Asynchronní pevodník RS-232 /485 s automatickým ízením penosu a galvanickým oddlením rozhraní ELO E069 Uživatelský manuál
2 ELOE069ZK001
1.0 Úvod 4 1.1 Použití pevodníku pro RS-485 4 2.0 Principy innosti 4 3.0 Instalace 5 3.1 Pipojení pevodníku k rozhraní RS-232 5 3.2 Pipojení linky RS-485 6 3.3 Nastavení pevodníku 7 3.4 Pipojení napájení 9 4 0 Technické podmínky 9 4.1 Elektrické parametry 9 4.2 Ostatní 10 5.0 Testování 10 6.0 Odhalování a odstraování nedostatk 10 7.0 Zpsob objednání 10 3
1.0 Úvod RS-232 je rozhraní s asymetrickými signály urené ke spojení dvou koncových zaízení (KZ, nebo též DTE). Maximální kapacita zátže mže být 2500 pf (zhruba 50m kroucené dvoulinky). Impedance zátže má být 3-7 kiloohm, což umožuje indukci rušivých impuls do kabelu i z relativn mkkých zdroj. Koncová zaízení musejí mít stejné potenciály nulového vodie. Proto je dosah rozhraní RS-232 omezen na vzdálenost 15 m. Pevod signál na rozhraní RS-485 umožuje zvýšit dosah, poet úastník komunikace a odolnost penosu vi rušení. 1.1 Použití pevodníku pro RS-485 Pevodník zvyšuje odolnost penosu proti elektrickému rušení a galvanicky oddluje ob rozhraní RS-232/RS-485. Izolaní pevnost je 3 kv. Z pohledu pípustného peptí podle SN 33 0420 patí pevodník do kategorie II až III. Je tedy uren k nasazení do prostedí, kde se nemusí uvažovat s atmosférickým peptím. Pokud je kabel veden vn budov, je nutno doplnit jej na vstupu do budov doplkovou ochranou. Pevodník dovoluje penos až rychlostí 115 200 b/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 Rozhraní RS-485 je ureno ke komunikaci po jediném páru kabelu. Proto penos musí být poloduplexní, což znamená, že vysíla RS-485 musí být vypínán, aby bylo umožnno vysílat dalším úastníkm komunikace a zapínán jen v dob vlastního vysílání. Zpsob zapínání vysílae je následující: 1) koncové zaízení (KZ) pi vysílání zmní signál RTS ze stavu OFF (záporná polarita) do stavu ON (kladná polarita). Po skonení vysílání zmní signál RTS zpátky do OFF. 2) pevodník vyhodnocuje signál TxD. Pokud TxD je v klidu, pevodník drží vysíla ve stavu vypnuto. KZ naslouchá provozu na lince RS-485 (je na píjmu). V okamžiku, kdy KZ zane vysílat, TxD pejde z klidového stavu do polarity startbitu (ze záporné do kladné polarity) pevodník automaticky aktivuje vysíla linky. Vysíla je zapnut po dobu τ, kterou trvá vysílání jednoho byte (plus cca 20% rezerva). K vypnutí vysílae dojde automaticky, pokud TxD setrvá v klidové polarit po dobu τ. Délka asového intervalu τ souvisí s použitou penosovou rychlostí a musí se ped nasazením pevodníku v aplikaci nastavit. Pevodník nerozlišuje startbit od ostatních bit v datech, které mají polaritu startbitu. Proto mohou nastávat v provozu 4
pípady, kdy poslední bit ped stopbitem má tuto polaritu a interval τ odstartuje práv od tohoto bitu. Pevodník pak drží svj vysíla zapnutý ješt τ poté, kdy KZ pestalo vysílat data. Ostatní úastníci komunikace na lince RS-485 musí tuto dobu respektovat a s vysíláním pokat alespo po dobu τ od posledního byte zaznamenaného na sbrnici RS-485. 3.0 Instalace Instalace pevodníku musí respektovat specifika obou rozhraní. 