail: info@ipcas.de

Handbuch - USB-Input-Device, digitale Eingänge und - ipcas GmbH

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