hardware selection computer and installation box

050_hardwareauswahl.tex

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 	\section{Computer}
 		\label{sec:computer}
-		Als Server wurde ein PicoSYS 2880 Embedded-PC der Firma Hanzsung ausgewählt. Dieser wird mit einem Intel Celeron J4105 als Prozessor und 4GB Arbeitsspeicher ausgeliefert. Als Schnittstellen stehen USB 2.0 und USB 3.2 Gen 1 sowie RS232, RJ-45 Ethernet, PS2, VGA und HDMI zur Verfügung. Der Computer wird mit einem externen Netzteil mit 12V versorgt, welches über ein Hohlbuchse mit dem Computer verbunden wird. Da der Computer nur über die Buchse mit Strom versorgt werden kann und nicht über den gewünschten PoE-Anschluss verfügt, muss dieser über eine PoE-Splitter mit Strom versorgt werden. Durch die Gegebenheiten muss die Stromaufnahme ins Gesamtsystem passen und daher bekannt sein. Der Verkaufsseite !!!cite!!! kann nur entnommen werden, dass das mitgelieferte Netzteil eine Ausgangsleistung von \(60W\) hat. Da der verbaute Prozessor mit einer Verlustleistung von \(10W\) angegeben wird, scheint das Netzteil überdimensioniert zu sein und gibt keinen Aufschluss über den tatsächlichen Energiebedarf. Daher wurde der Computer an einem Labornetzteil angeschlossen um die Leistungsaufnahme zu messen. Zuvor wurde jedoch der Turbo-Modus des Prozessors, bei welchem die Taktfrequenz von \(1,5GHz\) auf bis zu \(2,5GHz\) angehoben werden kann, deaktiviert. Die Mehrleistung des Prozessors durch diese Technologie wird für den Anwendungsfall nicht benötigt. Während der Messung wurde über das Terminal ein Programm zum stressen der Hardware ausgeführt. Die CPU Auslastung wurde durch ein weiteres Programm beobachtet und lag durchgehend beim Maximum. Zusätzlich wurde das GNSS-Modul angeschlossen und die aktive Antenne an das GNSS-Modul um auch diesen Verbraucher in die Messung einbeziehen zu können. Unter Volllast wurde bei \(12V\) ein Strom von \(0,6A\) gemessen, dies entspricht einer Leistung von \(7,2W\). Auch unter Beachtung von Messtoleranzen kann somit von einer Leistungsaufnahme unter \(10W\) ausgegangen werden, die durch den PoE-Splitter erbracht werden muss. Auf der Rückseite des Computers befinden sich verschiedene Befestigungslöcher mit welchen sich auch die Montage an einer Wand ausführen lässt. Der Betriebstemperaturbereich wird mit \(-10^\circ C\) bis \(60^\circ C\) angegeben. Die Installation des Computers muss in einem vor der Witterung geschützten Bereich erfolgen.
+		Als Server wurde ein PicoSYS 2880 Embedded-PC der Firma Hanzsung mit den folgenden Gehäuseabmessungen !!!xxmm!!! (hbt) ausgewählt. Dieser wird mit einem Intel Celeron J4105 als Prozessor und 4GB Arbeitsspeicher ausgeliefert. Als Schnittstellen stehen USB 2.0 und USB 3.2 Gen 1 sowie RS232, RJ-45 Ethernet, PS2, VGA und HDMI zur Verfügung. Der Computer wird mit einem externen Netzteil mit 12V versorgt, welches über ein Hohlbuchse mit dem Computer verbunden wird. Da der Computer nur über die Buchse mit Strom versorgt werden kann und nicht über den gewünschten PoE-Anschluss verfügt, muss dieser über eine PoE-Splitter mit Strom versorgt werden. Durch die Gegebenheiten muss die Stromaufnahme ins Gesamtsystem passen und daher bekannt sein. Der Verkaufsseite !!!cite!!! kann nur entnommen werden, dass das mitgelieferte Netzteil eine Ausgangsleistung von \(60W\) hat. Da der verbaute Prozessor mit einer Verlustleistung von \(10W\) angegeben wird, scheint das Netzteil überdimensioniert zu sein und gibt keinen Aufschluss über den tatsächlichen Energiebedarf. Daher wurde der Computer an einem Labornetzteil angeschlossen um die Leistungsaufnahme zu messen. Zuvor wurde jedoch der Turbo-Modus des Prozessors, bei welchem die Taktfrequenz von \(1,5GHz\) auf bis zu \(2,5GHz\) angehoben werden kann, deaktiviert. Die Mehrleistung des Prozessors durch diese Technologie wird für den Anwendungsfall nicht benötigt. Während der Messung wurde über das Terminal ein Programm zum stressen der Hardware ausgeführt. Die CPU Auslastung wurde durch ein weiteres Programm beobachtet und lag durchgehend beim Maximum. Zusätzlich wurde das GNSS-Modul angeschlossen und die aktive Antenne an das GNSS-Modul um auch diesen Verbraucher in die Messung einbeziehen zu können. Unter Volllast wurde bei \(12V\) ein Strom von \(0,6A\) gemessen, dies entspricht einer Leistung von \(7,2W\). Auch unter Beachtung von Messtoleranzen kann somit von einer Leistungsaufnahme unter \(10W\) ausgegangen werden, die durch den PoE-Splitter erbracht werden muss. Auf der Rückseite des Computers befinden sich verschiedene Befestigungslöcher mit welchen sich auch die Montage an einer Wand ausführen lässt. Der Betriebstemperaturbereich wird mit \(-10^\circ C\) bis \(60^\circ C\) angegeben. Die Installation des Computers muss in einem vor der Witterung geschützten Bereich erfolgen.
 		!!!Position auf irgendeinem Bild!!!
 