3.1 Pipojení pevodníku k rozhraní RS-232 Dležitá upozornní: Propojení KZ s pevodníkem musí penášet alespo signály TxD, RxD a GND. Pitom TxD musí být aktivní, tedy dodávat v klidu naptí alespo -5 V. Pokud je koncové zaízení (KZ) koncipováno podobn, to znamená, že svj vysíla má z úsporných dvod vypnutý a zapíná jej, až když zjistí naptí na kontaktu RxD, pevodník nebude fungovat. Piazení signál kontaktm a propojení s KZ (DTE) je dáno v následující tabulce: zkratka konektor KZ konektor E069 Smr penosu SIGNÁL názvu (DB25M) (DB25F) KZ E069 Signal Ground SG 7 7 -- -- Transmitted Data TxD 2 2 výstup vstup Received Data RxD 3 3 vstup výstup Request To Send RTS 4 4 výstup vstup Clear To Send CTS 5 5 vstup výstup Data Set Ready DSR 6 6 vstup výstup Data Terminal Ready DTR 20 20 výstup vstup Data Carrier Detect DCD 8 8 vstup výstup ELO E069 penáší signály RxD a TxD. ídící signály se nepenášejí. Pevodník obsahuje lokální propojky RTS-CTS a DTR-DSR-DCD. DTR musí být "ON" (kladná polarita). 5
3.2 Pipojení linky RS-485 K pipojení pevodníku na linku slouží konektor DB25M (Male samec). Jednotlivá KZ je možno propojovat sbrnicí (viz obr.) až do potu 32 úastník. Popis konektoru rozhraní RS-485 spolu s píkladem zpsobu zapojení pasivního a aktivního terminátoru (hodnoty odpor aktivního terminátoru je nutno vždy vypoítat s ohledem na použité hodnoty pasivních terminátor tak, aby úbytek naptí na pasivním terminátoru byl 200 mv): kontakt 1 2 5-8,13 24 25 9 10 11 signál B A GND 5V 6V rychlost τ1 τ 2 τ 3 pasivní. napájení 4 800 rozpojené kontakty terminátor 120 Ω 680 Ω 9 600 aktivní 680 Ω 19 200 39k terminátor 115 200 Linka RS-485 by mla být na obou koncích zakonena odpory 100-120 Ω, zapojenými mezi vodie A B (takzvané pasivní terminátory). Tyto terminátory impedann pizpsobují pevodník a mají pozitivní vliv na potlaení nežádoucích odraz na vedení a na odolnost penosu vi rušení. Krom pasivních terminátor se používají též aktivní terminátory. Na metalickém úseku vedení mže být jen jeden a jeho význam je následující: Signál RS-485 je symetrický. Diferenciální pijíma vyhodnocuje rozdíl naptí U A -U B. Výsledek tedy není závislý na potenciálu nulového vodie. Pokud pijíma dostane signál U A U B > 200 mv, vyhodnotí jej jako log. 1 nebo log. 0. Krom tchto úrovní je možný tetí (klidový) stav, tzv. IDLE, pi kterém žádný z úastník komunikace nevysílá, jsou jen na píjmu, takže U A U B < 200 mv. Tento tetí stav nemá protjšek ve dvoustavové logice a vzniká problém, jak bude v této logice interpretován. Aktivní terminátor zavádí do linky v klidovém stavu signál, který je ve dvoustavové logice vyhodnocen jako klidový. 6
Dležité! ELO E069 nevyžaduje použití aktivního terminátoru! Obvody pevodníku zajišují správnou interpretaci tetího stavu automaticky. Protože délka vedení RS-485 mže být až 1200 m, je nutno uvažovat i s vlivem rozdílu zemních potenciál na trase. Eliminace tohoto vlivu se provádí bu uzemnním každého zaízení na nulový vodi nebo pomocí tetího vodie (viz obr.). V tomto pípad je poteba k eliminaci proud vyplývajících z rozdílu zemních potenciál použít odpory cca 100 Ω. 3.3 Nastavení pevodníku Pevodník potebuje k innosti správné nastavení asové prodlevy τ. To se provádí propojkami na kontaktech 9, 10, 11 konektoru RS-485. Píklad postupu pro rychlost komunikace 4 800 b/s: 7
