Proudová smyčka je ideální pro přenos dat na nekvalitních vedeních na větší vzdálenosti.

Transkript

1 Převodníky linek RS-232 / 422 / 485 RS-232 / Proudová smyčka RS-232 / proudová smyčka 20mA Rozměry : CANNON 9/9 62x33x17mm, CANNON 25/25 62x56x17mm. Napájení : Síťovým adaptérem dodáváme s i bez adaptéru. Přenosová rychlost : 50 až Bd do vedení o impedanci max. 200 ohmů. Galvanické oddělení: přepěťová ochrana proudové smyčky, volitelné galvanické oddělení. Typ přenosu : aktivní vysílač a pasivní přijímač. Použité konektory : Na zakázku volitelné vidlice nebo zásuvka na straně RS-232. Standardně dodávána verze se samicí na straně RS-232. Teploty : Pracuje v rozsahu teplot 0-45 C. Proudová smyčka je ideální pro přenos dat na nekvalitních vedeních na větší vzdálenosti. Název Oddělení Popis Zdroj Konektory Cena Cena + zdroj CON11_0A 1 kanál - TxD, RxD 12V 25F/25M 990 Kč Kč CON11_0G galv.odděl. 1 kanál - TxD, RxD 5V 25F/25M Kč Kč CON11_1A 1 kanál - TxD, RxD 12V 25M/25M 990 Kč Kč CON11_1G galv.odděl. 1 kanál - TxD, RxD 5V 25M/25M Kč Kč CON12_0A 2 kanály - TxD,RxD,RTS,CTS (DTR,DSR) 12V 25F/25M Kč Kč CON12_0G galv.odděl. 2 kanály - TxD,RxD,RTS,CTS (DTR,DSR) 5V 25F/25M Kč Kč CON12_1A 2 kanály - TxD,RxD,RTS,CTS (DTR,DSR) 12V 25M/25M Kč Kč CON12_1G galv.odděl. 2 kanály - TxD,RxD,RTS,CTS (DTR,DSR) 5V 25M/25M Kč Kč CON11_DIN35 galv.odděl. 1 kanál - TxD, RxD 24V rozvaděč Kč --- CON12_DIN35 galv.odděl. 2 kanály - TxD,RxD,RTS,CTS (DTR,DSR) 24V rozvaděč Kč --- CON19_RJ 1 kanál - TxD, RxD 5V 9F/RJ6 990 Kč Kč CON19_0A 1 kanál - TxD, RxD 5V 9F/9M 990 Kč Kč CON19_1A 1 kanál - TxD, RxD 5V 9M/9M 990 Kč Kč RS-232 / RS galvanické oddělení Rozměry : CANNON 25/25 62x56x17mm Napájení : volitelně dodávaným síťovým adaptérem Přenosová rychlost : 50 až Bd Ochrana : Galvanické oddělení Teploty : Pracuje v rozsahu teplot 0-45 C Oddělení k ochraně sériového portu a přerušení zemních smyček při komunikaci po lince RS-232. Název Oddělení Popis Zdroj Konektory Cena Cena + zdroj CON41_0G galv.odděl. 1 kanál - TxD, RxD 5V 25F/25M Kč Kč CON42_0G galv.odděl. 2 kanály - TxD,RxD,RTS,CTS (DTR,DSR) 5V 25F/25M Kč Kč únor 2003 strana 1 / 10