 	\section{PoE-Hardware}
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 			Der gewählte Extender kann als Ethernet-Switch betrachtet werden, der sich selbst über die Stromversorgung des PoE-Kabels am Eingang versorgt und gleichzeitig zwei Ausgangsports bietet, an denen auch PoE anliegt. Die Leistung wird dabei zwischen den beiden Ports aufgeteilt, sodass es sich nach der Aufteilung nur noch um PoE+ Ports handelt. Die verfügbare Leistung je Port würde somit \(30W\) betragen, dies stellt die Versorgung der vorhanden Installation sicher, da im Datenblatt des LoRaWAN Gateway !!!cite Datenblatt!!! eine Stromaufnahme von unter \(10W\) aufgeführt wird.
 			\par
 			Bei dem ausgewählten Geräte handelt es sich um das Modell TI-BE200 von der Firma TRENDnet, welches im Datenblatt als \glqq Industrieller 2-Port Gigabit PoE++ Extender für den
-			Außenbereich\grqq !!!cite Datenblatt!!! bezeichnet wird. Des weiteren wird die Schutzklasse IP67 und ein Betriebstemperaturbereich von \(-40^\circ C\) bis \(75^\circ C\) angegeben. Das Gehäuse verfügt über Löcher für eine Wandmontage.
+			Außenbereich\grqq !!!cite Datenblatt!!! bezeichnet wird. Des weiteren wird die Schutzklasse IP67 und ein Betriebstemperaturbereich von \(-40^\circ C\) bis \(75^\circ C\) angegeben. Das Gehäuse verfügt über Löcher für eine Wandmontage. Für die Montage müssen diese Abmessungen beachtet werden !!!xxmm!!! (hbt).
 			!!!Verweis auf Position im Installationsbild!!!
 
