categorii: Articole prezentate » Electronică practică
Numar de vizualizari: 71885
Comentarii la articol: 5

Adaptor simplu RS-232 - Buclă curentă

 


Adaptor simplu RS-232 - Buclă curentăUn adaptor pentru conectarea unui computer PC și a controlerelor cu o interfață buclă curentă. Nu necesită piese rare, este disponibil pentru fabricare chiar și acasă.

În 1969, American Electronic Industries Association a dezvoltat interfața de comunicații RS-232C. Scopul său inițial este de a asigura comunicarea între calculatoarele care sunt la distanță pe distanțe lungi.

Un analog al acestei interfețe în Rusia se numește „Joint S2”. Comunicarea între computere se realizează folosind modemuri, dar în același timp, dispozitive precum „mouse”, care a fost numit și „komovskaya”, precum și scanere și imprimante, au fost conectate la computere prin interfața RS-232C. Desigur, toți ar fi trebuit să se poată conecta prin interfața RS-232C.

În prezent, astfel de dispozitive sunt complet uzate, deși RS-232C este încă la cerere: chiar și unele modele noi de laptopuri au această interfață. Un exemplu de astfel de laptop este modelul de laptop industrial TS Strong @ Master 7020T seria Core2Duo. Un astfel de laptop în magazinele „Computer de acasă”, desigur, nu se vând.

RS-232Unele controlere industriale au o interfață buclă curentă. Pentru a conecta un computer cu o interfață RS-232C și un controler similar, sunt utilizate diferite adaptoare. Acest articol descrie unul dintre ele.

Adaptorul RS-232 - Loop de curent a fost dezvoltat de specialiștii întreprinderii noastre, iar în timpul funcționării a arătat o fiabilitate ridicată. Caracteristica sa distinctivă este aceea că oferă o izolare galvanică completă a computerului și controlerului. Un astfel de design de circuit reduce în mare măsură probabilitatea de defectare a ambelor dispozitive. În plus, este ușor să-l faci singur în condiții de producție: schema nu are un volum mare, nu conține părți rare și, de regulă, nu are nevoie de ajustare.

Pentru a explica funcționarea acestui circuit, este necesar să reamintim, cel puțin în termeni generali, funcționarea interfețelor RS-232C și Loop curent. Singurul lucru care le unește este transmisia de date în serie.

Diferența este că semnalele au niveluri fizice diferite. În plus, interfața RS-232C, pe lângă liniile reale de transmitere a datelor, are mai multe semnale suplimentare de control concepute pentru a lucra cu modemul.

Procesul de transmitere a datelor pe linia TxD este prezentat în figura 1. (TxD este linia emițătorului. Datele de la acestea sunt transmise secvențial de pe computer).

În primul rând, trebuie remarcat faptul că datele sunt transmise folosind tensiunea bipolară: nivelul de zero logic în linie corespunde unei tensiuni de + 3 ... + 12V, iar nivelul unei unități logice de -3 ... 12V. Conform terminologiei provenite din tehnologia telegrafică, starea unui zero logic este uneori numită SPASE sau „deprimare”, în timp ce unitatea logică se numește MARK - „apasă”.

Alt

Figura 1

Pentru circuitele CONTROL, o tensiune pozitivă corespunde unei unități logice (pornite) și o tensiune negativă unui zero logic (oprit). Toate măsurătorile sunt făcute cu privire la contactul SG (informativ).

Transferul efectiv de date se realizează în modul start-stop printr-o metodă asincronă secvențială. Aplicarea acestei metode nu necesită transmiterea de semnale suplimentare de sincronizare și, în consecință, linii suplimentare pentru transmiterea lor.

Informațiile sunt transmise în octeți (număr binar de opt biți), care sunt completate de informații aeriene. În primul rând, este un bit de început (un bit este un bit binar), după care urmează opt biți de date. Direct în spatele lor vine bitul de paritate și, la urma urmei, bitul de oprire. Pot exista mai multe biți de oprire. (Un bit este o prescurtare a cifrei binare engleze - o cifră binară).

În absența transmisiei de date, linia se află în starea unei unități logice (tensiunea în linie este de -3 ... 12V). Bitul de pornire începe transmisia, setând linia la un nivel de logică zero. Un receptor conectat la această linie, după ce a primit bitul de pornire, pornește un contor care numără intervalele de timp destinate transmiterii fiecărui bit. La momentul potrivit, de regulă, la mijlocul intervalului, receptorul pornește starea liniei și își amintește starea acesteia. Această metodă citește informațiile din linie.