2 RS-232 / RS-422 Rozměry : CANNON 9/9 62x33x17mm, CANNON 25/25 62x56x17mm. Napájení : Síťovým adaptérem dodáváme s i bez adaptéru. Přenosová rychlost : 50 až Bd do vzdálenosti 1200 metrů. Galvanické oddělení: Přepěťová ochrana linky, volitelné galvanické oddělení. Použité konektory : Na zakázku volitelné vidlice nebo zásuvka na straně RS-232. Standardně dodávána verze se samicí na straně RS-232. Teploty : Pracuje v rozsahu teplot 0-45 C. RS-422 je ideální pro prodloužení RS-232 na větší vzdálenosti na kvalitním vedení. Název Oddělení Popis Zdroj Konektory Cena Cena + zdroj CON31_0A 1 kanál - TxD, RxD 12V 25F/25M Kč Kč CON31_0G galv.odděl. 1 kanál - TxD, RxD 5V 25F/25M Kč Kč CON31_1A 1 kanál - TxD, RxD 12V 25M/25M Kč Kč CON31_1G galv.odděl. 1 kanál - TxD, RxD 5V 25M/25M Kč Kč CON31_DIN35 galv.odděl. 1 kanál - TxD, RxD 24V rozvaděč Kč --- CON32_DIN35 galv.odděl. 2 kanály - TxD,RxD,RTS,CTS (DTR,DSR) 24V rozvaděč Kč --- CON39_0A 1 kanál - TxD, RxD 5V 9F/9M Kč Kč CON39_1A 1 kanál - TxD, RxD 5V 9M/9M Kč Kč RS-232 / RS-485 Rozměry : CANNON 9/9 62x33x17mm, CANNON 25/25 62x56x17mm. Napájení : Síťovým adaptérem dodáváme s i bez adaptéru. Přenosová rychlost : 50 až Bd do vzdálenosti 1200 metrů. Přepínání směru komunikace : - Automaticky detekcí z TxD (nutno specifikovat přenosovou rychlost) - Softwarově (pomocí přepínání signálem RTS ) - u typů CANNON 25 volitelně DTR Příposlech linky : Lze použít příposlech (trvalý příjem nebo HW echo) Galvanické oddělení: Přepěťová ochrana linky, volitelné galvanické oddělení. Použité konektory : Na zakázku volitelné vidlice nebo zásuvka na straně RS-232. Standardně dodávána verze se samicí na straně RS-232. Teploty : Pracuje v rozsahu teplot 0-45 C. RS-485 je určena pro komunikaci více (až 32) zařízení po jednom páru kvalitních vodičů. Název Oddělení Popis Zdroj Konektory Cena Cena + zdroj CON21_0A 1 kanál, volitelně autoreverz 9.6 nebo 19.2 kbd 12V 25F/25M 990 Kč Kč CON21_0G galv.odděl. 1 kanál, volitelně autoreverz 9.6 nebo 19.2 kbd 5V 25F/25M Kč Kč CON21_1A 1 kanál, volitelně autoreverz 9.6 nebo 19.2 kbd 12V 25M/25M 990 Kč Kč CON21_1G galv.odděl. 1 kanál, volitelně autoreverz 9.6 nebo 19.2 kbd 5V 25M/25M Kč Kč CON29_0A 1 kanál, volitelně autoreverz 9.6 nebo 19.2 kbd 5V 9F/9M Kč Kč CON29_1A 1 kanál, volitelně autoreverz 9.6 nebo 19.2 kbd 5V 9M/9M Kč Kč CON21_DIN35 galv.odděl. 1 kanál, volitelně autoreverz 9.6 nebo 19.2 kbd 24V rozvaděč Kč CON22_DIN35 galv.odděl. 2 kanály, volitelně autoreverz 9.6 nebo 19.2 kbd 24V rozvaděč Kč CON29_RJ 1 kanál 5V 9F/RJ6 990 Kč 1.200,00 únor 2003 strana 2 / 10

