8-900-374-94-44
К сожалению, конвертер имеет упрощённую реализацию — отсутствует гальваническая развязка между интерфейсами, что может создавать проблемы на протяжённых линиях из-за наличия значительной разности потенциалов между устройствами. Если конвертер подключён к заземлённому компьютеру и экран кабеля RS-485 также заземлён — всё работает нормально. Но если попытаться подключить конвертер в ноутбук — проблема иногда вылезает и приходится либо ноутбук принудительно заземлять, либо работать от встроенной аккумуляторной батареи.
По неписаным правилам, если гальванической развязки нет, надо добавить на разъём подключения RS-485 ещё третью клемму «Общий провод» — тут китайцы явно зря сэкономили.
Конвертер в начале преобразует USB в RS232 TTL (на Ch440T), затем его преобразует в RS-485 (на MAX485)
На микросхеме Ch440T маркировка отсутствует.
Микросхема MAX485
www.ddrservice.info/f0z/Integrated-circuits/M/max/max485.pdf
Поддерживает скорость до 2,5Mbit, но в данном устройстве скорость ограничена 128kbit.
Третья микросхема — мелкая логика со спиленной маркировкой. Скорее всего это что-то типа SN74HC00 — работает просто как инвертор сигнала для управления MAX485.
В системе конвертер видится как USB-SERIAL Ch440
Работает под любой OS
Драйвер под Win подходит Ch441SER
yadi.sk/d/EVgMWzmXd6Y3R
Достоинства:
— По сравнению с промышленными аналогами стоит в 15 раз меньше 🙂
— Малые габариты и вес, можно всегда с собой таскать
— Питание от USB порта
Недостатки:
— Отсутствие гальванической развязки
Вывод: очень бюджетный низкоскоростной конвертер RS-485, который пытается нормально работать 🙂
mysku.ru
Мне внезапно понадобился переходник из USB в RS485. На мое удивление, на местном радиорынке найти его я не смог, поэтому решил ваять свое. По ходу выяснилось несколько подробностей.
Сначала я думал просто взять готовый переходник USB->RS232 и прицепить к нему платку с преобразователем уровней в RS485. Не тут то было – посмотрите, с какой задержкой компьютер переключает сигнал RTS (а именно он обычно используется для переключения прием-передача):
голубой – данные, желтый – RTS.
Естественно, это никуда не годиться – почти 100мс, в то время как задержка между приемом и передачей Modbus – 2мс.
Покопавшись в интернете, нашел очень интересный способ автопереключения приема и передачи для RS485:
Используется 555 таймер в режиме ждущего мультивибратора. Когда сигнал на входе становится низким (стартовый бит), таймер запускается и переключает драйвер RS485 на передачу. Если в течении 40мкс не появится нового низкого уровня, таймер переключит драйвер на прием. А как быть с длинной передачей единиц? Все очень просто – на выходе драйвера RS485 стоят подтягивающие резисторы, которые по умолчанию держат линию в единичном состоянии.
Так к чему это я… Ах, да – в итоге я нашел оочень простое включение всеми любимой, но вечно дорогой FT232. Оказывается, у нее есть ножка которая переключается в момент фактической передачи. Работает это на отлично:
голубой – сигнал с ножки передачи, желтый – данные.
Вот – итоговая схема, перемычками P2 подключается терминатор:
Если кто захочет повторить – вот схема и плата, плата делается двусторонней, вторая сторона полностью играет роль земли:
bsvi.ru
Плата обзавелась соплями и стала менее красивой но я не состою в редакции «Радио» и «правильно собранное устройство в настройке не нуждается» это не всегда про меня. Плата и схема в приложении не избавлены от этих недостатков. Если я в ближайшее время переделаю их то доложу исправленные варианты.
Как видно из фото, добавлены резисторы подтяжек, сопля из мгтф и немного покурочена нога одной оптопары. Надеюсь, мой опыт будет полезен.
Немного экономики:
— FT232, сейчас 300р (куплена давно, до кризисов)
— оптопара h21L1 3шт., 30р/шт.
— MAX485 40р/шт.
— DCDC 100р
остальная рассыпуха была в наличии.
