Komunikaní adaptér USB - RS-485/422 - virtuální sériový port ELO E211. Uživatelský manuál

Transkript

1 Komunikaní adaptér USB - RS-485/422 - virtuální sériový port Virtual IDLE ECHO ON OFF COM to Fiber Optics through USB ELO E211 Uživatelský manuál

2 2 ELOE211ZK001

3 ELOE211ZK Úvod Použití adaptéru Principy innosti Instalace Pipojení rozhraní USB Instalace RS Instalace RS Význam zakonovacích odpor Eliminace vlivu rozdílu zemních potenciál Nastavení adaptéru Instalace ovladae Instalace ovladae virtuálního portu ve Windows XP Instalace ovladae pro pímý pístup Nastavení vlastností virtuálního portu Použití DLL knihovny Technické podmínky Parametry rozhraní Ostatní Testování Odhalování a odstraování nedostatk Zpsob objednání

4 ELOE211ZK Úvod V technice osobních poíta se stále více prosazuje rozhraní USB na úkor COM portu s rozhraním RS-232. K pipojení periferních zaízení s rozhraním RS-232 se využívají adaptéry USB/RS-232 spolu s ovladaem, který v PC vytvoí takzvaný virtuální COM. ELO E211 je zaízení, které pevádí virtuální COM na asynchronní linku se symetrickým signálem prostednictvím USB rozhraní. Pevod signál na duplexní rozhraní RS-422 umožuje zvýšit dosah a odolnost penosu vi rušení. Pevod signál na poloduplexní rozhraní RS-485 umožuje zvýšit dosah, poet úastník komunikace a odolnost penosu vi rušení. 1.1 Použití adaptéru Adaptér zvyšuje odolnost penosu proti elektrickému rušení a galvanicky oddluje ob rozhraní USB / RS-422. Je uren k nasazení do prostedí, kde se nemusí uvažovat s atmosférickým peptím. Pokud je kabel linky RS-422 veden vn budov, je nutno doplnit jej na vstupu do budov doplkovou ochranou. Adaptér dovoluje penos rychlostí až 1Mb/s. Tato maximální dosažitelná rychlost klesá s délkou vedení, resp. s rstem jeho impedance. Doporuovaná maximální délka vedení je 1200 m pi rychlosti 9600 b/s. 2.0 Principy innosti Adaptér pevádí rozhraní RS-422 nebo RS-485 na rozhraní USB. Penáší signály TxD a RxD. Rozhraní RS-485/422 je vyvedeno na svorkovnici. Rozhraní RS-485 je ureno ke komunikaci až 32 úastník po jedné kroucené dvoulince. Penos je poloduplexní, což znamená, že vysíla RS-485 musí být zapínán jen v dob vlastního vysílání, aby bylo umožnno vysílat dalším úastníkm komunikace. Rozhraní RS-422 je ureno pedevším ke komunikaci dvou zaízení v duplexním režimu. Penosovým médiem jsou dv kroucené dvoulinky, každá pro jeden smr penosu. Adaptér podporuje rovnž režim MULTIDROP, ve kterém lze vysíla vypínat podobn jako v RS-485. V tomto režimu jeden úastník v roli MASTER mže komunikovat až s 31 dalšími úastníky pracujícími v roli SLAVE. 3.0 Instalace Tato ást popisuje postupy instalace adapteru E211. Je nutno rozlišit instalaci hardware a instalaci SW ovladae. 3.1 Pipojení rozhraní USB Adaptér pracuje podle specifikace USB 2.0 full-speed (12Mb/s). USB konektor adaptéru je typu B female. Adaptér se ke koncovému zaízení pipojuje propojovacím USB kabelem typu AB. 4