 		\subsection{PoE Splitter}
 			Ein PoE-Splitter stellt ein Netzteil für nicht PoE-fähige Geräte dar. Dazu wird die Energieversorgung des PoE-Kabels genutzt um eine gängige Spannung über ein Terminalblock oder ähnlichem auszugeben. Zusätzlich stellt ein Splitter die eine Netzwerkverbindung ohne PoE zur Verfügung.
 			\par
-			Ausgesucht wurde das Gerät EX-60326 von der Firma Exsys !!!cite Datenblatt!!!. Der Splitter kann einen Betriebstemperaturbereich von \(-40^\circ C\) bis \(80^\circ C\) aufweisen. Da allerdings keine Schutzklasse nach IP gegeben ist, muss der Splitter zwingend in einem zusätzlichen Gehäuse verbaut werden. Für die Montage eine vormontierte Hutschienenhalterung angeboten und als alternative eine Platte zur Wandmontage. Die Gleichspannung am Ausgang mit Klemmverschraubungen beträgt \(12V\) und ist auf \(3A\) beziehungsweise \(36W\) beschränkt. Bei der Verwendung in der angestrebten Installation wird die Leistung weiter dadurch begrenzt, dass über das eingehende PoE-Kabel lediglich \(30W\) zur Verfügung stehen. Es besteht jedoch eine ausreichend hohe Differenz zwischen der benötigen und der verfügbaren Leistung, da wie in Abschnitt \ref{sec:computer} beschrieben die maximale Leistungsaufnahme des Computers \(10W\) nicht überschreitet. Der PoE-Splitter ist auf der Abbildung !!!ref!!! ganz links zu sehen.
+			Ausgesucht wurde das Gerät EX-60326 von der Firma Exsys !!!cite Datenblatt!!!. Der Splitter kann einen Betriebstemperaturbereich von \(-40^\circ C\) bis \(80^\circ C\) aufweisen. Die Abmessungen betragen !!!xxmm!!! (hbt). Da allerdings keine Schutzklasse nach IP gegeben ist, muss der Splitter zwingend in einem zusätzlichen Gehäuse verbaut werden. Für die Montage eine vormontierte Hutschienenhalterung angeboten und als alternative eine Platte zur Wandmontage. Die Gleichspannung am Ausgang mit Klemmverschraubungen beträgt \(12V\) und ist auf \(3A\) beziehungsweise \(36W\) beschränkt. Bei der Verwendung in der angestrebten Installation wird die Leistung weiter dadurch begrenzt, dass über das eingehende PoE-Kabel lediglich \(30W\) zur Verfügung stehen. Es besteht jedoch eine ausreichend hohe Differenz zwischen der benötigen und der verfügbaren Leistung, da wie in Abschnitt \ref{sec:computer} beschrieben die maximale Leistungsaufnahme des Computers \(10W\) nicht überschreitet. Der PoE-Splitter ist auf der Abbildung !!!ref!!! ganz links zu sehen.
 
 	\section{GNSS-Hardware}
 		\label{sec:GNSS-Hardware}
 
 	\section{Installationskasten}
+		Für Installation der nicht wasserfesten Komponenten wird ein Installationskasten benötigt, um diese zu schützen. Für ein Einheitlicheres Bild wurde ein Kasten von der selben Firma, wie der vorhandene Gewählt. Allerdings wurde für günstigere Temperaturen in dem Kasten die helle Ausführung gewählt. Bei dem Installationskasten handelt es sich um den KF 5000 H von der Firma Hensel. Laut des Datenblatts \cite{kasten} verfügt dieser über die Schutzklassen IP66, TP67 und IP69. Unter dem Punkt Umgebungsbedingungen wird als Einsatzgebiet die ungeschützte Installation genannt, dabei ist die Umgebungstemperatur von \(-25^\circ C\) bis \(70^\circ C\) angegeben. Als Ausnahme wird die maximale Umgebungstemperatur über 24 Stunden mit \(55^\circ C\) angegeben. Durch diese Eigenschaften ist der Kasten für die Dachinstallation geeignet.
+		\par
+		Die Innenmaße bieten bei einer hochkantigen Ausrichtung einen Installationsraum von 320x215x106mm (hbt). Somit lassen sich der Computer, der PoE-Splitter und das GNSS-Modul nebeneinander Platzieren. Die Montage soll auf einer Hutschiene stattfinden, die dem Kasten noch hinzugefügt wird. Außerdem müssen für den Computer und das GNSS-Modul entsprechende Halterungen geschaffen werden.
 
 	\section{Gyroskop}

Literatur.bib

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   version = {3.14.00},
 }
 
+@Manual{kasten,
+  author  = {Hensel},
+  title   = {KF 5000 H},
+  url     = {https://www.hensel-electric.de/weblication/grid5/tmpHTTP/productPdf/KF-5000-H-de-de.pdf},
+  urldate = {2024-06-16},
+}
+
 @Comment{jabref-meta: databaseType:biblatex;}