Új jelszó kérése
Kategóriák

   

 

Szűrés
Gyártó
Kategóriák
Hírlevél
TOP termékek
Termékajánló
Tanúsítvány
SSL Certificate
Házhozszállítás

RS-232/422/485 KISOKOS

 

RS-232, RS-422, RS-485 KISOKOS *

- útmutató az ipari adatkommunikációhoz - 

 

 

* Ezen ismertetőanyag összeállításakor a tőlünk elvárható gondossággal jártunk el, azonban a tartalmáért semmiféle felelősséget nem áll módunkban vállalni.

TARTALOM


I. FEJEZET - ÁTTEKINTÉS 

Bevezetés

A szabványok főbb jellemzőinek összehasonlító táblázata

II. FEJEZET - RS-232 

Az RS-232 szabvány ismertetése

Az RS-232 csatlakozó lábbekötései 

Különböző SUB-D csatlakozók lábbekötései 

Különböző RS-232 perifériák lábbekötései 

9-25 pólusú átalakító készítése 

Nullmodem 

Az RS-232 rendszer három fő hibája 

III. FEJEZET - RS-422 

Az RS-422 rendszer 

IV. FEJEZET - RS-485 

Az RS-485 rendszer 

V. FEJEZET - AZ RS-422 ÉS RS-485 RENDSZEREK HASZNÁLATA,VALAMINT JELLEMZŐIK 

Kábelek 

A kábel kapacitás és az adatsebesség összefüggése

Az adatátviteli sebesség és a kábelhosszúság összefüggése 

Teljes-duplex illetve fél-duplex üzemmód 

Lezárás (busz lezárás, lezáró ellenállás, termination-resistor) 

Az RS-485 hálózat előfeszítése (biasing-resistor) 

Testelés és földelés

Hálózati kialakítások 

Az RS-485 hálózat harmadik állapot kontrollja az RTS jel használatával

A hálózatok védelmének különböző módozatai 

A különböző védelmek összehasonlítása 

RS-422/485 csatlakozó kialakítások 

VI. FEJEZET - PORT ÁLTAL TÁPLÁLT KONVERTEREK HASZNÁLATA 

Bevezetés 

Soros port meghajtó IC típusok

Visszahurkolt állapot 

Összefoglalás 

VII. FEJEZET - AUTO RS-485

Bevezetés

Működési elv

VIII. FEJEZET -  SOROS PORT HOSSZABBÍTÁSA RS-232 - RS-422 KONVERTEREK SEGÍTSÉGÉVEL

1. számú eset /DTE<>DCE/

2. számú eset /DTE<>DTE/

3. számú eset /nem ismerjük a készüléket

IX. FEJEZET - SOROS PORT TESZ (RS-232/422/485)

Hurok teszt (RS-232)

Egy darab I-7520A/AR RS-232 - RS-422 konverter kipróbálása 4-vezetékes RS-422 módban

Két darab I-7520A/AR típusú konverterrel létrehozott soros port hosszabbítás kapcsolatának kipróbálása.

 

 

Megjegyzés: Valamennyi jelen dokumentumban említett áruvédjegy, márkanév, szolgáltatásvédjegy és cégembléma az azokat bejegyző cégek tulajdona.

 

 

I. FEJEZET # ÁTTEKINTÉS 

BEVEZETÉS:

Az alábbi kis ismertetőanyag összeállításakor a gyakorlati adatokra koncentráltunk, reméljük elolvasása közben talál benne olyan információt, melyet fel tud használni konverter kiválasztásakor, hálózat tervezésekor illetve hibajavításkor.

 

A SZABVÁNYOK FŐBB JELLEMZŐINEK ÖSSZEHASONLÍTÓ TÁBLÁZATA:

 

 

II. FEJEZET # RS-232

 

AZ RS-232 SZABVÁNY ISMERTETÉSE:

 