Vysílaný byte má startbit (log.0), 8 datových bit (log.1) a paritní bit (bit8= log.1). Startbit odstartuje mení asu τ. Po dobhnutí asovae se krátce po penesení celého byte vypne vysíla. Nefunguje-li komunikace, je možné, že došlo k situaci, kdy napíklad bit 3 má vysílaného byte má polaritu jako startbit (log.0) s tím znovu odstartuje mení asu τ (viz obr. níže). Vysíla bude vypnut se zpoždním, takže mže dojít ke kolizi mezi ním a vysílaem jiného úastníka na lince. Situaci lze ešit nastavením zkrácené asové konstanty na dobu píslušející vyšší penosové rychlosti, napíklad 9 200 b/s (viz obr.) nebo i vyšší. Další možnosti zkrácení asové konstanty : 8
Základní pizpsobení asové konstanty a komunikaní rychlosti je v následující tabulce. rychlost b/s kontakty 4 800 9, 10, 11 rozpojeny 9 600 9 a 11 spojeny, 10 odpojen, 19 200 10 a 11 propojeny odporem 39 kω, 9 odpojen, 38 400 10 a 11 propojeny odporem 20 kω, 9 odpojen, 115 200 10 a 11 spojeny, 9 odpojen, 3.4 Pipojení napájení Pevodník potebuje externí síový zdroj 6V/200 ma, který se pipojí do konektoru na boku pevodníku. Kladný pól (+) síového zdroje je peveden na stedový kontakt napájecího konektoru. Zdroj je možno pipojit i pes kontakty 25 ( kladný pól) a 13 (záporný pól) konektoru RS-485. Pevodník je možno objednat s napájecím konektorem SCJ 2,5mm (Jack mono), nebo s DC konektorem EIAJ 2,35 mm. 4 0 Technické podmínky 4.1 Elektrické parametry Rozhraní RS-232/RS-485 Penášené signály TxD a RxD ídící signály lokální propojky RTS-CTS DTR- DSR-DCD Konektor RS-232 DB25F, DCE Režim penosu poloduplex Napájení externí ss zdroj 6V/200 ma Konektor pro napájení SCJ 2,5mm nebo EIAJ 2,35mm Izolaní naptí mezi rozhraními 3 kv Pípustné rušivé peptí na vedení vedení nesmí být vystaveno vlivm podle SN 33 0420 atmosférických výboj Požadovaná impedance vedení 100 Ω Odbr ze signál: TxD, (DTR, RTS) sumárn max. 10 ma, typicky 5 ma 9
4.2 Ostatní Dosah bez opakova 1200 m, dvouvodiové vedení Maximální rychlost penosu 115 200 b/s Minimální rychlost penosu 4 800 Rozmry šíka x délka x výška 57 x 83 x 24 mm Váha 80 g Skladovací teplota - 10 o až +55 o C Pracovní teplota + 0 o až +50 o C Vlhkost 0 85% (nekondenzující) ELOE069ZK001 5.0 Testování Po pipojení napájecího zdroje, pipojte na konektoru RS-232 na kontakt 2 kladný pól a na kontakt 7 záporný pól stejnosmrného zdroje 5 až 9 V. Na kontaktech 1-2 konektoru RS-485 musí být naptí cca 3V a musí svítit LED indikátor "OUT". Po pepólování kontakt 2-7 musí mít naptí na výstupu 1-2 opanou polaritu a indikátor zhasne. 6.0 Odhalování a odstraování nedostatk Píznak Akce Po instalaci pevodník Provte, zda je správn pipojeno vedení (blikají nepracuje LED) nejsou-li prohozeny kontakty 1-2. Provte správnost volby asové konstanty τ. Provte síový zdroj. Provte pipojení RS-232. Normáln pracující Provte síový zdroj. spojení perušilo Provte, zda je pipojen správn kabel. innost. Prove te test podle bodu 5.0. 7.0 Zpsob objednání Objednací kód je ELO E069. E069a - pevodník s napájecím konektorem SCJ 2,5 mm (Jack mono), E069b - pevodník s napájecím konektorem EIAJ 2,35 mm. Pokud není specifikováno jinak bude dodán pevodník ve verzi E069a. 10
Poznámky ELOE069ZK001 11
12 ELOE069ZK001