Velleman Modules VM140 User Manual

Extended USB interface card

B

S

U

l

a

s

r

e

v

i

n

u

O

/

I

3

3

l

u

f

e

s

u

y

l

l

a

c

i

t

c

a

r

p

A

e

t

n

i

b

e

c

a

f

r

.

d

r

a

o

VM140

VM140

EXT E N DED US B INTERFACE BOARD 3
UITGEBREIDE USB INTERFACEKAART 10
INTERFACE USB - VERSION ETENDUE 17
ERWEITERTE USB-SCHNITTSTELLENKARTE 24
INTERFACE USB DE GRAN EXTENSIÓN 31

Velleman Components N. V.

Velleman Components N. V.

Velleman Components N. V.

Legen Heirweg 33

Legen Heirweg 33

Legen Heirweg 33

9890 Gavere, Belgium

9890 Gavere, Belgium

9890 Gavere, Belgium

http://www.velleman

http://www.velleman

http://www.velleman

Kits & Instruments Service Forum : http://forum.velleman.be

Kits & Instruments Service Forum : http://forum.velleman.be

Kits & Instruments Service Forum : http://forum.velleman.be

-

kit.com

kit.com

kit.com

-

-

Features & specifications

This computer interf ac e board has a total of 33 in pu ts / outputs, inclu din g analogue / digit al and a
PWM output.

The connection to the computer via the USB port is galvanically-optically isolated, so that damage to
the computer is impossible thus providing a high level of secure implementation.

All communication routines are contained in a Dynamic Link Library (DLL).
You may write custom Windows* Applications in Borland Delphi, Borland C++ Builder, Microsoft
Visual Bas ic , Mic r os of t VC or m ost other 32-bit Windows application devel op m en t tool th at su pp ort s
calls to a DLL.

FEATURES:

 8 analogu e 10 bit r es ol ution inputs: 0…5 or 10VDC / 20k ohms
 8 analogu e 8 bit resolution ou tputs: 0…5V or 10V DC / 47 ohms
 8 digital in puts : open collect or c om patible (connection to GND =0 ) with on-board LED indication
 8 digital op en c ollector outpu ts (ma x. 50V/100mA) wit h on-board LED indication
 one 10 bit PWM output: 0 to 100 % op en c oll ec tor output (ma x 10 0m A / 40V) wit h on-board LED

indication

 USB port: USB 1.1 & 2.0 compatible

SPECIFICATIONS:

• power consumption through USB port: approx. 60mA

• up to 8 cards can be connected to PC

• power supply through adapter: 12VDC / 300mA (PS1205)

• PWM frequency : 15.6kHz

• command execution ti m e: b etw een 21 and 48ms

• PCB dimensions: 195 x 142 x 20m m ( 2. 7 " x 5.6" x 0.8")

MINIMAL SYSTEM REQUIREMENTS:

• Pentium cl ass CPU or hi gher with fr ee USB p ort (1.1 or hi gh er )

• Microsoft Windows 2000 or Windows XP*

• CD-ROM player and mouse

* WinXp recommended for optimum compatibility
* Are registered trademarks of MICROSOFT CORP.

3

Connections

Connections

3

6

5

4

20

19

12

15

16

13

17

11

18

1

2

8

9

7

10

4

14

1

USB-connector Connection of the VM140 with the USB port of your PC

2 12VD C

Digital inputs

3

1, 2, 3, 4

Digital inputs

4

5, 6, 7, 8
Digital outputs

5

1, 2, 3, 4

Digital outputs

6

5,6,7,8

Analogue inputs

7

1,2,3,4

Analogue inputs

8

5,6,7,8

Analogue outputs

9

1,2,3,4

Analogue outputs

10

5,6,7,8

Addressing of the

11

selection ju mpers

12

Max. A/D voltage

Max. D/A output

13

voltage

14

PWM control LED

CPU “run mode”

15

LED

16 CPU RC/TX LED

17 “P OWER ON” LE D

“USB” LED

18

Digital input indica-

19

tion

Power supply connection. C onnect a 12V non-r egulated adapt er supplying

min. 300mA

Inputs need to go “LOW” externally to activate (connect with the GND).