Az RS-232 szabványt az Electronic Industries Association (EIA), az USA Villamosipari Szövetsége
fejlesztette ki.
A szabvány nevében az RS betűk a Recommanded Standard, azaz Ajánlott Szabvány kezdőbetűit
jelentik, a végén lévő betű pedig az ajánlás különböző módosí tott, felújított változatait jelenti. Az RS-232 szabvány első változatát 1962-ben vezették be, majd ezt követték a módosí tások, melyek közül a harmadik a legismertebb, az EIA RS-232-C szabvány 1986-ból , ezt felváltotta a TIA/EIA-232-E melynek megjelentek az európai ajánlásai is CCIT/ITU V.24 illetve DIN 66020 valamint az ISO IS2110, a legújabb ajánlás pedig a TIA/EIA-232-F, melynek az európai megfelelői az ITU-T V.24, és az ISO/IEC 2110.
Láthatjuk, hogy az RS-232 rendszer a leggyakrabban és legrégebben használt szabványosított
adatátviteli eljárás a számítástechnikában, mely mindig az adott szabványt kielégí tő eszközre
vonatkozik.
Az általánosságban soros portnak (vagy com port) nevezett interfész ilyen RS-232 interfész, amely lehet 25 illetve 9 pólusú, és általában papa (tűs) SUB-D csatlakozó.
A szabványnál fontos szempont volt, hogy az interfész bármelyik vezetékét össze lehet kötni másik vezetékkel, anélkül, hogy ezzel károkat okoznánk a készülékben.
A rendszer problémáinak elkerülésére nagyon fontos, hogy a szabvány különbséget tesz kétféle
berendezés között a DTE illetve DCE között.

  • DTE (Data Terminal Equipment) : adatterminál vagy más néven adat-vég berendezés, ami rendszerint számí tógép, de lehetnyomtató , plotter, vagy egy terminál főportja.

 

  • DCE (Data Communications Equipment) : adatkommunikációs eszköz, vagy másnéven adatátviteli berendezés pl. modem, terminál nyomtató portja.

Az RS-232 rendszernél két irányú, más néven teljes duplex kommunikáció jön létre. Az RS-232 jel egy a testhez (táp ill. logikai test) képest létrejövő feszültség-szintként jelenik meg. Inaktív állapotban (MARK) a jel a testhez képest mérve negatív, aktív állapotban (SPACE) a jelszint a testhez képest mérve pozitív.
Az RS-232 rendszer ezenkívül használ még különböző kézfogásos (handshaking) jeleket is, ezenkívül feltételezi a DTE és DCE berendezés közötti közös testvezetéket.
A kézfogásos jeleknél kétfajta lehetőség van, hardveres és szoftveres. Hardveres kézfogásnál a vevő vezérli DTR vagy RTS kimenő vezérlő vonalain keresztül az adó CTS és/vagy DSR kézfogásos bemeneteit.
Szoftveres kézfogásnál a vevő speciális adatátvitel vezérlő jeleket küld az adó részére (pl. XON/XOFF).

 

Az RS-232 adatjel kétállapotú: +3 V tól +15 V -ig terjedő és -3 V tól -15 V -ig terjedő tartományban van definiálva az alábbiak szerint.

 

 

A modern számí tógépek figyelmen kívül hagyják a negatí v szintet és a nulla feszültséget OFF állapotnak érzékelik.
A legtöbb RS-232 meghajtó áramkör tápfeszültsége + 5 V DC.
A kimeneti jelszint tehát +15 V és -15 V között váltakozik. A "halott sáv" a +3 V és a -3 V közötti rész, mely a vonal zajelnyelése miatt lett betervezve.

 

Különböző RS-232 készülékeknél ennek a halott sávnak a definíciója különböző lehet pl. a V10 rendszernél ez +0,3 V tól -0,3 V-ig tart. Több RS-232 vevő áramkört úgy terveztek, hogy érzékeny legyen az 1 V vagy annál kisebb eltérésekre.
Ez problémát okozhat, ha soros port által táplált készüléket használunk, mivel ezeknél megfelelő szintű feszültség illetve áram szükséges ahhoz, hogy saját magukat táplálni tudják a jelekről. (Bővebben a VI. fejezetben a port által táplált készülékek leírásánál.)
Az alábbi ábra bemutatja az aszinkron soros adatátvitel elvét az "A" betű esetében.

 

 

Hogyan lehet megállapítani, hogy az általunk használt készülék DCE vagy DTE ?
1, Mérje meg a DC feszültségeket a SUB-D 25 pólusú csatlakozó 2 és 7 illetve a 3 és 7 lába között. A "-"(test) mérőzsinór, legyen a 7 lábra csatlakoztatva, és a "+ " mérőzsinór legyen a 2 vagy 3 lábra csatlakoztatva . A műszert kapcsolja kb. DC 20 V méréshatárba.
2, Ha a 2 (TD) lábon mért feszültség jobban negatív mint - 3 V, akkor a készülék DTE (másképpen a mért feszültség közelít a nullához).
3, Ha a 3 (RD) lábon mért feszültség jobban negatív mint - 3 V, akkor a készülék DCE.
4, Ha mindkét lábon (2 és 3) kevesebb 3 Voltnál a feszültség akkor vagy a mérésnél rontottunk el valamit, vagy a készülék nem felel meg az RS-232 szabványnak.
5, Általában a DTE készüléknél feszültség van a TD, RTS, DTR lábakon, a DCE készüléknél feszültség van az RD, CTS, DSR, CD lábakon.