Сначала я хотел использовать ADUM1301 но он заметно дороже трех оптопар и его не было в наличии поблизости.
Схема, в которой я исправил все (надеюсь) косяки
Впервые использовал оптопары для развязки цифровых сигналов, в следующий раз буду внимательнее.
Update.
Учел пожелания товарищей, исправил все. Плата:
Изоляция оптопары по дш — 7.5кВ/1мин, DC-DC 1кВ.
we.easyelectronics.ru
Разное
Главная Радиолюбителю Разное
Современные периферийные устройства в своём большинстве рассчитаны на подключение к компьютеру по интерфейсу USB, который сейчас вытеснил все другие виды компьютерных интерфейсов. Если возникнет задача ввести в компьютер информацию по интерфейсу RS-485, в этом поможет предлагаемый преобразователь.
Асинхронный интерфейс передачи данных RS-485 — один из самых распространённых промышленных интерфейсов и, несмотря на постепенное вытеснение более современными технологиями, такими как, например, Ethernet, продолжает по сей день активно применяться в системах промышленной автоматизации, пожарной и охранной сигнализации, контроля доступа и пр. Он, конечно же, не может соревноваться с вездесущими Ethernet и Wi-Fi по скорости передачи данных, но зато обладает одним неоспоримым преимуществом — простотой реализации. Для связи по RS-485 требуются всего два провода и очень простое программное обеспечение, к тому же существует огромное количество готовых аппаратных и программных решений. Также следует отметить и весьма хорошую дальность связи — более километра при скорости до 62,5 кбит/с, согласно спецификации на стандарт. На практике же удавалось организовать стабильный обмен данными на расстояние более трёх километров на скорости 10 кбит/с при использовании экранированной витой пары.
Для возможности подключения какого-либо прибора, оборудованного интерфейсом RS-485, к домашнему компьютеру или ноутбуку необходим, естественно, соответствующий преобразователь интерфейсов, например USB/RS-485. Подобные устройства широко распространены и подробно описаны в технической литературе. О варианте подобного преобразователя и пойдёт речь. Схема устройства приведена на рис. 1. В основе лежит «классическая» в подобных преобразователях популярная микросхема FT232RL (DD1). Она представляет собой специализированный, полностью аппаратно реализованный двухнаправленный преобразователь-конвертер USB/UART (UART -Universal Asynchronous Receiver-Transmitter — универсальный асинхронный приёмопередатчик) с полной поддержкой протокола USB. Микросхема требует минимальной внешней обвязки. Помимо этого, FT232RL имеет встроенную EEPROM объёмом 1024 байт и предоставляет весьма широкие возможности для пользовательского конфигурирования некоторых своих параметров и режимов работы. Например, можно выбрать режим работы от встроенного или от внешнего тактового генератора, переназна-чить функции выводов CBUS0-CBUS4 (на схеме показаны только задействованные CBUS0-CBUS2), включить инверсию сигналов UART и пр. Полную информацию о микросхеме можно получить из технической документации производителя [1]. Для конфигурирования можно использовать бесплатные утилиты MProg 3.5 и FT_Prog 3.0 c сайта производителя. С завода микросхема поставляется со штатной конфигурацией (прошивкой), в которой выбран режим работы от внутреннего тактового генератора, вывод СBUS0 (выв. 23) настроен на подключение светодиода, индицирующего передачу данных, CBUS1 (выв. 22) — для светодиода приёма данных, CBUS2 (выв. 13) — сигнал коммутации приём/ передача (DE — Driver Enable). В схеме на рис. 1 используется штатное включение микросхемы.
Рис. 1. Схема устройства
Микросхема ADuM5401 (DD2) представляет собой цифровой изолятор сигналов, специально разработанный для применения в промышленных интерфейсах передачи данных. Согласно технической документации производителя, изолятор способен кратковременно выдерживать между входом и выходом разность потенциалов 2,5 кВ. Подробно эта микросхема описана в [2]. Она имеет четыре одинаковых, работающих только в одном направлении (вход- выход), изолированных канала:
— первый: выв. 3 — вход, выв. 14 — выход;
— второй: выв. 4 — вход, выв. 13 — выход;
— третий (на схеме не показан): выв. 5 — вход, выв. 12 — выход;
— четвёртый: выв. 11 — вход, выв. 6 — выход.
