Node
Die Nodes sind das Herzstück des INSAIN System. Mit ihnen kann ein beinahe beliebig großes Sensornetzwerk aufgebaut werden. Jeder Node kann Daten erfassen, empfange und auch (weiter)senden.
Den Node gibt es in zwei unterschiedlichen Bestückungsvarianten. Die
- Variante 1 beinhaltet zwei RS232 Kommunikationsinterfaces und weist einen Platinengröße von 21×40 mm auf.
- Variante 2 verfügt über ein RS232 und ein Bluetooth 5.0 Interface. Die Größe beträgt 40×40 mm.
In Abbildung 1 ist das Blockdiagram des Node ersichtlich.
Abbildung 1: Blockdiagram Node
Der SensorTile ist die zentrale Recheneinheit eines Nodes. Sämtliche Daten werden von Ihm entgegengenommen, verarbeitet und weitergeleitet. Zusätzlich verfügt er über folgende Sensoren um Messdaten aufzunehmen:
- 3-Achs Beschleunigungssensor,
- 3-Achs Gyroskop und
- 3-Achs Magnetometer.
Weiters können noch 3 Drucksensoren, wie sie vom Embedded Systems Lab verwendet werden, angeschlossen werden. Eine spezielle Schaltung, siehe Abbildung 2, verhindert, dass sich die Drucksensoren kapazitiv aufladen und somit die Messungen verfälscht werden. Das besondere daran ist, die Umpolung wird mit lediglich einem digitalen Ausgang durchgeführt, da am SensorTile keinen weiteren Anschlüsse mehr verfügbar sind.
Abbildung 2: Umpolung der Messschaltung für die Drucksensoren.
Es können auch zwei oder mehrer Nodes miteinander verbunden werden. Dazu wird RS232 OUT mit RS232 IN Verbunden. Die Verbindung zum Host kann wahlweise über RS232 OUT oder das Bluetooth 5.0 Interface hergestellt werden. Dem SensorTile ist es egal ob Variante 1 oder Variante 2 bestückt ist, da sowohl für RS232 als auch für Bluetooth 5.0 das gleiche Protkoll verwendet wird.
Abbildung 3: Layout Node
Verwendete Bauteile
- 1x Silab BGM13P Bluetooth 5.0 (Optional)
- 1x STM SensorTile
- 1x STM LiPo Laderegler
- 1x Texas Instruments ADC124S101
- 1x Texas Instruments 2 Kanal RS232 Tranceiver
- 1x Texas Instruments Operationsverstärker
- 1x Texas Instruments Pegelwandler (1.8V – 3.3V)