3 Co je to RS232 RS232 je rozhraní pro přenos informací vytvořené původně pro komunikaci dvou zařízení do vzdálenosti 20 m. Pro větší odolnost proti rušení je informace přenášena větším napětím než je 5V. Přenos informací probíhá asynchronně, pevně nastavenou přenosovou rychlostí, se synchronizací sestupnou hranou startovacího impulsu. Podrobnou verzi tohoto článku najdete na RS232.HW.cz. Napěťové úrovně a zapojení RS232 RS 232 používá dvě napěťové úrovně. Logickou 1 a 0. Log. 1 je někdy označována Úroveň Vysílač Přijímač jako marking state nebo také klidový stav, Log. 0 se přezdívá space state. Logická 0 +5 V až +15 V +3 V až +25 V Logická 1-5 V až -15 V -3 V až -25 V Log. 1 je indikována zápornou úrovní, zatímco logická 0 je přenášena kladnou Nedefinováno -3 V až +3V úrovní výstupních vodičů. Povolené napěťové úrovně jsou uvedeny v tabulce. Nejběžněji se pro generování napětí používá napěťový zdvojovač z 5V a invertor. Logické úrovně jsou potom přenášeny napětím +10V pro log. 0 a 10V pro log. 1. Cannon 25 Cannon 9 RJ45 PIN NÁZEV SMĚR 1 SHIELD TXD --> POPIS Shield Ground Transmit 3 RXD <-- Receive 4 RTS --> 5 CTS <-- 6 DSR <-- 7 GND CD < Request to Send Clear to Send Set Ready System Ground Carrier Detect n/c DTR --> Terminal Ready 21 n/c RI < Ring Indicator n/c - - PIN NÁZEV SMĚR 1 CD <-- POPIS Carrier Detect 2 RXD <-- Receive 3 TXD --> 4 DTR --> 5 GND DSR <-- 7 RTS --> Transmit Terminal Ready System Ground Set Ready Request to Send 8 CTS <-- Clear to Send 9 RI <-- Upozornění Ring Indicator PIN NÁZEV SMĚR 1 RI <-- 2 CD <-- 3 DTR --> 4 GND --- POPIS Ring Indicator Carrier Detect Terminal Ready System Ground 5 RxD <-- Receive 6 TxD --> Transmit 7 CTS <-- Clear to Send 8 RTS --> Request to Send Zapojení není plně standardizováno.. Piny 2 a 3 jsou na 9-pinovém cannonu přesně obrázeně, než na 25. pinovém. Pokud tedy spojíte piny 2-2 a 3-3 mezi CANNON25 a CANNON9, vytvořili jste komunikační kabel (+ GND, samozřejmě). únor 2003 strana 3 / 10