Помимо этого, ADuM5401 имеет также встроенный изолированный источник питания, по сути — интегральный трансформатор мощностью 0,5 Вт (при напряжении 5 В) для питания вторичной, изолированной стороны: выв. 16 — плюсовой вывод и выв. 15 — минусовый.
Микросхема ADM1485ARZ (DD3) — обычный приёмопередатчик дифференциального сигнала для стандарта RS-485/RS-422. Приёмник и передатчик могут коммутироваться независимо друг от друга. Для того чтобы включить передатчик, необходимо подать высокий уровень на выв. 3 (DE — Driver Enable — передатчик разрешён). Включение приёмника — инверсное, осуществляется подачей низкого уровня на выв. 2 (RE — Receiver Enable — приёмник разрешён). На схеме (см. рис. 1), как и в большинстве подобных схемных решений, выв. 3 и выв. 2 соединены для удобства вместе. Когда на линии R/T установлен высокий уровень, DD3 работает на передачу, а когда низкий — на приём информации. Выв. 1 (RO — Receiver Output) — выход приёмника. Выв. 4 (DI — Driver Input) — вход передатчика. Подробное описание этой микросхемы приведено в [3].
Устройство можно значительно упростить, отказавшись от гальванической развязки и входного фильтра питания. Схема упрощённого варианта показана на рис. 2.
Рис. 2. Схема упрощённого варианта устройства
Рис. 3. Чертёж печатной платы преобразователя
Чертёж печатной платы преобразователя приведён на рис. 3. Печатная плата максимально минимизирована под размер обычной «флешки» и выполнена на фольгированном с двух сторон стеклотекстолите FR-4 размерами 14×41 мм. Детали расположены с обеих сторон. На условно верхней стороне — разъёмы X1 и X2, микросхемы DD1 и DD3, цепи индикации R1HL1, R2HL2 и HL3, а также защитные диоды VD1 и VD2. Остальные — на условно нижней стороне платы. Расположение элементов показано на рис. 4. Все резисторы и конденсаторы, кроме С5, а также светодиоды применены типоразмера 0603. Конденсатор С5 — танталовый типоразмера Case A (размеры 3,2×1,6×1,6 мм) на номинальное напряжение 10 В. Разъём USB (X1) — USB-AR (DS1097-B) или аналогичный. Разъём X2 — ECh481R-04P со съёмной ответной частью EC381V-04P Самовос-станавливающиеся предохранители F1 и F2 — MF-USMF010 или аналогичные на ток срабатывания от 100 мА (размеры 3,2×2,5 мм). Дроссель помехопо-давления L1 — BLM21PG331SN1D. Однонаправленные защитные диоды-супрессоры VD1 и VD2 желательно заменить на двухнаправленные SMAJ10CA-TR в корпусе SMA/DO-214AC. Фото собранного устройства приведены на рис. 5 — рис. 10.
Рис. 4. Расположение элементов на плате
Рис. 5. Устройство в сборе
Рис. 6. Устройство в сборе
Рис. 7. Устройство в сборе
Рис. 8. Устройство в сборе
Рис. 9. Устройство в сборе
Рис. 10. Устройство в сборе
При первом подключении устройства к USB-порту компьютера потребуется установить специализированный драйвер, создающий виртуальный com-порт. Скачать драйвер можно по адресу http://www.ftdichip.com/ Drivers/VCP.htm с сайта производителя. После подключения правильно собранного преобразователя интерфейсов и установки драйвера в диспетчере задач Windows отобразится новое устройство USB Serial Port (COMxx) (рис. 11). Полностью проверить работоспособность устройства можно приёмом и передачей тестового сообщения. Это можно сделать, например, следующим способом. Потребуются два одинаковых преобразователя интерфейсов USB/RS-485 и любая программа-терминал, способная работать с com-портом. В качестве такой программы можно использовать утилиту Terminal1_9_b. Подключаем два преобразователя интерфейсов к USB-портам компьютера и проверяем появление новых устройств в диспетчере задач (рис. 11). Клеммы A и B преобразователей соединяем между собой проводами: A одного — к A другого преобразователя, B одного — к B другого (рис. 12). Далее запускаем два экземпляра программы Terminal1_9_b (рис. 13). Выбираем во вкладке COM Port нужный виртуальный COM-порт (порты должны быть выбраны разные) и нажимаем на экранную кнопку Connect (после нажатия название этой кнопки изменяется на Disconnect). В строке для сообщения любого из экземпляров программы набираем любое тестовое сообщение и нажимаем на кнопку Send. В случае, если оба устройства собраны правильно, в окне другого экземпляра Terminal1_9_b получим правильно переданное сообщение. На рис. 14 показаны приём/передача тестового сообщения на скорости 256 кбот.
