Hardware

Im Zuge des Projekts wurde eine Platine entwickelt, die durch verschiedene Bestückungsvarianten die einzelnen Sensorknoten realisiert.

Die Platine hat einen vier-lagen Aufbau, die Bauteile sind hauptsächlich SMT. Insgesamt wurden 6 Platinen für die Tests angefertigt und händisch bestückt.


Schnittstellen

Versorgung

  • Anschluss an das Board-Netz der Bahnbaumaschine
  • Stellt die Versorgung für die angeschlossenen Sensorknoten im Netzwerk bereit
  • Eingangsspannung: 12-28V
  • Verpolungsschutz und Überspannungschutz vorhanden

Sensor-Netzwerk

  • Zum Anschluss weiterer Sensorknoten
  • Zwei 9 polige D-Sub Steckverbinder
  • CAN – Schnittstelle
  • Versorgung

Temperatursensor

  • Um die aktuelle Umgebungstemperatur der Maschine zu erfassen
  • Zum Anschluss eines PT1000-Temperaturfühlers

Füllstandssensor

  • Um den aktuellen Kraftstoffstand der Maschine zu erfassen
  • Zum Anschluss eines analogen Füllstandsensors 0-10V oder 4-20mA

Debug-Schnittstelle

  • Servicetechniker-Schnittstelle, für die Inbetriebnahme und Statusmitteilungen
  • UART TTL-3V3 Schnittstelle

GSM- / GPS-Antenne

  • Für den Anschluss einer aktiven GPS Antenne bzw. passiven GSM Antenne


Komponenten | Baugruppen

Versorgung

Die Versorgung unterscheiden sich je nach Typ des Knotens. Am Hauptknoten befindet sich das GSM/GPS-Modul aus diesem Grund ist hier zusätzlich eine Versorgungsspannung von 3.8V notwendig, neben den 3.3V für den Mikrocontroller.

Mikrocontroller

  • STM32F405RGT6
  • 12MHz Quarz
  • RTC-Quarz & Back-Up Batterie
  • SWD-Programmierinterface
  • Statusled
  • CAN-Transceiver

GSM-GPS-Modul

  • BG96 von Quectel
  • UART-Interface (Pegel-Wandler 3.8V <->  3.3V)
  • Micro-SIM-Karte

Analog – Schaltung

Der Temperatur-, Füllstand- und Batterie-Sensor wird mit dem ADCs des Mikrocontrollers digitalisiert.

Beschleunigungssensor

  • LSM303AGR
  • I2C-Interface
  • Interrupt-Pins für die Erkennung eines Auflaufstoß

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