These outputs are open coll ector outputs. When active, the transistors in IC4
will conduct and a “connection” will be established between GND and the
output in quest ion. The charge you wish to feed, lik e a LED, relay …, m ust
receive an external tension. C onnect the “CLAMP” connection with the + of
this external power supply so as to protect the transistor array.

These are measuring points wi t h which you can digitalize and read out an
analogue v oltage through the PC. The analogue in puts expect a DC voltage
between 0 and 5V or between 0 and 10V. Select with the jumpers AD1 to AD8
(see n° 13). A ttention: Supplying a voltage to the A/D inputs high er than 5 or
10V can caus e i rrevocable damage to the VM140 (I C10/11)!

Determination with software of the DC voltage on these output s. Depending
on the jumpers DA1 to DA8 you c an establish this voltage between 0 and 5V
or between 0 and 10V. On pin 2 of this connector (SK9 ) y ou can also find t he
PWM output. T he PWM output is an open collector output whose pulse width
is adjustable.

With the jumpers A1, A2 and A3 y ou c an attribute a uniqu e address to eac h
connect ed VM140. Up to 8 boards can be connected. If you have only 1
VM140, establi sh its addr ess as “0”.

With the jumpers AD1-AD8 you can select the voltage range for t he corre­sponding A / D i nputs between 0 t o 5V (c losed) or 0 to 10V (open).

With the jumpers DA1-DA8 you can select the max. voltage range for the
corresponding D/A output s between 0 to 5V (open) or 0 tot 10V (closed)

This LED will light if the PW M output is active. The brightness of the LED is
analogous to the pulse/pause relation.

Lights when the CPU of the VM1 40 (IC6) is functioning correctl y.

This LED lig hts in case of data exchange between the CPU and t he USB
interface controller (IC 3). If the LED does not light when the board is

powered, check the USB controller (IC3) or the optical separation (IC1 & 2)
for faults.

Lights in c ase of the presence of t he 5V power suppl y f or t he USB controller.
Attenti on: The VM140 is pow ered through the USB port of your PC and does
not guarantee operation of t he power supply sect ion of the VM140’s CPU and
I/O section.

Blinks during USB connection and lights at every successful c onnection be­tween the USB chip in your PC and the VM140.

These LEDs t urn out when a corres ponding input goes “LOW” (connect ion of
the input wi th GND) through an ext ernal contact or an external open collector
input.

Connections

Digit al ou tp ut in d i-

20

cation

These LEDs li ght i f a corresponding output is activ e, i.e. when a connection is
establish ed between an output pi n and GND (open c ollector output ).

5

softwar e ins t allation

Software ins ta llation

After assembly of the circuit, it is now time to install the software drivers and examples and to test
the VM140.

 Connect a 12V power supply (non regulated 12V adapter) to the power supply connector of the

VM140 (SK2).

 The control LED LD12 (RUN) should light as well as LD13 to LD20 (these are the input control

LEDs and light when the inp uts ar e n ot act ive “LOW” ).

If OK, connect the USB conne ctor of the VM 140 to your PC using the included U SB cable.

 LD10 (POWER) should light.
 LD10 (USB) should light next in case of a data connection between the PC and the VM140.
 With the first connection, you should install the USB driver of the microcontroller onto the PC first.

The location of this driver can be found on the included CD in the ‘USB_driver’ subfolder of the
VM140 software.

Refer to the figures below illustrating the driver ins tal lation (example Windows XP):

VM140 is the builded version of K8061, software for K8061 is identical for VM140

Screenshots may vary with

different operating system

6

Step 1 : New hardware detected
Local driver, don't run Windows Update

Step 2 : Select "specific location"

softwar e ins t all ation

Step 3 : Browse through the driver
folder on your hard disk or inc l u d ed CD.

