Digitrode
цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы
Схема преобразователя интерфейсов RS232 RS485
Интерфейс RS485 довольно широко распространен в сфере подключения промышленного оборудования. По своему принципу работы он напоминает популярный интерфейс последовательной передачи данных RS232, однако RS485 более надежный и позволяет передавать информацию на куда большие расстояния, чем это может сделать RS232. К сожалению, персональные компьютери и большинство микроконтроллеров изначально не поддерживают интерфейс RS485, зато поддерживают RS232. Для того, чтобы соединить эти два мира в одно информационное пространство, следует собрать преобразователь этих интерфейсов. Представленная в данном материале схема позволяет сделать своими руками простой конвертер интерфейсов RS232-RS485, который позволит подключить компьютер или другое устройство к другим устройствам с RS485.
Схема основана на популярных микросхемах MAX232 и MAX485. Разъем DB-9 соединяет плату с последовательным портом с помощью кабеля. Разъемы J1 и J2 предоставляют доступ к линиям ввода/вывода MAX232, а разъем CN1 позволяет получить доступ к линиям ввода/вывода MAX485. С помощью джампера J4 к плате можно подвести внешнее питание до 12 В, которое будет преобразовано стабилизатором в 5 В. Если вы подаете питание через разъем J1, то убедитесь, что J4 разомкнут. Светодиод D2 обеспечивает визуальную индикацию питания платы, а диод D1 защищает от подключения питания не правильной полярности.
Кабель RS485 подключается к разъему CN2 через сопротивления R3, R1 и R4, обеспечивающие необходимый импеданс. Вывод A разъема CN1 представляет собой вывод контроля приема/передачи. Подтяжка этого вывода к земле позволит RS485 работать в режиме приёма, а подтяжка к напряжению питания Vcc в режиме передачи.
Для подключения MAX232 к MAX485 соедините вывод C разъема J1 с выводом DI разъема CN1 и соедините вывод B разъема J1 с выводом RO разъема CN1.
Ниже представлены схема расположения компонентов на печатной плате и сама печатная плата. Как мы видим, плата имеет довольно компактные размеры, всего 63.50 мм по длине и 42.55 по ширине. Это дает возможность размещать преобразователь интерфейсов в довольно узких местах оборудования. Расположение компонентов не слишком плотное, но и не слишком разряженное. Все разъемы расположены для подключения кабелей по бокам, что обеспечивает удобство пользования данным конвертером интерфейсов. В целом такая плата довольно легко паяется и монтаж элементов не представляет собой большой сложности.
Источник
Схема преобразователя интерфейса RS-232 в RS-485
Для нормальной работы данной схемы нужен всего лишь трехпроводной, минимальный вариант протокола RS-232, а также источник питания с напряжением от +10 до +15В для организации двунаправленной лйнии связи, по которой можно обмениваться данными на скоростях приема/передачи до десятков килобод.
Схема работает следующим образом: когда нет связи ни по RS-232, ни по RS-485 (порт RS-232 в состоянии ТОКОВАЯ ПОСЫЛКА, все устройства на линии RS-485 неактивны), оба провода RS-485 находятся в состоянии лог. 1, которое задается резистором привязки с сопротивлением 1200 Ом. В таком состоянии верхний (по схеме) компаратор поддерживает линию RCD интерфейса RS-232 под отрицательным напряжением, то есть в состоянии ТОКОВАЯ ПОСЫЛКА. Если через порт RS-232 передается знак, то такая передача начинается с положительного импульса (состояние БЕСТОКОВАЯ ПОСЫЛКА), соответствующего стартовому биту на линии TXD. Соответственно на линию «-» интерфейса RS-485 через транзистор 2N4401 подается положительный потенциал, и напряжение на ней становится больше, чем на линии «+»; таким образом передается стартовая посылка по кабелю RS-485. Одновременно с этим нижний компаратор, включенный с верхним по схеме монтажного ИЛИ (оба компаратора в микросхеме LM393 имеют выходы с открытым коллектором), удерживает линию RCD интерфейса RS-232 на низком логическом уровне, предупреждая поступление передаваемых данных обратно в RS-232. Приемная линия порта RS-232 остается свободной. Передача остальных битов символа происходит тем же самым образом. Когда она инициируется одним из устройств на шине RS-485, то процесс начинается с активизации передатчика RS-485 и установки потенциала линии «-» выше потенциала линии «+». При этом верхний компаратор микросхемы LM393 освобождает линию RCD, а нижний компаратор не мешает появлению на ней положительного потенциала.