Рис. 11. Диспетчер задач
Рис. 12. Подключение преобразователей интерфейсов к USB-портам компьютера
Рис. 13. Окна программы Terminal1_9_b
Рис. 14. Приём/передача тестового сообщения
Помимо этого, проконтролировать работоспособность устройства можно с помощью осциллографа и всё той же программы-терминала. На рис. 15 приведена осциллограмма передачи сообщения 123, сигнал снят с клеммы A RS-485 относительно клеммы B.
Рис. 15. Осциллограмма передачи сообщения 123
Программа Terminal1_9_b находится здесь.
Литература
1. FT232R USB UART IC. — URL: http:// www.ftdichip.com/Support/Documents/ DataSheets/ICs/DS_FT232R.pdf (06.03.18).
2. Quad-Channel, 2.5 kV Isolators with Integrated DC-to-DC Converter. — URL: http://www. analog.com/media/en/ technical-document at ion/data-sheets/ ADuM5401_5402_5403_5404.pdf (06.03.18).
3.5 V Low Power EIA RS-485 Transceiver. — URL: http://www.analog.com/media/en/technical-document at ion/data-sheets/ ADM1485.pdf (06.03.18).
Автор: В. Лазарев, г. Вязьма Смоленской обл.
Дата публикации: 29.05.2018
Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.
Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:
www.radioradar.net
Продолжаю цикл заметок «Проекты-малыши»
В рамках данной заметки речь пойдет о вот таком преобразователе интерфейсов USB-RS485:
Третьего дня возникла острая производственная необходимость в подобном преобразователе. Возникла, как всегда, внезапно и (обратно – как всегда) архисрочно. Причем, мои попытки впарить уже разработанный ранее преобразователь успехом не увенчались. Надо, говорят, чтобы был гальваноразвязанный. На мой вопрос «зачем именно такой?» ответа не последовало – надо, и всё тут. С одной стороны – послать бы умников на хер, да и дело с концом, но с другой – задание есть задание (= «деньги есть деньги»). С третьей же – давно чесались руки сделать подобную поделку, да всё как-то не было повода. А тут – как специально заказ подогнали. Так что решать поставленную задачу принялся с чистой душой и поющим сердцем.
Схема подобных преобразователей настолько стандартна, что насчет стандартности может поспорить с любым ГОСТом. Берем сигнал USB, преобразовываем его в UART (грубо говоря), а затем из UART’а делаем RS485:
Широкая распространенность подобной схемотехники обусловлена соответствующей элементной базой: и преобразователи USB-UART, и преобразователи UART-RS485 в настоящее время легко доступны и ст́оят не так уж и дорого. Ну а если нужна гальваноразвязка, вклиниваем посерёдке еще один-два квадратика – изолятор цифровых сигналов и изолированный источник питания:
При этом изолированный источник питания является, по большому счету, опциональным – в ряде случаев преобразователь UART-RS485 может запитываться со стороны шины RS485. Однако, намного удобнее, конечно, питать всё устройство от порта USB – отпадает необходимость в лишних провод́ах на «вторичной» стороне поделки, да и источник питания какого-либо из устройств на шине дополнительно грузиться не будет.
В моем случае в качестве преобразователя UART-RS485 применена широко распространенная микросхема ADM485 (ну, или любой ее аналог, имя которым – легион). Способ подключения таких чипов прост, как барабан: к линии «Data In» подключается сигнал TXD (см. UART), к линии «Data Out» — сигнал RXD. Ну а по управляющим входам (которые обычно объединяются) говорим чипу о том, как надо в данный момент работать: на прием данных с шины RS485 или на передачу.
