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Aus Raspberry Pi Geek 10/2018

Controllino-Modul mit Arduino-Mikrocontroller

© Ymgerman, 123RF

Unter Kontrolle

Martin Mohr

Das programmierbare Steuermodul Controllino bietet mit seinen zahlreichen Ein- und Ausgängen vielfältige Möglichkeiten.

Das Controllino-Modul [1] gibt es in den Varianten Mini, Maxi und Mega, wobei es von der Maxi-Variante (Abbildung 1) zwei Ausprägungen gibt: Standard und Automation. Zum besseren Verständnis fasst die Tabelle “Controllino-Modelle im Vergleich” die Eigenschaften der einzelnen Varianten zusammen. Die Preise variieren pro Variante, je nachdem, ob der Arduino-Header herausgeführt ist oder nicht.

Dieser Artikel bezieht sich auf die Maxi-Variante. Im Download-Bereich [2] des Herstellers finden Sie die Pinouts, Datenblätter und Bedienungsanleitungen aller Modelle.

Controllino-Modelle im Vergleich

 

Mini

Maxi

Mega

Maxi (Automation)

Analog/Digital-Inputs

8

12

21

20 (2 x 0-10V)

Thereor-Interrupt-Inputs

2

2

2

2

Digitale 2A-Outputs

8 (3 PWM)

12 (alle PWM)

24 (15 PWM)

8 (alle PWM)

Analog-Outputs

2 (0-10V/0-20mA)

Relay-Outputs

6

10

16

10

Serielles TTL-Interface

1

2

2

2

I2C-Interface

1

1

1

1

SPI-Interface

1

1

1

1

RS485-Interface

1

1

RTC

1

1

1

1

Ethernet-Interface

1

1

1

Preis

109-115 Euro

189-195 Euro

256-259 Euro

189-195 Euro

Abbildung 1: Die Anschlussbelegung des Controllino Maxi zeugt von einer Vielzahl von Möglichkeiten des Moduls.

Abbildung 1: Die Anschlussbelegung des Controllino Maxi zeugt von einer Vielzahl von Möglichkeiten des Moduls.

Hardware

Als Betriebsspannung eignen sich sowohl 12 Volt als auch die in der Steuerungstechnik üblichen 24 Volt. Zwei LEDs zeigen sie an. Die Eingänge A0 bis Ax des Controllino lassen sich sowohl analog als auch digital betreiben. Die Tabelle “Spannungen zu Logikleveln” zeigt, welche Spannungen welchen logischen Zuständen im Digitalbetrieb entsprechen.

Im Analogbetrieb misst ein 10-Bit-D/A-Wandler die Eingangsspannungen. Beachten Sie, dass die Spannungsbereiche der Wandler von der verwendeten Betriebsspannung abhängen: Bei 12 Volt Betriebsspannung reicht der Messbereich der Eingänge von 0 bis 13,2 Volt, bei 24 Volt von 0 bis 26,4 Volt.

Die Relay-Ausgänge R0 bis Rx schalten bei 30 Volt DC oder bei 230 Volt AC potenzialfrei bis zu 6 Ampere. Das entspricht im AC-Betrieb einer beachtlichen Schaltleistung von 1380 Watt. Die Relays teilen sich in zwei Blöcke auf; innerhalb eines Blocks dürfen Sie AC- und DC-Betrieb nicht mischen.

Die als Halbbrückenausgänge aufgebauten digitalen Ausgänge D0 bis Dx schalten bis zu 2 Ampere. Das hat gleich mehrere Vorteile: Einerseits lassen sich die Ausgänge als High-Side-Switch verwenden, andererseits können Sie mit zwei Ausgängen einen Motor im Vollbrückenmodus betreiben. Die Ausgänge sind dauerkurzschlussfest ausgelegt und besitzen Schutzeinrichtungen zum Schalten von induktiven Lasten.

Zusammengefasst handelt es sich um eine sehr leistungsfähige Hardware; weiterführende Details hierzu finden Sie in der Bedienungsanleitung [3].

Spannungen zu Logikleveln

Logiklevel

Betriebsspannung

Spannungsbereich

0

12 Volt

0-3,6 Volt

0

24 Volt

0-7,2 Volt

1

12 Volt

9-13,2 Volt

1

24 Volt

18-26,4 Volt

Software

Die folgende Übersicht zeigt die möglichen Programmierumgebungen für das Controllino-Modul. Da es kompatibel mit den Arduino-Boards arbeitet, haben Sie hier eher die Qual der Wahl: Es stehen Ihnen sowohl Open-Source- als auch proprietäre Programmierumgebungen zur Verfügung.

Die Arduino-IDE [4] ist die offizielle IDE des Arduino-Projekts. Mittlerweile lassen sich mit ihr eine Vielzahl unterschiedlicher Mikrocontroller programmieren. Es gibt innerhalb der IDE eine Menge Beispielcode, der auch als Basis für eigene Projekte dienen kann.

Mit dem zur Industrienorm IEC61131-3 konformen Logo.CAT3 [5] können Sie für viele Boards und Mikrocontroller Programme schreiben. Ein grafischer Editor unterstützt dabei auch weniger erfahrene Programmierer.

Bei Visuino [6] handelt es sich um eine visuelle Programmierumgebung für Mikrocontroller. Derzeit unterstützt sie viele Arduino-Boards, aber beispielsweise auch den ESP8266. Die Programme lassen sich mit Visuino einfach grafisch zusammenklicken und in den Mikrocontroller laden.

Embrio [7] zielt auf das Erstellen von echtzeitfähigen Programmen für den Arduino mit einem visuellen Editor ab. Die Umgebung verwendet eine hochgradig parallelisierte, agentenbasierte Architektur.

Die grafische Programmierumgebung Grape [8] soll Anfängern den Einstieg in die Mikrocontroller-Entwicklung erleichtern. Sie verwendet Flussdiagramme, die sie zum Erstellen der Programme in C++-Code wandelt.

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