Биты данных поступают на приемную линию порта RS-232, причем имеют двухпо-лярные уровни напряжения, соответствующие стандарту на интерфейс RS-232. По максимально допустимому уровню синфазных и по подавлению наведенных шумов и помех эта схема вполне совместима со спецификациями стандарта RS-485. Максимальная скорость передачи через преобразователь ограничивается в основном нагрузочной способностью выхода компаратора, работающего на кабель с большой погонной емкостью.
Аналоги зарубежных деталей можно найти в разделе
Источник
Преобразователь интерфейсов (переходник) USB RS485 (ПИ-5)
Продолжаю цикл заметок «Проекты-малыши»
Решил поделиться с общественностью одной из возможных реализаций преобразователя USB RS485 на базе микросхемы FT232RL:
Понадобился тут по работе преобразователь USB RS485. Чтобы как можно скорее (что неудивительно), да размерами поменьше. Плюс гальваноразвязка не требуется. На местный радиорынок немедленно был заслан знающий человек – оценить обстановку и узнать что почем. Каково же было мое удивление, когда тот вернулся ни с чем. Нету, говорит, таких. Вот мобильников, говорит – гора. А преобразователей – нет.
Данная новость меня безумно обрадовала, т.к. на локальном диске Д давно (еще, наверное, с начала осени) валяется незаконченный проект именно такого преобразователя. И даже кой-какая документация собрана была. Ну а тут – такое совпадение!
Надо сказать, я даже не стал лазать по Интернету в поисках готового девайса. Ибо за два дня (в которые требовалось уложиться) все равно, наверное, ничего не успели бы привезти. Поэтому я сразу открыл свой незаконченный проект и сделал «Выделить всё => Удалить». Потому что плата там закладывалась односторонняя, да плюс одна из микросхем была в корпусе DIP-8, что, согласитесь, целям миниатюризации преобразователя ну никак не соответствует. Благополучно удалив результаты прошлых трудов, я начал проектировать преобразователь заново.
Поскольку девайс надо было сделать побыстрее, то вполне логичное решение – использовать давно любимую мной микросхему FT232RL. Тем более, что в документации на нее есть страница 27 (в другой редакции – 28), на которой приведена практически готовая схема проектируемого преобразователя:
И я эту страницу из даташита даже перевел ранее (вернее, пересказал своими словами). Чтобы не раздувать объем заметки о таком проекте-малыше, здесь я решил только вкратце описать принцип действия данной схемы.
Выход передатчика микросхемы FT232 соединяется со входом передатчика преобразователя TTL/RS485 SP481 (понятно, есть целый мешок аналогов, в частности, MAX485). Вход приемника FT232 – с выходом приемника SP481. Это, надеюсь, вещи очевидные, и пояснять их не надо. А вот управление приемником и передатчиком микросхемы SP481 стоит рассмотреть подробней.
Использование шины RS485 при обмене данными предполагает активность передатчика SP481 только в момент передачи какой-либо информации. В остальные моменты времени активен приемник (устройство «слушает» шину). Вывод CBUS2 микросхемы FT232R, сконфигурированный как TXDEN# (см. Datasheet на FT232Rx), служит именно для этой цели, т.е. для активизации передатчика микросхемы SP481 в момент передачи информации по линии TXD порта USART. Для управления же приемником в рассматриваемой схеме используется вывод CBUS3, сконфигурированный как PWREN#. После определения устройства USB-портом он принимает состояние логического нуля. В спящем режиме («Suspend Mode») PWREN# принимает состояние логической единицы. Приемник микросхемы SP481 включается при наличии НИЗКОГО уровня сигнала на входе разрешения его работы (т.е., на выводе 2), поэтому подключение данного входа к линии PWREN# микросхемы FT232R позволяет автоматически отключать приемник в спящем режиме («Suspend Mode»).