Pentru a verifica fiabilitatea informațiilor primite, se folosește bitul de verificare a parității: dacă numărul de unități conținute în octetul transmis este impar, atunci se adaugă încă o unitate - bitul de verificare a parității. (Cu toate acestea, această unitate poate adăuga octeți dimpotrivă până când este ciudat. Totul depinde de protocolul acceptat de transfer de date).

Pe partea receptorului, paritatea este verificată și dacă este detectat un număr impar de unități, programul va remedia eroarea și va lua măsuri pentru eliminarea acesteia. De exemplu, poate solicita o retransmisie a octețului eșuat. Adevărat, verificarea parității nu este întotdeauna activată, acest mod poate fi pur și simplu oprit și bitul de verificare în acest caz nu este transmis.

Transmiterea fiecărui octet se termină cu biți de oprire. Scopul lor este de a opri funcționarea receptorului, care, potrivit primului dintre ei, merge să aștepte următorul octet, sau mai bine zis, bitul său de pornire. Nivelul de bit oprit este întotdeauna logic 1, la fel ca nivelul din pauzele dintre transferurile de cuvinte. Prin urmare, modificând numărul de biți de oprire, puteți ajusta durata acestor pauze, ceea ce face posibilă realizarea unei comunicări fiabile cu o durată minimă.

Întregul algoritm de interfață serială din computer este realizat de controlere speciale, fără participarea unui procesor central. Acesta din urmă configurează doar aceste controlere pentru un anumit mod și încarcă datele acestuia pentru transmisie sau primește datele primite.

Când lucrați cu un modem, interfața RS-232C oferă nu numai linii de date, dar și semnale de control suplimentare. În acest articol, luarea în considerare a acestora în detaliu nu are sens, deoarece doar două dintre ele sunt utilizate în circuitul de adaptare propus. Acest lucru va fi discutat mai jos în descrierea diagramei circuitului.

Pe lângă RS-232C, interfața serială IRPS (interfața radială cu comunicare serială) este foarte răspândită. Al doilea nume al său este Current Loop. Această interfață corespunde logic RS-232C: același principiu de transmitere a datelor în serie și același format: bit de pornire, octeț de date, bit de paritate și bit de oprire.

Diferența față de RS-232C este doar în implementarea fizică a canalului de comunicare. Nivelurile logice sunt transmise nu prin tensiuni, ci prin curenți. O schemă similară vă permite să organizați comunicarea între dispozitivele situate la o distanță de un kilometru și jumătate.

În plus, „bucla curentă”, spre deosebire de RS-232C, nu are semnale de control: implicit, se presupune că toate sunt într-o stare activă.

Pentru ca rezistența liniilor lungi de comunicare să nu afecteze nivelurile semnalului, liniile sunt alimentate prin stabilizatori de curent.

Figura de mai jos arată o diagramă foarte simplificată a interfeței bucle curente. După cum am menționat deja, linia este alimentată de la o sursă curentă, care poate fi instalată fie în transmițător, fie în receptor, ceea ce nu contează.

Alt

Figura 2

O unitate logică din linie corespunde unui curent de 12 ... 20 mA, iar un zero logic corespunde unei lipse de curent, mai precis, nu mai mult de 2 mA. Prin urmare, stadiul de ieșire al "buclei de curent" a transmițătorului este un comutator simplu de tranzistor.

Ca un receptor este utilizat un optocupla pentru tranzistor, care asigură o izolare galvanică de linia de comunicație. Pentru ca comunicarea să fie în două sensuri, este nevoie de o altă buclă aceeași (două linii de comunicare), deși metodele de transmisie sunt cunoscute în două direcții și pe o pereche răsucită.

Funcționarea canalului de comunicare este foarte simplă pentru a verifica dacă includeți un milimetru în golul unuia dintre cele două fire, de preferință un contor. În absența transmisiei de date, ar trebui să afișeze un curent apropiat de 20 mA, iar dacă transmisia de date este în curs, puteți observa o ușoară răsucire a săgeții. (Dacă viteza de transmisie nu este mare, dar transmisia în sine este în pachete).

Schema circuitului adaptorului RS-232C - „Bucla curentă” este prezentată în figura 3.