В роли конвертера USB-UART выступает чип FT232RL. Это аппаратный преобразователь, поэтому никаких прошивок для него не надо – впаял и радуйся. Правда, говорят, цена на него огромна (на 04.12.14 в «Чип-НН» — 190р.), но это уж кому как. Зато корпус хороший и с лапами (в отличие от той же CP2102-GM), называется SSOP-28 и довольно легко паяется.
Пользоваться FT232 так же просто, как и ADM485. На вход микросхемы подаем USB-сигнал, а на выходе получаем TTL-сигналы TXD и RXD. Плюс еще есть выводы, специально заточенные под индикацию процессов приема и передачи информации (рассчитаны на подключение светодиодов). Ну и вообще – категорически рекомендую покопаться в документации на FT232RL, найдете много всего интересного. В частности, там есть страница, где подробно расписано, как FT232 правильно подключать к приемопередатчику RS485 (и я ее даже пересказал).
Ну и последний штрих – секция гальваноразвязки. В качестве изолятора цифровых сигналов я использовал микросхему ISO7231, специально заточенную под рассматриваемый тип преобразователей. Данный чип имеет два входа и один выход на «первичной» стороне (соответственно, два выхода и один вход на «вторичной») – как раз то, что надо для приемопередатчика RS485 (в нашем случае – ADM485). Как вариант – можно использовать шустрые оптроны, но они относительно большие и у меня их нет. Ну а в качестве изолированного DC-DC преобразователя решил использовать модуль P6AU-0505ELF от конторы «PEAK». Купил их когда-то штук двадцать как раз для таких целей, и вот – пригодились. Данный модуль дает +5,0В на выход из +5,0В на входе – как раз наш случай. Правда, изоляция у него не блещет – всего 1кВ между входом и выходом, но это всё же лучше, чем ничего (о чем я и сообщил заказчикам). Так что можно считать рассматриваемый преобразователь интерфейса хоть и не «тру», но всё-таки гальваноразвязанным.
В итоге схема поделки приобрела такой вид:
(«резисторы» R4-R8 – это обычные проволочные перемычки, используются для варианта преобразователя без гальваноразвязки, см. далее).
USB-сигнал подается на разъем XS1 («USB»). Шина RS485 подключается к точкам 1-3 (на плате оформлены в виде клеммников). Присутствуют три перемычки-джампера – одна для подключения/отключения резистора-терминатора (JP2 «TERM.»), и две – для подключения подтягивающих резисторов к плюсу питания и к земле. Для чего нужны терминатор и эти подтяжки здесь объяснять не буду – и так заметка, как обычно, нескромно распухла. Можно посмотреть тут — там всё доступно расписано (и даже с расчетами). Светодиод HL1 («USB PWR») сигнализирует о подаче питания с порта USB на преобразователь интерфейсов. Светодиод HL2 («USB<=485»), как следует из названия, загорается в момент приема данных с шины RS485, светодиод HL3 («USB=>485») – в момент передачи данных на шину. На точку подключения модуля №4 выведено питание «вторичной» части преобразователя, причем в зависимости от выбранной модели устройства эта линия может быть как выходом, так и входом (см. далее). На точки подключения №№5, 6 подается внешнее питание для «вторичной» стороны (опять же – в зависимости от выбранной модели преобразователя). Ну а всё остальное – в соответствии с даташытами (жы/шы пиши с буквой «и» — прим. автора) на используемые микросхемы/модули.
Под приведенную схему была незамедлительно разведена
и вытравлена
печатная плата. Обратите внимание на щель: без нее для реальной гальваноразвязки не обойдешься (спасибо проектировщикам DC-DC преобразователя P6AU-0505ELF). Без спецоборудования такую щель проще всего сделать так – насверлить отверстий вплотную друг к другу (в данном случае диаметр дырок/ширина щели – 1,0мм), а затем этим же сверлом «профрезеровать» щель по насверленным дыркам. На чертеже печатной платы отверстия для изготовления щели в наличии.
