Development of a bidirectional I2C to UART Converter for sensor communication

Abstract

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung von zwei verbesserten Versionen einer bestehenden UART/I²C-Konverterplatine, die für Sensortests verwendet wird. Das aktuelle Board hat Probleme mit Inflexibilität, Kommunikationsfehlern und eingeschränkten Baudratenoptionen. Außerdem ist eine externe Stromversorgung für den Sensor notwendig. Das Projekt umfasst den Entwurf und die Implementierung zweier Versionen einer Leiterplatte, die die Datenkommunikation zwischen Geräten erleichtern soll. Eine Version wird über ein externes 24-V-Netzteil mit Strom versorgt, während die andere Version die Stromversorgung über die Handshake-Leitungen (RTS, DTR) der RS232-Schnittstelle mit einer Backup-Option über eine USBStromversorgung nutzt. Um die nahtlose Konvertierung von Befehlen zwischen UART- und I²C-Protokollen bidirektional zu ermöglichen, wurde eine Software entwickelt. Sie spiegelt das Kommunikationsprotokoll des alten Adapters genau wider, um eine nahtlose Austauschbarkeit ohne Änderungen an der Auswertesoftware auf dem PC zu gewährleisten. Zur Beurteilung der Zuverlässigkeit des Adapters wurden zahlreiche Tests durchgeführt, darunter auch Untersuchungen zur Toleranz gegenüber Fehleingaben. Darüber hinaus wurden Langzeittests durchgeführt, um die Gesamtzuverlässigkeit zu bewerten. Auch die Integrität und Reaktionszeit des Adapters wurden eingehend analysiert. Die Ergebnisse wurden mit deren des alten Adapters verglichen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der neu entwickelte Adapter dem alten hinsichtlich Zuverlässigkeit und Integrität leicht überlegen ist. Der Adapter punktet vor allem durch seine hohe Flexibilität, kompakte Bauweise und galvanische Trennung. Allerdings hat sich herausgestellt, dass der neu entwickelte Adapter etwas langsamer auf Befehle reagiert als der alte Adapter.

Datum der Bewilligung	Juni 2024
Originalsprache	Englisch
Betreuer/-in	Andreas Schrempf (Betreuer*in)