AZ RS-232 CSATLAKOZÓ LÁBBEKÖTÉSEI:
Az alábbi táblázatban bemutatjuk a 9 és 25 pólusú SUB-D csatlakozó fontosabb lábbekötéseit, valamint a különböző szabványok szerinti jelölésüket.

 

KÜLÖNBÖZŐ SUB-D CSATLAKOZÓK LÁBBEKÖTÉSEI:

 

 

KÜLÖNBÖZŐ RS-232 PERIFÉRIÁK LÁBBEKÖTÉSEI:

Az alábbi táblázatban láthatjuk azokat az információkat melyek alapján egy számítógépet különböző perifériákkal össze tudunk kapcsolni.
Vastagon szedetten találjuk a minimális összekötést a szoftveres kézfogásos kapcsolathoz.

 

9-25 PÓLUSÚ ÁTALAKÍ TÓ KÉSZÍTÉSE:

Amennyiben egy 9-25 pólusú átalakítót akarunk készí teni, akkor a fenti 3. táblázat első két oszlopa alapján a megfelelő lábakat össze kell kötni (1-8, 2-3, 3-2,stb.)

 

NULLMODEM:

 

Amennyiben két IBM kompatibilis számí tógép soros RS-232-es portját össze akarjuk kötni egymással (tehát DTE-t a DTE-vel) akkor egy ún. nullmodemre van szükségünk, ami nem más mint egy olyan kábel amely az egyik készülék adási vonalát a másik készülék vételi vonalával köti össze. Ilyet házilag is készíthetünk.

 

 

Amennyiben kész null modem kábelt szeretne vásárolni az alábbit ajánljuk:

Link

 

AZ RS-232 RENDSZER HÁROM FŐ HIBÁJA:

 

1, Többszörös test (föld) potenciálok.
2, Érzékeny az elektromos zajokra, zavarokra.
3, A kommunikáció csak rövid távolságnál működik (max. 15 méter)

 

1. Többszörös test (föld) potenciálok:
Amennyiben egy "A" és egy "B" készüléket soros RS-232-es kábelen keresztül összekapcsolunk minimális esetben összekötjük a TXD"A"-t az RXD"B"-vel, az RXD"A"-t a TXD"B"-vel, valamint a GND"A"-t a GND"B"-vel. Ezenkí vül az "A" és "B" készülékek házai a hálózati kábel "PE" vezetékén keresztül le vannak földelve a hálózati földhöz. Ha bármilyen számí tógépen (mindegy hogy no name illetve márkás gép) az RS-232 jel-föld (SUB-D25 csatlakozónál 7. láb, SUB-D9 csatlakozónál 5.láb ) és a készülék test között ellenállást mérünk az 0,5-0,9 Ω körüli érték lesz. Ez nem okoz akkor problémát ha egy számítógépet és egy modemet kötünk össze és a hálózati csatlakozó egymás mellett van.
Probléma akkor lép fel, ha nem ugyanabból a hálózati csatlakozóból kap tápfeszültséget a két "A" és "B" készülék, például ha a vezérlő szobában lévő számítógépünket összekötjük az üzem területén található szerszámgépet vezérlő PLC-vel. Ilyenkor zavaró és veszélyes áramok folyhatnak a PE vezetékeken és az RS-232 kábel GND vezetékén keresztül. Ilyen esetekben a legmegfelelőbb szigetelt csatolókat használni.
2. Zaj:
Az RS-232-es rendszer az aszimmetrikus volta miatt nagyon érzékeny a különböző külső elektromos zavarokra. Ezt a zajt csökkenthetjük a kábel árnyékolásával, illetve kiküszöbölhetjük ha a jeleket szimmetrikus RS-422 vagy RS-485 rendszerre alakítjuk át.
3. Rövid átviteli távolság:
Az RS-232 rendszer +/- feszültségű jeleket használ.
A GND-hez képest negatí v feszültség a bináris 1 (MARK), a GND-hez képest pozití v feszültség pedig a bináris 0 (SPACE). A jelek átviteléhez megfelelően alacsony kapacitású kábelre van szükségünk, mivel az EIA/RS-232 szabvány szerint egy ér maximális kapacitása 2500 pF lehet, tehát megfelelő alacsony kapacitású kábellel ki lehet tolni a szabvány által maximum 15 méteres átviteli távolságot.
Az átlagos kábelek kapacitása 100 pF/m, a jobb minőségűeké pedig 40-50 pF/m.
A kábelen kí vül másik fő kapacitást befolyásoló tényező a túlfeszültség-levezető védő diódák, melyek kapacitása 500-1000 pF darabonként, de például a varisztorok kapacitása 15000 pF/darab ! Ebből kitűnik hogy a túlfeszültség-levezető áramkörök jelentősen csökkentik a használható kábelhosszúságot.
A 2500 pF kábelkapacitást csökkenti még 20 pF értékkel a vevő bemeneti kapacitása.