Надо заметить, что подобное решение (когда приемник и передатчик SP481 управляются резными сигналами PWREN# и TXDEN#) чревато возникновением эффекта «эха». Данный эффект проявляется в приеме передаваемых по шине RS485 данных портом USB. Более подробно этот момент рассмотрен в пересказе. Здесь же лишь отмечу, что эффект «эха» приходится забарывать программными или аппаратными способами. При этом в аппаратные решения данной проблемы добавляются дополнительные (так сказать, «лишние») детали.
Однако, если нет необходимости отключать приемник преобразователя в спящем режиме, что справедливо для подавляющего большинства «радиолюбительских» случаев, можно использовать «классический» метод управления передатчиком и приемником SP481. В таком варианте подключения управляющие входы DE и RE# объединяются, что дает автоматическое отключение приемника SP481 во время работы (активности) передатчика:
Итак, с учетом всего вышеперечисленного итоговая схема разрабатываемого преобразователя стала выглядеть следующим образом:
Перемычка «TERM» (Terminator) служит для подключения/отключения согласующих резисторов (терминаторов) с номинальным значением сопротивления равным 120 Ом. Терминатор должен быть подключен, если преобразователь физически находится на одном из концов шины RS485 (см. пересказ). В противном случае согласующий резистор необходимо отключить.
Можно заметить, что под терминатор на схеме заложено аж два резистора в параллель. Сделал так потому, что внезапно обнаружил исчезновение в моей кассе резисторов номиналом 120 Ом. Зато номинал 240 Ом присутствует в достаточном количестве. Ну и вот – поэтому на схеме два резистора вместо одного:).
Резисторы R3 и R4 я обычно в схемы на SP481 (вернее, ее аналогах) не закладываю. Честно говоря, это вообще первый проект, где предусмотрена их установка. Однако, люди бывалые говорят, что при достаточно протяженной линии RS485 часто бывает необходима установка данных резисторов, ибо в противном случае с шины в USB-порт начинает валиться всевозможная абракадабра.
Естественно, под вышеприведенную схему незамедлительно была разведена
печатная плата. Корпуса элементов для поверхностного монтажа, под которые разрабатывалась плата:
— резисторы: 1206;
— конденсаторы: 1206 либо 0805;
— светодиод: 1206 либо 0805;
— микросхема преобразователя TTL/RS485: SOIC-8.
Габаритные размеры печатной платы и собранного преобразователя:
После изготовления печатной платы можно приступать к установке и монтажу деталей. Собранный преобразователь не нуждается в настройке. Необходимо лишь установить драйвера для микросхемы FT232 после того, как девайс будет воткнут в разъем USB компьютера. Ну и снять или надеть перемычку «TERM» в зависимости от расположения преобразователя на шине RS485.
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: podkassetnik@yandex.ru
Содержание архивов (также прилеплены к заметке):
PI-5_Hardware.zip:
ПИ-5.pdf – схема преобразователя;
ПИ-5_ЛУТ.lay – печатная плата преобразователя (вариант для «утюжников»);
ПИ-5_ФР.lay – печатная плата преобразователя (вариант для «шаблонщиков»).
Платы нарисованы в «САПР» «Sprint Layout 5.0» (бесплатная гляделка).
FT232_USB-RS485_v1.1.zip:
FT232_USB-RS485_v1.1.pdf – вольный пересказ стр. 27 документа Document No.: FT_000053 FT232R USB UART IC Datasheet Version 2.01 Clearance No.: FTDI# 38.
Источник
Схема. Преобразователь USB RS232(RS485)
Автор: Radioelectronika-Ru · Опубликовано 15.02.2018 · Обновлено 16.03.2018
Данное устройство представляет из себя преобразователь интерфейса USB в интерфейс RS232 или RS485. Устройство может использоваться для связи компьютера и микроконтроллера, либо иного устройства, по выше описанным интерфейсам. Схема устройства приведена на рис. 3.