5 5 ELOE211ZK Instalace RS-485 K pipojení adaptéru na sbrnici slouží svorky TxRx+ a TxRx-. Adaptér musí být nastaven na režim RS-485 pomocí pepínae 1 v poloze Off. Linka RS-485 by mla být na obou svých koncích zakonena terminátory - odpory Ω. Dvody jsou blíže popsány v kapitole 3.4. Terminátor mže být použit externí (rezistor mezi vodii TxRx+ a TxRx), nebo interní pepína 3 v poloze On. V pípad poteby použít aktivní terminaci (viz kap.3.4) je nutno zapojit jeden rezistor 820 Ω mezi svorky TxRx+ a SP(+5V) a jeden rezistor 820 Ω mezi svorky TxRx- a SG (signálová zem). Toto lze realizovat pomocí interního aktivního terminátoru pomocí pepína 5 a 6 v poloze On. 3.3 Instalace RS-422 Pi dvoubodovém spoji je nutno spojit svorku TxRx+ (TxRx-) místního adaptéru s Rx+ (Rx-) svorkou vzdáleného adaptéru a Rx+ (Rx-) adaptéru s TxRx+ (TxRx-) svorkou vzdáleného adaptéru. Pepína.1 musí být v poloze On, tedy RS-422. Tím je realizováno dvoubodové duplexní spojení s maximální možnou rychlostí, která mže být na krátkém vedení až 1Mb/s. Pro MULTIDROP systém penosu je zapotebí rozlišit, zda bude adaptér pracovat v režimu MASTER, nebo SLAVE: TxRx+ (TxRx-) adaptéru MASTER je spojen se svorkami Rx+ (Rx-) všech adaptér SLAVE. Svorky Rx+ (Rx-) adaptéru MASTER jsou spojeny se svorkami TxRx+ (TxRx-) všech adaptér SLAVE. Pepína.1 všech adaptér musí být v poloze 422. Pepína.2 v roli MASTER je On ( Normal ), v roli SLAVE je nastaven do polohy Off ( Multidrop ). 3.4 Význam zakonovacích odpor Doporuení RS-422 (V.11) používá symetrický signál, který se penáší pomocí kroucené dvoulinky, jejíž jednotlivé vodie bývají v praxi oznaovány rzn: A-B, P-N, + - a podobn. Na dlouhých vedeních je nutno potlaovat odrazy a vliv elektromagnetického rušení. Toho se dosahuje pomocí odpor 100 až 120 Ω zapojených na koncích vedení mezi vodie A B (takzvané pasivní terminátory). Doporuení RS-485 používá stejný symetrický signál jako RS-422. Proto vyžaduje použití pasivních terminátor stejn jako RS-422. Na lince RS-485 je ale definován ješt stav, kdy žádný z úastník nevysílá, všichni jsou ve stavu vysoké impedance a naslouchají dní na lince. Diferenciální pijíma úastníka vyhodnocuje rozdíl naptí mezi obma vodii (U A -U B). Pokud pijíma dostane signál U A U B > 200 mv, vyhodnotí jej jako log. 1, nebo log. 0. V popsaném klidovém stavu, tzv. IDLE, pi kterém žádný z úastník komunikace nevysílá, je U A U B < 200 mv. Tento (tzv. tetí) stav nemá protjšek ve dvoustavové logice a vzniká problém, jak bude v této logice interpretován. Aktivní terminátor (smí být na jednom úseku jen jeden) zavádí do linky v klidovém stavu signál U A U B > 200 mv, který je ve dvoustavové logice vyhodnocen jako

6 ELOE211ZK001 klidový. RS-422 MULTIDROP pracuje podobn jako RS-485 s tetím stavem signálu. Proto i v tomto režimu se aktivní terminátory využívají. 3.5 Eliminace vlivu rozdílu zemních potenciál Symetrický signál je schopen ošetit pípady, když se rozdíl potenciálu signálových zemí v místech pipojení úastník liší až o 5-7V. Eliminace vlivu rozdílu zemních potenciál obou zaízení se provádí pomocí tetího vodie (viz obr.). V tomto pípad je poteba k eliminaci proud vyplývajících z rozdílu zemních potenciál použít odpory cca 100 Ω. Pro tento úel využijte svorku signálové zem, oznaenou SG. SP 3.6 Nastavení adaptéru Pro použití adaptéru ve výše popsaných situacích je nutno nastavit pepína režim. První dva pepínae (SW1, SW2) slouží k nastavení módu penosu. Zbylá tveice pepína zaazuje zakonovací odpory (terminátory). 6