Габаритные и присоединительные размеры платы:
слева – сторона TOP, справа – сторона BOTTOM. Высота преобразователя определяется высотой USB разъема (USBB-1J) и составляет около 11мм. Кстати, дырки под контакты этого разъема сделаны так, что в них может залезть гребенка PLD-4 (ну, или гнездо PBD-4) – на всякий случай.
Из особенностей платы отмечу следующее. Во-первых, плата односторонняя. Перед написанием заметки глянул несколько вариантов подобных преобразователей в поисковике. Почему-то большинство плат для них – двухсторонние. И при этом – никаких ограничений по габаритам переходника. Почему именно так – понять не смог, ибо там замечательно всё на одной стороне разводится (причем, даже без перемычек).
Во-вторых, плата не заточена под какой-либо конкретный корпус. Вернее, изначально она должна была устанавливаться в корпус G1031B, но потом заказчик передумал и повелел использовать другой корпус (к сожалению, фоток установленного преобразователя нет и не будет). Так вот, переход прошел без геморроев. А всё благодаря тому, что [Celeron Mode On] использована уникальная авторская методика крепления печатных плат встраиваемых модулей на переднюю или лицевую панель корпуса прибора [Celeron Mode Off]. Если по-людски, то использован вариант крепления платы прямо на переднюю панель (или боковую стенку) корпуса, а не в штатные дырки для саморезов. Последние несколько лет вовсю использую данный подход, ибо он универсален – крепежные дырки у каждого ќорпуса свои, а вот девственная передняя панель есть у всех у них без исключения. И этим нужно грамотно пользоваться. Именно для внедрения упомянутого подхода насверлена куча дырок и проставлены цифры около разъема USB:
Фича тут вот в чем. Берем стойку HTP-320 или аналогичную. Отмеряем от одного из ее краев 15мм и сверлим дырку прямо «посередине ширины» стойки, а затем режем в ней резьбу М3 или М2,5:
Далее измеряем толщину панели прибора и рассверливаем в плате те крепежные дырки около разъема USB, напротив которых сто́ит цифра, соответствующая толщине панели в миллиметрах. И если сделать всё именно так, как описано выше, то после прикручивания допиленных ранее стоек в рассверленные дырки на плате, край разъема USBB-1J будет практически совпадать с внешней стороной лицевой панели:
На самом деле он будет чуть утоплен внутрь (примерно на 0,2-0,3мм), но это сделано для запаса – мало ли каких разъемов наштампуют наши братья-китайцы.
Как можно видеть, допиленные стойки HTP-320, прикрученные к плате, дают возможность удобно крепить на переднюю панель уже весь модуль при помощи винтов М3. А это, в свою очередь, позволяет закрепить плату преобразователя в любой, повторюсь, корпус, лишь бы только сама плата в этот корпус влезла. Рассматриваемая поделка может быть засунута в следующие корпус́а:
G1020B, G1032B, G1068B, G431, G434, G436, G738,
и это только из не особо богатого ассортимента магазина «Чип-НН» (да и то – по-минимуму).
Фото платы с прикрученными стойками – на первом рисунке в заметке. Исходя из этих же соображений (установка модуля на переднюю панель) выполнено и крепление светодиодов – можно изогнуть их так, чтоб смотрели на переднюю панель, а можно установить прямо, и тогда они будут светить на верхнюю крышку. Ну а если не нравятся выводн́ые светики, взамен них можно поставить и SMD в корпусе 0805 или 1206:
Также отмечу, что цепь питания FT232RL содержит не то, чтобы сильно распространенные элементы – дроссель MI0805K400R-10 и самовосстанавливающийся предохранитель MF-NSMF050. В принципе, если поделка располагается недалеко от компа, дроссель можно выкинуть, а уж предохранитель – на ваше усмотрение. В любом случае – плата построена так, что вместо этих двух элементов можно впаять один любой элемент типоразмера 0805 или 1206 (хоть тот же резистор-перемычку):
Ну и последнее – схема и плата предусматривают возможность создания нескольких типов преобразователей интерфейса:
— ПИ-5б-Н: преобразователь без гальваноразвязки, дополнительного источника питания не требует:
— ПИ-5б-И1: преобразователь с гальваноразвязкой, дополнительного источника питания не требует, но используется дорогой DC-DC преобразователь:
— ПИ-5б-И2: преобразователь с гальваноразвязкой, требуется дополнительный источник питания +(7,5…12,0)В на «вторичной» стороне (при использовании стабилизатора DA1 в корпусе TO-220 максимальное входное напряжение может быть увеличено соответственно максимальной рассеиваемой мощности):
— ПИ-5б-И3: преобразователь с гальваноразвязкой, частный случай предыдущего варианта – требуется дополнительный источник питания +5,0В на «вторичной» стороне:
Думаю, какие детали надо устанавливать для каждого из вариантов, понятно из схемы (но если есть какие вопросы – задавайте, дополню заметку). Отмечу лишь, что на фото в начале заметки показан «универсальный» вариант преобразователя – в цанговые линейки можно втыкать и выковыривать различные элементы.