4 Přenos dat na větší vzdálenost po RS232 RS232 neboli sériový port je implementován na každém IBM-PC kompatibilním zařízení a na značném množství periferií k nim připojovaných. Rozhraní RS232 je oficiálně (podle specifikace) možné použít pro propojení dvou zařízení mezi sebou a to jen do vzdálenosti 15 metrů při přenosové rychlosti do 20kb/s, což vyplývá z povolené kapacity kabelu 2500pF. V praxi jsou dosahovány výsledky mnohem lepší (115200kb/s při vzdálenosti až 50 metrů), díky použití kabelů s kapacitou pod 1000pF. Rozhraní RS232 je relativně málo odolné proti rušení, neboť přenos dat je realizován napěťovou úrovní na vodičích (vůči GND) na zatěžovacím odporu 3,7kOhm, při šumové imunitě 3V. Mnoho zařízení má ale vstupní impedanci mnohem vyšší (až 30kOhm) a šumovou imunitu nižší (1V), takže dochází ke zvýšenému rušení a tím ke zmenšenému možnému dosahu linky. V každém případě se doporučuje použít stíněný kabel a věnovat pozornost způsobu provedení signálové země a země zařízení (v plné specifikaci RS232 jsou to dva samostatné vodiče) Pro propojení dvou zařízení s rozhraním RS232 v minimální konfiguraci stačí tři vodiče (RxD,TxD,Gnd - tzv. null modem kabel), pak se ale nevyužívá řídicích signálů (RTS,CTS,DSR,DTR a další). Při propojení řídicích signálů počet vodičů roste podle požadavků na způsob řízení toku dat. Jak funguje přenos na RS-422 a RS-485 Pro přenos dat na větší vzdálenosti se používá rozhraní RS422 nebo RS485. Fakticky se jedná o diferenciální proudovou smyčku, kde datové stavy vyjadřuje směr tekoucího proudu v samostatném páru vodičů pro každý komunikační směr. Podle specifikace je dosah těchto rozhraní 1200 metrů a přenosová rychlost 10Mb/s. Toho lze dosáhnout na vedení stíněnou kroucenou dvojlinkou (u RS422 na dvojpáru) a ukončením vedení zakončovacími odpory 120 ohmů na obou koncích vedení. Co je to RS-422 U rozhraní RS422 jde o propojení jednoho vysílače z MASTER zařízení až s 10 přijímači na jedné lince ve směru vysílání z masteru a na lince přijímače mastera může být až 10 vysílačů ze SLAVE zařízení spojeno paralelně. MASTER tak má oddělena data přijímací a vysílací, ale v jednom čase lze obousměrně komunikovat pouze s jedním SLAVE zařízením. Žádné řídicí signály u rozhraní RS422 zpravidla nejsou. Pokud se takto propojí pouze dvě zařízení (RS-422 point-2-point spojení), není nutný žádný speciální software, vše funguje pouze jako převod signálů RxD a TxD z rozhraní RS232 na signály rozhraní RS422. Lze tak snadno zvětšit dosah rozhraní RS232 na desítky metrů. Je-li požadavek převést z RS232 na RS422 i další řídicí kanály, musí se použít vícekanálový převodník RS232 <-> RS422, tím ale narůstá počet kroucených párů vodičů. Co je to RS-485 Je-li na jednu linku (jeden kroucený pár) připojeno více vysílačů, musí se jejich přístup na linku nějak řídit, protože jinak by mohlo snadno dojít ke koliznímu stavu kdy budou dvě zařízení vysílat naráz a tím se poškodí data a znemožní se komunikace. Přístup na linku (vysílání) se řídí hardwarem samotného převodníku, nebo softwarem z aplikace, pomocí ovládacího vodiče. U rozhraní RS485 je použit jen jeden dvoudrát (kroucený pár) pro připojení až 32 povolených zařízení na datové vedení (řídicí signály u rozhraní RS485 nejsou). Každé zařízení na lince RS-485 únor 2003 strana 4 / 10

5 může být řídicím zařízením (MASTER). Vedení je společné pro vysílaná i přijímaná data. Aby nedocházelo ke kolizi dat na lince, musí být v každém případě v převodníku RS-232 na RS-485 použito nějaké řízení ovládání přístupu na společnou komunikační linku RS-485. Lze použít HW nebo SW přepínání příjem / vysílání. Hardwarové řešení přepínání směru Při převodu signálů z rozhraní RS-232 na rozhraní RS-485 je v podstatě v jednom okamžiku vždy možný přenos jen jedním směrem (čtení nebo zápis do RS-485). Tento směr se přepíná polaritou vybraného řídícího signálu (DTR nebo RTS). Nevýhodou je, že software v PC musí s tímto pinem pracovat a směr přenosu po RS-485 řídit. Automatické přepínání směru převodníkem Převodník RS232<->RS485 s automatickou aktivací vysílače přepíná směr převodu z RS-485 nebo do RS-485 pouze v závislosti na vysílání s sériového portu RS-232. Převodník je stále na příjmu a jakmile zjistí zahájení vysílání z RS-232, přepne svůj směr na vysílání a odvysílá sekvenci do krouceného páru linky RS-485. Aby převodník nepřepínal směr přenosu mezi jednotlivými byty, musí být mezi příjmem a vysíláním definovaná prodleva o délce cca 4 znaky. To znamená minimálně 2 ms pro rychlost Bd a 1 ms pro Bd. Problém tohoto řešení je, že pokud během této doby začne na linku vysílat někdo jiný, dojde ke kolizi a data nejsou přijata. Proto je třeba vždy počítat c časováním linky RS-485. Poznámka : Problémy s přepínáním lze však po prozkoumání konkrétní situace téměř vždy vyřešit. Poslední možností je použít linku RS422, která přepínání nepotřebuje. Zakončení RS-485 Impedanční zakončení linky RS-485 nebo RS-422 je věc dosti problematická. Samozřejmě je správné na konce linky zapojit rezistor o shodné hodnotě s impedancí vedení a tím zabránit odrazům na vedení. V praxi však nejsou obvykle používány vysoké rychlosti přenosu (typické jsou 9.6 kbd nebo 19.2 kbd) a ani vedení nebývají správně provedena. Zakončení pak ztrácí smysl a jen snižuje úroveň signálu a tím i odolnost proti poruchám. Proto je vhodné volit zakončení spíše větší, do 1000 Ohmů. Převodníky jsou dodávány zásadně bez osazeného terminátoru, pokud není uvedeno jinak. Rychlost přenosu na RS-485 U velmi dlouhých vedení je rychlost limitovaná také ohmickým odporem vedení, díky němuž dochází k následnému útlumu signálu. Maximální délka kabelu vyplývá z jeho odporu, který by neměl být vetší než impedance vedení, tedy 100 Ω. Standardní TP kabel o průměru 2x0,6 mm má odpor cca 100 Ω/km. Rychlost přenosu dat 1200bd 2400bd 4800bd 9600bd 19200bd 38400bd 57600bd bd Max. kapacita vedení 250nF 120nF 60nF 30nF 15nF 750pF 500pF 250pF Rychlost ovlivňuje také kapacita vedení, tabulka je orientační, ale užitečné vodítko pro maximální přenosovou rychlost a vzdálenost. únor 2003 strana 5 / 10