7 Režim SW1 SW2 RS-485 OFF -- ELOE211ZK001 MultiDrop ON OFF RS-422 ON ON Zakonení SW3 SW4 SW5 SW6 Bez terminátor OFF OFF OFF OFF Pasivní terminátor mezi TxRx+ a TxRx- ON OFF OFF OFF Aktivní a pasivní terminátor na TxRx+ a TxRx- ON OFF ON ON Pasivní terminátor mezi Rx+ a Rx- OFF ON OFF OFF V pevodníku USB 485/422 je implementována pepínací automatika, která zapne vysíla s pedstihem jednoho bitu ped vysíláním start bitu a vypne se zpoždním jednoho bitu po skonení stop bitu. Tím je zaruena bezproblémová innost sbrnice. 3.7 Instalace ovladae Adaptér E211 lze provozovat na poítaích PC pod operaními systémy MS Windows 98/Me/2000/XP, pod systémem Linux od verze jádra 2.4 nebo na poítaích Apple se systémy OS-8 a OS-9. V dalších kapitolách bude popsána pouze instalace ovlada v systémech MS Windows. Ovladae jsou dodány spolu s dalšími soubory na instalaním CD. Rovnž je lze stáhnout z internetových stránek výrobce Podle typu nainstalovaných ovlada lze adaptér provozovat dvma zpsoby. Buto je možno pistupovat k portu pes dynamickou knihovnu, nebo pes virtuální port. Pístup pes virtuální port (kap. 3.1) nainstalovaný do správce zaízení je pohodlnjší a univerzální, protože je možné provozovat jakoukoli komunikaní aplikaci schopnou zvolit íslo portu, ke kterému pistupuje. Pístup pes dynamickou knihovnu, kdy uživatelský SW pistupuje k adaptéru pes DLL knihovnu (kap. 3.4), vyžaduje znalosti programování, ale nabízí daleko vyšší efektivitu a reálnou rychlost penosu dat. Správná instalace ovlada je indikována rozsvícenou kontrolkou READY na krytu pipojeného adaptéru. Novjší operaní systémy mohou v prbhu instalace zobrazovat varovná hlášení, že ovladae nejsou certifikovány. Není dvod k obavám, kliknte Pokraovat. 7

8 ELOE211ZK Instalace ovladae virtuálního portu ve Windows XP 1. Po pipojení kabelem k USB portu zapnutého poítae je adaptér detekován a operaní systém ohlásí nalezení nového hardware. 2. Systém automaticky spustí Prvodce pidáním nového hardware. Nestane-li se tak, je možné Prvodce spustit z ovládacích panel (Control Panel). V nabídce Prvodce zvolte druhou možnost - Instalovat ze seznamu i daného umístní. 3. V další nabídce Prvodce nechte systém najít vhodný ovlada na dodaném CD, v adresái..\e211_drivers\serial_port. 4. Nechte systém nainstalovat nalezený ovlada. 5. Tím se dokoní instalace USB zaízení. Následuje automaticky instalace virtuálního portu. Probíhá opt stejn po bodech 2-4, liší se pouze název zaízení. 6. Po úspšné instalaci se Prvodce ukoní s hlášením o dokonení instalace. 3.9 Instalace ovladae pro pímý pístup 1. Po pipojení kabelem k USB portu zapnutého poítae je adaptér detekován a operaní systém ohlásí nalezení nového hardware. 2. Poté systém automaticky spustí Prvodce pidáním nového hardware. Nestane-li se tak, je možné Prvodce spustit z ovládacích panel (Control Panel). V nabídce prvodce zvolte druhou možnost - Instalovat ze seznamu i daného umístní. 3. V další nabídce prvodce necháte systém najít vhodný ovlada na dodaném CD, v adresái..\e211_drivers\dll_adapter. 4. Nechte systém nainstalovat nalezený ovlada. 5. Nyní klinte na Dokonit v dialogovém okn o dokonení instalace zaízení Nastavení vlastností virtuálního portu Virtuální port adaptéru se po instalaci objeví jako další COM port ve Správci zaízení. Staí vybrat položku Systém z Ovládacích panel, poté záložku Hardware a Správce zaízení spustit. Ve vtvi s názvem Porty pak pibyl další COM s názvem USB 485/422 Serial Port. Ve volb Vlastnosti je možné mnit jeho nastavení, napíklad rychlost penosu, formát znaku a pípadné ízení toku. Pozor!!! ídící signály se nepenáší, proto nelze používat žádné hardwarové ízení toku. Pod volbou Upesnit lze zmnit piazení ísla portu. (Nap. COM3, COM4...) 3.11 Použití DLL knihovny Na CD jsou komentované píklady a anglická dokumentace k ipu FT232BM, použitému v adaptéru E211 USB 485/422. Pístup programátora se podstatn neliší od pístupu k bžnému portu, protože jsou použity souborové streamy. V pípad nejrozšíenjšího jazyka VisualC jsou potebné metody pístupné pes hlavikový soubor FTD2XX.h a jejich názvy jsou odvozené od názv odpovídajících metod Win32 API pidanou pedponou FT_. 8