В завершение заметки хочу отметить, что правильно собранный преобразователь интерфейса не нуждается в отладке – достаточно лишь установить дрова для FT232RL и выставить нужное положение джамперов JP1-JP3.
А на сегодня всё. Желаю удачи при работе с шиной RS485!
Примечание: все вопросы лучше валить в камменты после заметки, так как не факт, что я смогу на них на все ответить. А вот шансы на то, что в сообществе найдется более прошаренный человек по твоей теме — довольно хорошие. Но уж если зарегистрироваться на сайте совсем никак — можно воспользоваться возможностями электрической почты: [email protected]
Содержание архива:
ПИ-5б_SCH.pdf – схема преобразователя;
ПИ-5б_ФР.lay – печатная плата, вариант для шаблонщиков;
ПИ-5б_ЛУТ.lay – печатная плата, вариант для утюжников.
«Оригинальный» файл – для шаблонщиков, он точно без косяков, а вот файл «ПИ-5б_ЛУТ.lay» проверяйте – может я там чего лишнего настирал вместе с полигонами.
Плата нарисована в программе «Sprint Layout 5.0» (бесплатная гляделка)
we.easyelectronics.ru
15 февраля
П
ринципиальная схема преобразователя приведена на рисунке 1. Достоинством предлагаемого устройства является простота и небольшое количество элементов.
| Рис. 1. Принципиальная схема |
Главный элемент адаптера — преобразователь USB-RS232 FT232RL компании FTDI. Необходимые драйвера для всех видов операционных систем, в т.ч. Windows 7, доступны на сайте FTDI.
Для преобразования сигнала в формат RS485 используется ИС LTC1535 производства Linear Technology. Она удобна тем, что поддерживает оба протокола RS232 и RS485 и имеет возможность управлять скоростью нарастания напряжения.
В системах с разомкнутым контуром земли для увеличения размаха синфазного напряжения рекомендуется использовать интерфейс RS485 с изоляцией. Внутренняя емкостная изоляция обеспечивает порог 2500 В между линией приемопередатчика и интерфейсом логического уровня. Питание приемопередатчика RS485 осуществляется двухтактным преобразователем 420 кГц. Для его работы требуются следующие внешние элементы: трансформатор Tr1, выпрямительные диоды D2 и D3, сглаживающий конденсатор C2 и конденсатор C4 для подавления шумов.
Тип сигнала (RS232 или RS485) выбирается с помощью ключа S1.
Микросхема LTC1535 имеет функцию изменения скорости нарастания напряжения. Она позволяет ослабить электромагнитное излучение (ЭМИ) и уменьшить отражения сигнала. Для ослабления ЭМИ необходимо замкнуть перемычку JP1.
Разъем K2 (тип RJ45) имеет два встроенных светодиода для визуализации трафика: один отвечает за прием, второй — за передачу данных. Индикатор D4 показывает наличие сигнала питания. Светодиод D1 зажигается, когда компьютер успешно опознал устройство. При желании элементы D1 и D4 можно исключить.