Select driver : mchpusb.sys

Step 4 : Click "Continue Anyway"

Step 5 : Click "Finish"

7

softwar e ins t allation

Installation is successful

 A utility to check the operation of the VM140 can be found in the “DIAG8061” subfolder.

 A more elaborate test application can be found in the “DEMO8061” subfolder.

The source code of the test application can be found in the “DLL examples” subfolder.
Explanation concerning the communication DLL of the VM140 can be found in the “DOC” subfolder.

8

How to connect :

Connect ion example

Check the connections and respect limitations of the specifications

to prevent damage.

1. Analog output :

2. Analog input :

GND

ANALOG OUTPU T VOL T AGE

DAx : +

0 till 5V

OR

0 till 10V

3. Digital output : 4. Digital input :

+V

+V :External
power supply for
relay, LED,
Lamp.

!

MAX 50VDC

GND

Switch, ...

OR

MAX 10V DC !

!

GND

0 ... 5V or 0 ... 10V

ADx : +

External transistor

"open collector" output

9

Eigenschappen en technische gegevens

Deze geassembleerde interfacekaart bestaa t uit 33 ingangen / uitga ngen, inclusief analoge / digitale en
een PWM-uitga ng.

De aansluiting naar de computer is galvanisch-optisch geïsoleerd om beschadiging te vermijden en zo de
implementering te beveiligen.

Alle communicatieroutines zi jn in een Dynamic Link Libra ry (DLL) verzameld.
U kunt eigen Windows-toepassingen* schrijven in Delphi, Visual Basic, C++ Builder, Microsoft Visual
Basic, Micro soft VC en de meeste 32-bit Windows-toepassingen die calls naa r een DLL ondersteunen.

EIGENSCHAPPEN:

 8 analog e ing an gen met een resolutie van 10 bit : 0…5 of 10VD C / 20 k oh m
 8 analog e ing an gen met een resolutie van 8 bit: 0…5V of 1 0V DC / 47 ohm
 8 digitale ingangen: open collector compatibel (aansluiting met GND=0) met on-board indicatie-led
 8 digital e op encollectoru itgangen (max. 50V/100 mA) met on-boar d in dicatie-led
 een PW M- uitg ang van 10 bit: 0 tot 10 0% op encollectoru itgang (max 10 0mA / 40V) met on- b oard

indicatie-led

 USB-poort: USB 1.1 & 2.0 compatibel

TECHNISCHE GEGEVENS:

• verbruik langs een USB-po ort: ongeveer 60m A

• mogeli jk h eid om m ax. 8 kaarten met de pc aan t e slui ten

• voeding langs de adapter: 12VDC / 300mA (PS1205)

• PWM- f r equ ent i e: 15 .6 kHz

• stand aard ui tvoeringstijd: tussen 21 en 48 ms

• afmetin gen PCB: 195 x 14 2 x 20 mm

MINIMALE SYSTEEMVEREISTEN:

• Pentium of hoger met vrije USB-poo rt (1.1 of hoger)

• Microsoft Windows 2000 of Windows XP*

• cd-roms peler en muis

* Windows XP is een geregistreerd handelsmerk van Microsoft Corporation.
* Windows XP is aanbevolen

10

Aansluitingen

3

Aansluitingen

6

5

4

20

19

12

15

16

13

17

11

18

1

2

8

9

7

10

14

11

aansluitingen

1

USB-connector Hier wordt de VM140 met de USB-poort van een pc verbonden.

2 12VDC

Digitale ingangen

3

1, 2, 3, 4
Digitale ingangen

4

5, 6, 7, 8

Digitale uitgangen

5

1, 2, 3, 4

Digitale uitgangen

6

5, 6, 7, 8
Analoge ingangen

7

1, 2, 3, 4

Analoge ingangen

8

5, 6, 7, 8

Analoge uitgangen

9

1, 2, 3, 4
Analoge uitgangen

10

5, 6, 7, 8
Adressering

11

selectiejumpers

A/D maximale

12

spanning

D/A maximale

13

uitgangsspanning

14

PWM controle-LED
CPU “run mode”-

15

LED

16 CPU RC/TX-LED

17

"P OWER ON” - L E D

18 "USB”-LED

Aanduiding

19

digitale ingang

Aanduiding

20

digitale uitgang

Aansluiting van de voedin g. Hier sluit men een 12V ongestabiliseerde adapter op
aan die mi ni maal 300mA kan leveren.