6 Co je vodič a a co je vodič b Rozpoznání vodičů linky RS-485 nebo RS-422 není problém, ale ve značení je zmatek. Vodiče a a b bývají různě značeny u různých výrobců a ani z normy EIA není zřejmý jejich vzájemný potenciál v klidovém stavu. Pokud tedy v praxi není jasné označení vodičů, je jediným řešením uvést zařízení do klidového stavu při vysílání a polaritu změřit, nebo prohozením správné zapojení najít. Přehozením vodičů nelze budiče linky zničit, přímo norma předepisuje proudové omezení. Proudová smyčka Pro komunikaci na větší vzdálenosti se občas používá také proudová smyčka 0/20mA (pozor, nezaměňovat se smyčkou 0(4) až 20 ma pro přenos analogových veličin). Proudová smyčka je vysoce odolná proti rušení, neboť smyčkou buď teče nebo neteče proud 20mA. Převod je relativně jednoduchý a dosah se řadově zvýší na stovky metrů, zatímco komunikační rychlost zůstane zachována. Z ekonomických důvodů se na proudovou smyčku převádí pouze signály RxD a TxD z plného rozhraní RS232. Pokud potřebujete přenášet ještě nějaké signály (RTS, CTS / DTR, DSR) použijte 2 kanálovou verzi převodníku. Délka vedení je omezena kapacitou a ohmickým odporem vedení. V praxi je rozhodujícím faktorem jen odpor. U běžně užívaných proudových smyček bývá povolený odpor vedení do 200 Ohmů. Proudové smyčky se od sebe liší provedením vysílačů a přijímačů. Mohou být aktivní nebo pasivní, přímé nebo galvanicky oddělené. Galvanické oddělení může být i tím hlavním důvodem, který vede k použití proudové smyčky. Vedení proudové smyčky se realizuje velmi jednoduše, v minimálním případě stačí čtyři vodiče, které ani nemusí být zkrouceny (ve většině případů stejně budou, použijeme-li sériově vyráběný kabel). Propojuje se vzájemně vždy jeden vysílač s jedním přijímačem a to v kombinaci aktivní vysílač - pasivní přijímač nebo pasivní vysílač - aktivní přijímač únor 2003 strana 6 / 10