Schemă a adaptorului RS-232C -

Figura 3. Schemă a adaptorului RS-232C - „Buclă curentă” (făcând clic pe imagine se va deschide diagrama într-un format mai mare)

În starea inițială, semnalul Rxd se află în starea unei unități logice (a se vedea figura 1), adică tensiunea de pe acesta este de -12 V, ceea ce duce la deschiderea optocuplașului tranzistor DA2, și cu acesta tranzistorul VT1, prin care trece un curent de 20 mA prin stabilizatorul de curent și LED-ul optocuplabil receptorul controlerului, așa cum se arată în figura 4. Pentru „bucla curentă”, aceasta este starea unității logice.

Când semnalul Rxd are o valoare de zero logică (tensiune + 12V), optocuplarea DA2 este închisă și tranzistorul VT1 este conectat cu acesta, astfel încât curentul devine zero, ceea ce respectă pe deplin cerințele interfeței „Bucla curentă”. În acest fel, datele seriale vor fi transferate de la computer la controler.

Datele de la controler către computer sunt transmise prin optocuplarea DA1 și tranzistorul VT2: când linia curentă de buclă se află în starea unei unități logice (curent 20 mA), optocuplașul deschide tranzistorul VT2 și o tensiune de -12 V apare la intrarea receptorului RS-232C, care, conform figurii 1, este nivelul logic unitate. Aceasta corespunde unei pauze între transferurile de date.

Când bucla curentă este zero (zero logic) pe linia de comunicație a buclei curente, optocuplarea DA1 și tranzistorul VT2 sunt închise la intrarea RxD, tensiunea va fi de + 12V - corespunde nivelului zero zero.

Pentru a primi tensiunea bipolară la intrarea RxD, sunt utilizate semnalele DTR Data Terminal Ready și RTS Request to Send.

Aceste semnale sunt proiectate să funcționeze cu modemul, dar în acest caz sunt utilizate ca sursă de alimentare pentru linia RxD, deci nu este necesară o sursă suplimentară. Programatic, aceste semnale sunt setate în acest fel: DTR = + 12V, RTS = -12V. Aceste tensiuni sunt izolate între ele de diodele VD1 și VD2.

Pentru fabricarea independentă a adaptorului, veți avea nevoie de următoarele detalii.

Lista articolelor.

DA, DA = 2xAOT128

R1 = 1x4.7K

R2, R4 = 2x100K

R3 = 1x200

R6, R7 = 2x680

R8, R9, R10 = 3x1M

VD1, VD2, VD3, VD4, VD5 = 5xKD522

VT1, VT2 = 2xKT814G

Dacă în loc de optocuplerele AOT128 interne, se utilizează importul 4N35, care este cel mai probabil pe piața radio actuală, rezistențele R2, R4 ar trebui să fie setate la 820K ... 1M.

Conexiunea controlerului la computer este prezentată în figura 4. (Stabilizatorii de curent sunt localizați în controler).

Adaptor RS-232 - Buclă curentă

Figura 4

Figura 5 prezintă placa de adaptare finisată.

Adaptor RS-232 - Buclă curentă

Figura 5 Dadaptor placa de baza

Conexiunea la un computer se realizează cu ajutorul unui conector de tip DB-9 standard (parte feminină) folosind un cablu serial port standard.

Uneori, rămân cabluri similare în aparență (fără întrerupere). Au un cablaj specific și nu sunt potrivite pentru conectarea unui adaptor.

Liniile actuale de interfață cu buclă sunt conectate folosind cleme terminale.

Boris Aladyshkin

Consultați și la i.electricianexp.com:

  • Transmiterea datelor prin rețea 220 / 380V
  • Jetoane logice. Partea 2 - Porți
  • Senzori analogici: aplicare, metode de conectare la regulator
  • Sondă logică simplă
  • Jetoane logice. Partea 9. Declanșatorul JK

  •  
     
    Comentarii:

    # 1 a scris: Max | [Cite]

     
     

    Mulțumesc pentru shemka. O căutam de foarte multă vreme.

     
    Comentarii:

    # 2 a scris: | [Cite]

     
     

    Care este ratingul R5?

     
    Comentarii:

    # 3 a scris: Timur | [Cite]

     
     

    schema nu funcționează cu convertoarele usb -> com trebuie să modifice fișierul

     
    Comentarii:

    # 4 a scris: Lesch | [Cite]

     
     

    Timur,
    Și cum ai rezolvat-o?

     
    Comentarii:

    # 5 a scris: Vitali | [Cite]

     
     

    În fotografie există două detalii. Unde sunt în circuit?