Om ze te activeren dient u deze extern “LAAG” te maken (verbinden met GND).

Deze uitgangen zijn “open col lector ”-uitgan gen, dit wil z eggen dat, als z e actief
word en gemaakt, gaan de transistors in I C4 i n “geleidi ng” en wordt er een
“verbinding” gemaakt tussen GND en de desbetreffende uitgang. De last die u
wenst aan te sturen, zoals een LED, relais ..., moet dus een externe spanning
krijgen, de aansluiting “CLAMP” ver bindt u eveneens met de + van deze externe
voeding. Dit dient om de transistor array te beschermen.

Dit zijn m eetpunten waarmee men een analoge sp anning kan digitaliseren en

uitlezen via de pc. De analoge i ngangen verwachten een stabiele
gelijkspanning tussen 0 en 5V of tussen 0 en 10V. Deze selecti e kan gemaakt
worden met de jumpers AD1 t ot A D8 (zie nr. 13). Opgelet: Een spanning
aanleggen aan de A/D-ingangen groter dan 5 of 10V kan de VM140
onherroepelijk beschadigen (IC10/11)!

Hier kan men softwarematig de gelijkspanning bepalen die u op deze

uitgang en kan plaatsen. Afhankelijk van de st and van de jumper s DA 1 tot DA8
is deze spanni ng in te stellen tuss en 0 en 5V of tussen 0 en 10V . Op pin 2 van
deze connector (SK9) vind u ook de PWM-uitgang. De PWM-uitgang i s een
“open collector”-uitgang waarvan de pulsbreedte regelbaar is.

Met de jum pers A1 , A2 en A3 kunt u elk e VM140 dat aangesloten is een uniek

adres toek ennen. Er kunnen max. 8 kaarten aang esloten worden. A l s u
slechts één VM140 hebt, stel d eze dan in op adres “0 ”.

Met de jum pers A D1-AD8 kunt u het s panningsberei k v oor de

overeenkomstige A/D-in gangen selecteren tussen 0 tot 5V (g esloten) of 0 tot
10V (open).

Met de jum pers DA1-DA8 kunt u het maximale spannings-ber ei k v oor de

overeenkomstige D/A-uitgangen selecteren tussen 0 t ot 5V (open) of 0 tot 10V
(gesloten)

Deze LED licht op indien de PWM-uitgang acti ef is. De helderheid van deze

LED is anal oog aan de puls/pauze verhouding.

Licht op als de CPU van de VM140 (IC6) correct functioneert.
Deze LED licht op als er data wordt uitgewisseld tussen de CPU en de USB

interface controller (IC3). Als deze LED niet oplicht tijdens de werking van de
kaart, i s er een fout in de USB control ler (IC3) of i n de optisch e sc heidin g (IC1 & 2)
aanwezig.

Licht op als d e 5V voeding voor de USB-controller aanwezig is. Opg el et: Deze

voeding w ordt genomen uit de USB-poort van uw pc en is geen garanti e voor
de werking v an het voedingsgedeelte van de VM140’s CPU en I/O -gedeelte.

Knippert tijdens USB-verbinding en licht constant op wann eer er een

geslaagd e communicati e tot stand gebracht is t ussen de USB-chip i n uw pc
en de VM140.

Deze LEDs d ov en als een overeenk omstige ingang “Laag” getrokk en wordt

(verbinding van ingang met GN D) door een extern contact of exter ne “open
collector”-uitgang.

Deze LEDs licht en op als een overeenkomst ig e uitgang act ief wordt, dit wil

zeggen als er een verbinding ont st aat tussen een uitg angspi n en GND (“op en
collector”-uitgang).

12