Рекомендуемое расположение элементов на плате показано на рисунке 2. Перечень элементов приведен в таблице 1.
| Рис. 2. Расположение элементов |
|
|
Табл. 1. Перечень элементов
|
ИС |
IC1 = FT232RL IC2 = LTC1535 |
|
Резисторы |
R1, R2, R3, R5 = 470 Ом R4 = 33 кОм R6 = 120 Ом |
|
Конденсаторы |
C1, C2 = 10 мкФ (63 В, с радиальными выводами) C3, C4, C5, C6, C7 = 100 нФ (керамические) C8 = 10 нФ (керамический) |
|
Индуктивности |
L1 = 100 мкГн |
|
Диоды |
D1, D4 = зеленые светодиоды (3 мм) D2, D3 = 1N5819 |
|
Другое |
S1 = ползунковый переключатель SPDT (например, OS102011MA1QN1) Tr1 = трансформатор 78253/55C с коэффициентом 1:1,31, изоляция 1,5 кВ Jp1 = двухвыводная перемычка, шаг 0,1˝ K1 = разъем USB (тип B, прямоугольный) K2 = разъем RJ45 (например, Amphenol RJHSE-5381) |
По вопросам приобретения образцов или сотрудничества с Elektor обращайтесь к Антону Денисову: [email protected], тел.: (495) 741-77-01.
Оформить бесплатную еженедельную подписку на новостную
рассылку от издания Elektor можно на сайте
www.elektor.com.
Вы можете скачать эту статью в формате pdf здесь.
www.russianelectronics.ru
Электронная часть адаптера смонтирована на плате, помещенной в пластмассовый корпус, имеющий с одной стороны разъем USB-B, а с другой — клеммники. К компьютеру адаптер подключается стандартным кабелем USB2.0 типа A-B через разъем «USB», а к клеммникам подключаются интерфейсные сигналы RS-485. Назначение клеммников приведено в таблице 1.
Табл. 1.Клеммники для соединения с линией RS-485
|
Обозначение сигнала |
Назначение сигнала |
|
A |
Линия A RS-485 |
|
B |
Линия B RS-485 |
|
T |
При замыкании с клеммой «B» включается согласующее сопротивление 120 Ом |
|
Экран/Заземление |
Экран линии RS-485/точка заземления экрана |
Электронная схема адаптера состоит из двух гальванически развязанных частей, одна из которых обеспечивает связь с интерфейсом USB, другая — с интерфейсом RS-485.
Питание адаптера осуществляется от интерфейса USB.
Управление направлением передачи данных осуществляется автоматически. Адаптер сам определяет скорость передачи данных.
На корпусе со стороны разъема USB расположены два светодиода для индикации режима работы адаптера:
«LINK USB» — зажигается, когда компьютер устанавливает соединение с адаптером. Означает, что адаптер опознан системой и готов к работе.
«TX RS485» — зажигается во время передачи данных по линии RS-485.
Рис. 1 Расположение коммутационных элементов адаптера
Подключение адаптера к ведущему компьютеру производится с помощью стандартного кабеля USB2.0 типа A-B через разъем «USB» в корпусе адаптера. Для работы модема с компьютером в компьютере необходимо установить драйвер виртуального порта с прилагаемого диска. В комплект поставки входят драйверы, которые поставляются для всех современных операционных систем Windows, Mac OS 8/9, OS-X, Linux 2.4 и выше. Пример установки драйверов для операционной системы Windows XP дан в Приложении 1 руководства по эксплуатации.
Линию связи интерфейса RS-485 следует подключать к соответствующим клеммникам адаптера. Для линий связи следует применять специальный кабель типа «витая пара», причем при длине линии более 50 м рекомендуется применять экранированную витую пару. Схема соединений устройств на линии RS-485 должна быть последовательной, а не лучевой относительно компьютера, на котором установлен адаптер. Длина ответвлений линии связи должна быть минимальной.
При подключении адаптера к физической линии RS-485 следует установить согласующие нагрузки 120 Ом в устройствах, находящихся на концах связного кабеля. Согласующая нагрузка в адаптере включается установкой перемычки между клеммами «Т» и «B».
Для защиты адаптера от помех рекомендуется клемму «экран/заземление» подключить к заземлению, а при наличии на линии связи экрана, к этой клемме подключить экран. Точка заземления экрана линии связи должна быть только одна!
Пример схемы соединения компьютера PC и трех устройств, объединяемых в локальную сеть по RS-485, приведен на рис.2.
Рис. 2 Схема соединений устройств, объединяемых в локальную сеть по RS-485
www.skbpa.ru