7 Zapojení proudové smyčky únor 2003 strana 7 / 10

8 Zapojení RS422 Zapojení RS485 Standardně mají naše převodníky 232/485 v provedení CAN9/CAN9 VESTAVĚN terminátor 120 Ω připojený přes dvě antiparalelně zapojené diody. U převodníků CAN25/CAN25 je na krytu nálepka kde je vyznačeno, zda je terminátor instalován. Tar = cca 3ms pro Bd cca 1,5 ms pro Bd únor 2003 strana 8 / 10

9 Aplikační Tipy Nevíte který vodič je A a B? - Vodič a je v klidovém stavu kladnější než vodič b. TP (Twisted Pair kroucený dvoudrát ) kabely se nemusí používat vždy. Pro menší vzdálenosti a rychlosti stačí běžné telefonní kabely. Pro menší vzdálenosti a rychlosti není terminace kritická, ale vždy by na lince alespoň jeden ukončovací odpor měl být. Jak postupovat při problémech Zkontrolujte napájecí napětí. Odpojte VŠECHNY signálové vodiče k převodníku, kontrolka napájení na adaptéru musí svítit. Je-li převodník připojen přímo k sériovému portu PC, použijte nepřekřížený kabel. Při převodu na linku RS485 je třeba nějak řídit směr komunikace. Používá Váš program k přepínání směru opravdu signál RTS? Používá-li jiný signál, musíte kabel upravit a řízení přivést na špičku č.4 (7) - RTS. Signály RXD a TXD na převodníku jsou označeny podle signálů připojeného zařízení (na portu PC) - musíte je připojovat přímo (nekříženě) = TxD na převodníku s TxD na portu PC. Chyby v přenosu mohou být způsobeny i přerušením jednoho z vodičů a nebo b. Střed se vytvoří jinde, takže komunikace částečně funguje, ale nespolehlivě. Proměřte vedení.. Zkontrolujte, zda jste si nespletli číslování špiček konektorů. Zásuvka a vidlice je zrcadlově a označení bývá špatně čitelné a někdy nevhodně umístěné. Číslíčka jednotlivých pinů bývají často vyražena v samotném plastu konektoru. Při značení signálů RX+, TX+, RX-, TX- platí, že vodiče a jsou označeny +, vodiče b -. Nemáte prohozené vodiče a a b? V označování vodičů panuje zmatek. U převodníku RS485 platí, že vodič a je v klidovém stavu kladnější (naměříte na něm větší napětí proti GND) než vodič b. Prohození se projeví také tak, že nesvítí kontrolka napájecího napětí. Užíváte-li automatické přepínání směru toku dat (je to opravdu nutné?), nesmí podřízené zařízení odeslat data dříve než za 4ms pro verzi Bd. Tuto dobu lze zkrátit - zavolejte nám. únor 2003 strana 9 / 10

10 Související produkty RS232 - Ethernet konvertor Průmyslový konvertor linky RS-232 nebo RS-485 na Ethernet. Funguje jako client i server, používá TCP/IP nebo UDP/IP. Podporujeme všechny parametry asynchronní linky ( Bd, 7-9 bitů, parita..) Ethernet - serial Buffer 512 kb Konvertor RS-232 na ethernet a vyrovnávací pamětí FLASH 512 kb na data z RS-232. lze vyčítat po Ethernetu protokolem TCP/IP. Při zaplnění paměti upozorní obsluhu em. Charon I - Ethernet modul Modul Charon I je konvertor sériové linky <-> TCP/IP přes ethernet. Modul lze uživatelsky programovat, dodáváme i s jiným firmware jako malý WWW server, SNMP ovládání atd.. Připojte na TTL RS-232 a vaše aplikace je ihned na Internetu v nejkratším možném čase. Převodníky USB < > RS-232 nebo USB < > RS-485 Kontakty a podrobné informace Popsané převodníky dodávají : Brno : DUHA systém s.r.o., Kšírova 114, Brno, tel , fax Praha : HW group Rumunská 26/122 Praha Tel Fax únor 2003 strana 10 / 10