Схема устройства состоит из микросхемы преобразователя USB RS232 DD1 FT232 фирмы FTDI, микросхемы eeprom DD2 AT93C46 фирмы Atmel и преобразователя RS232 RS485 DD3 ADM485 фирмы Analog Devices.
Светодиод VD1 «PWR» служит для отображения подачи питания на устройство. Светодиоды VD2 и VD3 сигнализируют о направлении передачи данных, а именно, VD2 «TX»- передача данных от компьютера, VD3 «RX» — прием.
Микросхему памяти DD2 можно не устанавливать, если к компьютеру подключено одно устройство, реализованное на FT232. В ней хранятся идентификаторы изготовителя (VID) и персональный (PID), заводской номер изделия и другие данные.
Детали
Резисторы — smd типоразмера 0805.
Конденсатор С7 танталовый, можно заменить на электролитический с тем же номиналом и напряжением не менее 6,3 В. Остальные конденсаторы — smd типоразмера 0805.
Индуктивность L1 — smd типоразмера 1206 можно заменить на любую с тем же номиналом.
Защитные диоды VD4 и VD5 можно заменить на стабилитроны с напряжением стабилизации 5,1 В, например BZX55C5V1.
Светодиоды VD1-VD3 можно заменить на любые другие.
Микросхему DD2 можно заменить на AT93C56 или AT93C66.
Установка и настройка
Пример настройки рассмотрен для операционной системы Windows XP 32bit. Если у Вас стоит другая операционная система, то информацию по установке и необходимые драйверы можно скачать с сайта производителя www.ftdichip.com
Распакуйте архив драйвера 12_30_00__16_03_2010.rar в отдельную папку. Подключите устройство к компьютеру. Заметив новое устройство, операционная система попросит указать папку с драйвером, укажите на распакованную папку. Следующим шагом заходим в распакованную папку и запускаем программу FTD2XXST.EXE, позволяющую запрограммировать микросхему eeprom. При первом запуске программы будет выведено следующее окно:
RS232(RS485)» src=»https://radioelectronika.ru/cxemi/10/12_29_35__16_03_2010.png» alt=»Преобразователь USB RS232(RS485)»/>
Рис. 4 — Окно программы
Необходимо будет заполнить следующие поля:
Manufacturer (производитель): FTDI.
Manufacturer ID (идентификатор производителя): FT.
Vendor ID (идентификатор поставщика): 0403.
Product ID (идентификатор продукта): 6001.
Description (описание): USB Serial Converter.
RS232(RS485)» src=»https://radioelectronika.ru/cxemi/10/12_29_42__16_03_2010.png» alt=»Преобразователь USB RS232(RS485)»/>
Рис. 5
По умолчанию должны быть установлены флаги Plug and Play (автоматическое определение устройства) и Remote Wakeup (выход из режима пониженного энергопотребления).
Установка флага Fixed Serial Number позволяет присвоить устройству постоянный серийный номер, но при этом следует помнить что устройства с одинаковыми номерами подключать к компьютеру нельзя.
Флаг Self Powered оставляем не установленным, так как устройство питается не от своего источника, а от шины USB .
В окне Max Power (mA) (максимальный ток, потребляемый устройством) пропишите значение 100 мА.
Возвращаемся в основное окно и ставим галочку в строке FT232BM/FT245BM. Появятся дополнительно несколько строк, в которых необходимо поставить флаги Enable Serial Number и Int Pull-Down Enable
RS232(RS485)» src=»https://radioelectronika.ru/cxemi/10/12_29_48__16_03_2010.png» alt=»Преобразователь USB RS232(RS485)»/>
Рис. 6 — Окно программы
Нажимаем на кнопку Save для сохранения настроек, после чего нажимаем на кнопку Program, чтобы записать введенные данные в eeprom преобразователя. Осталось перезагрузить операционную систему компьютера.
Источник