9 ELOE211ZK001 Podobn je možné DLL knihovnu použít také v prostedí Deplhi, Builder a VisualBasic. 4.0 Technické podmínky 4.1 Parametry rozhraní Rozhraní USB Konektor USB Konektor RS-422, RS-485 Režim komunikace Ochrana linek RS-485/422 Izolace mezi USB/RS4xx Zpsob penosu Maximální rychlost penosu 4.2 Ostatní USB 2.0 full-speed (12Mb/s) typ B svorky plný duplex, poloduplex integrovaná 400VA/10 ms izolaní bariéra 1 kv po dobu 1sec asynchronní, duplexní/poloduplexní 1 Mbit/s Napájení z rozhraní USB Odbr proudu do 100mA (Low power) Rozmry: šíka 55 mm délka 65 mm výška 20 mm Skladovací teplota - 10 o až +55 o C Pracovní teplota + 0 o až +50 o C Vlhkost 0 85% (nekondenzující) 5.0 Testování Po pipojení USB kabelu a ádné instalaci ovlada se musí rozsvítit LED s nápisem READY. Po propojení svorek vysílae na svorky pijímae (TxRx+ na Rx+, TxRx- na Rx-) a nastavení režimu 422 na pepína.1 se musí vysílaná data shodovat s pijatými. K testu je možno použít napíklad program HyperTerminal, který je souástí MS Windows nebo program E211_test dodaný na instalaním CD. Bhem penosu blikají LED diody TxD a RxD. Pokud penos probíhá vysokou rychlostí a bloky dat jsou velmi krátké, je jas tchto LED malý, nebo svítí pouze tehdy, když je datový signál v aktivní úrovni. To znamená., že vyslání krátkého bloku dat (nebo dokonce jen jednoho znaku) vysokou rychlostí nemusí být okem postehnutelné. V klidovém stavu lze správnou funkci ovit tak, že v režimu 422 spojíme svorku TxRx+ na Rx-, TxRx- na Rx+. Tím vytvoíme pro pijíma negaci signálu vysílae a dioda RxD se musí rozsvítit. 9

10 6.0 Odhalování a odstraování nedostatk Píznak Po instalaci adapter nepracuje. Normáln pracující spojení pestalo pracovat. Ve Správci zaízení 485-USB adaptér chybí ELOE211ZK001 Akce Ovte, zda metalická linka a USB kabel jsou pipojeny správn. Ovte polohu pepína režimu. Ovte správnost nastavení terminátor. Ovte, zda svítí READY Ovte, zda svítí READY Ovte, zda jsou kabely pipojeny správn. Odpojte jej a znovu pipojte. V pípad poteby opakujte instalaci. 7.0 Zpsob objednání Objednací kód je ELO E211. Adaptér je dodáván s instalaním CD. USB kabel není souástí dodávky, lze jej samostatn objednat spolu s požadovanou délkou. 10

11 Poznámky ELOE211ZK001 11

12 12 ELOE211ZK001