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使用端口擴(kuò)展器輕松高效地將具有成本效益的子節(jié)點(diǎn)添加到 IIoT 端點(diǎn)

1854526 2022-11-24 | pdf | 217.7KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

對(duì)于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 應(yīng)用，IIoT 端點(diǎn)的特性和靈活性不僅在功能上不斷擴(kuò)展，而且還在距離端點(diǎn)中的主機(jī)微控制器多英尺處擴(kuò)展了物理控制區(qū)域。雖然 IIoT 端點(diǎn)主機(jī)微控制器的一些 I/O 引腳可用于到達(dá)這些擴(kuò)展位置，但隨著距離的增加，I/O 線路變得更容易受到電磁干擾 (EMI) 的影響，從而導(dǎo)致可靠性降低。雖然另一個(gè)微控制器可以用作 IIoT 端點(diǎn)主機(jī)微控制器的子節(jié)點(diǎn)，但當(dāng)數(shù)據(jù)僅用于簡(jiǎn)單的數(shù)字 I/O 信號(hào)時(shí)，這可能會(huì)不必要地增加復(fù)雜性。對(duì)于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 應(yīng)用，IIoT 端點(diǎn)的特性和靈活性不僅在功能上不斷擴(kuò)展，而且還在距離端點(diǎn)中的主機(jī)微控制器多英尺處擴(kuò)展了物理控制區(qū)域。雖然 IIoT 端點(diǎn)主機(jī)微控制器的一些 I/O 引腳可用于到達(dá)這些擴(kuò)展位置，但隨著距離的增加，I/O 線路變得更容易受到電磁干擾 (EMI) 的影響，從而導(dǎo)致可靠性降低。雖然另一個(gè)微控制器可以用作 IIoT 端點(diǎn)主機(jī)微控制器的子節(jié)點(diǎn)，但當(dāng)數(shù)據(jù)僅用于簡(jiǎn)單的數(shù)字 I/O 信號(hào)時(shí)，這可能會(huì)不必要地增加復(fù)雜性。開發(fā)人員可以使用端口擴(kuò)展器作為 IIoT 端點(diǎn)之外的經(jīng)濟(jì)高效的子節(jié)點(diǎn)，而不是擴(kuò)展 I/O 線以實(shí)現(xiàn)更廣泛的控制。開發(fā)人員可以使用端口擴(kuò)展器作為 IIoT 端點(diǎn)之外的經(jīng)濟(jì)高效的子節(jié)點(diǎn)，而不是擴(kuò)展 I/O 線以實(shí)現(xiàn)更廣泛的控制。本文在介紹本文在介紹Maxim IntegratedMaxim Integrated的兩款端口擴(kuò)展器之前先介紹端口擴(kuò)展器的作用。這些擴(kuò)展器通過串行接口輕松連接到主機(jī)微控制器，顯著擴(kuò)展 IIoT 節(jié)點(diǎn)的數(shù)字 I/O 功能。它們?cè)谶@樣做的同時(shí)保留了傳統(tǒng)的通用 I/O (GPIO) 功能，例如脈寬調(diào)制 (PWM) 生成和中斷檢測(cè)。的兩款端口擴(kuò)展器之前先介紹端口擴(kuò)展器的作用。這些擴(kuò)展器通過串行接口輕松連接到主機(jī)微控制器，顯著擴(kuò)展 IIoT 節(jié)點(diǎn)的數(shù)字 I/O 功能。它們?cè)谶@樣做的同時(shí)保留了傳統(tǒng)的通用 I/O (GPIO) 功能，例如脈寬調(diào)制 (PWM) 生成和中斷檢測(cè)。為什么 IIoT 網(wǎng)絡(luò)需要端口擴(kuò)展器為什么 IIoT 網(wǎng)絡(luò)需要端口擴(kuò)展器規(guī)劃 IIoT 網(wǎng)絡(luò)時(shí)，首要步驟之一是確定端點(diǎn)的數(shù)量。需要將其行為與設(shè)施的其余部分同步的每臺(tái)設(shè)備都需要至少一個(gè)端點(diǎn)。工廠裝配線就是一個(gè)很好的例子。每個(gè)工位必須與整個(gè)裝配線的進(jìn)度同步，以便在正確的時(shí)間執(zhí)行正確的裝配程序。規(guī)劃 IIoT 網(wǎng)絡(luò)時(shí)，首要步驟之一是確定端點(diǎn)的數(shù)量。需要將其行為與設(shè)施的其余部分同步的每臺(tái)設(shè)備都需要至少一個(gè)端點(diǎn)。工廠裝配線就是一個(gè)很好的例子。每個(gè)工位必須與整個(gè)裝配線的進(jìn)度同步，以便在正確的時(shí)間執(zhí)行正確的裝配程序。但是，工廠裝配線中的 IIoT 端點(diǎn)可能不會(huì)局限于一個(gè)物理區(qū)域，而是可能會(huì)使用布線或電纜將 IIoT 端點(diǎn)的主機(jī)微控制器 GPIO 端口延伸到許多英尺之外，類似于以主機(jī)微控制器作為集線器的星形配置. 星形的每個(gè)點(diǎn)的終端可能具有足夠的復(fù)雜性，可以充當(dāng)主要 IIoT 端點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)，但可能不夠復(fù)雜，無法配置為具有自己的網(wǎng)絡(luò)連接的自己的 IIoT 端點(diǎn)。雖然可以將子節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)為由其自己的微控制器控制，但對(duì)于簡(jiǎn)單的 GPIO，這可能會(huì)增加不必要的復(fù)雜性和成本。但是，工廠裝配線中的 IIoT 端點(diǎn)可能不會(huì)局限于一個(gè)物理區(qū)域，而是可能會(huì)使用布線或電纜將 IIoT 端點(diǎn)的主機(jī)微控制器 GPIO 端口延伸到許多英尺之外，類似于以主機(jī)微控制器作為集線器的星形配置. 星形的每個(gè)點(diǎn)的終端可能具有足夠的復(fù)雜性，可以充當(dāng)主要 IIoT 端點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)，但可能不夠復(fù)雜，無法配置為具有自己的網(wǎng)絡(luò)連接的自己的 IIoT 端點(diǎn)。雖然可以將子節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)為由其自己的微控制器控制，但對(duì)于簡(jiǎn)單的 GPIO，這可能會(huì)增加不必要的復(fù)雜性和成本。一個(gè)真實(shí)的例子是使用 PWM 信號(hào)控制電機(jī)的 IIoT 端點(diǎn)。如果電機(jī)距離幾英尺遠(yuǎn)，則需要向電機(jī)發(fā)送多個(gè) PWM 信號(hào)，這會(huì)增加周圍區(qū)域的 EMI。屏蔽電纜可用于傳輸 PWM 信號(hào)，但這會(huì)增加系統(tǒng)成本，并且不會(huì)消除由于相位延遲或串?dāng)_引起的誤差。相反，可以使用 I 一個(gè)真實(shí)的例子是使用 PWM 信號(hào)控制電機(jī)的 IIoT 端點(diǎn)。如果電機(jī)距離幾英尺遠(yuǎn)，則需要向電機(jī)發(fā)送多個(gè) PWM 信號(hào)，這會(huì)增加周圍區(qū)域的 EMI。屏蔽電纜可用于傳輸 PWM 信號(hào)，但這會(huì)增加系統(tǒng)成本，并且不會(huì)消除由于相位延遲或串?dāng)_引起的誤差。相反，可以使用 I