 

III. FEJEZET # RS-422

 

AZ RS-422 RENDSZER:


Az RS-422 egy szimmetrikus átviteli rendszer(pont-pont kapcsolat), melyet az RS-232 rendszernél nagyobb távolságokhoz és nagyobb adatsebességre terveztek. Minden fő áramkör két, nem közös földű vezetékkel rendelkezik. Az RS-422 szabvány kompatibilis a CCITT/ITU V.11 és X.27 előírással.
A rendszer legegyszerűbb formája amikor egy pár RS-232/RS-422 átalakítót használunk az RS-232 rendszer hosszabbítására. Az RS-422 átvitelt hálózatokban is lehet használni 10 résztvevőig, ha 1 adó és 10 vevő van a hálózatra csatlakoztatva.
Az RS-422 szabványt az EIA 1978-ban vezette be, legutolsó változata a TIA/EIA-422-B 1994-ben
jelent meg. A szabványban csatlakozótípus és bekötés nincs definiálva, csak a jelkarakterisztikák. A szabvány max. 1200 m adatátviteli távolságot enged meg, e távolság reálisan 1000 m, 115,2 kBd sebesség esetén, amennyiben meghajtóként egy PC kommunikációs portot használunk.
Az RS-422 adó kimeneti jelként +/-7V feszültséget állít elő mindegyik kimenetén. A vevő egység +/-200 mV jelet még érvényes jelként ismer el és fogadja azt.
Az RS-422 rendszernél a meghajtó mindig engedélyezett állapotban van, míg RS-485 rendszernél a meghajtónak három állapota van.
Az RS-422 hálózatot nem lehet igazi multidrop üzemmódban használni, mivel igazi multidrop
üzemmódban egy vonalon több adó és vevő található és ott ugyanabban az időpillanatban mindegyik résztvevő tud adni illetve venni adatot.
Lehetséges azonban az, hogy egy "kvázi négy-vezetékes multidrop" hálózatot létrehozzunk, melyet legtöbbször fél-duplex üzemmódban használnak. Ilyenkor egy Master küld parancsokat egy vagy több Slave-nek. Az RS-422 többrésztvevős rendszereket Broadcast Mode-nak is szokták nevezni.

 

RS-422 négy-vezetékes hálózat:

 

 

Mint azt már említettük RS-422 rendszernél 1 adó 10 vevőt tud meghajtani.
Az átvitt jelnek két állapota van, mégpedig a következőek:


- a, Ha a meghajtó "A" kivezetése negatív a "B"-hez képest a vonal logikai 1 (MARK vagy OFF) állapotú.
- b, Ha a meghajtó "A" kivezetése pozitív a "B"-hez képest akkor a vonal logikai 0 (SPACE vagy ON) állapotú.

Az RS-422 rendszer az átvitelhez sodrott érpárú vezetéket használ. Az állóhullám mentes jelátvitelhez a vezeték végét egy adott értékű ellenállással kell lezárni.
Az RS-422 rendszernél csak egy meghajtó van a buszon, ezért ha lezáró ellenállást használunk, azt a kábel végére, az utolsó vevőhöz lehető legközelebbi helyre kell elhelyezni.

 

A fenti grafika egy szerszámgép vezérlését mutatja be RS-422 rendszer esetén, úgy, hogy a
számítógép RS-232 portjához egy I-7520A RS-232<>RS-422 interfész konvertert csatlakoztatunk, s azt a szerszámgép vezérlőszekrényében található PLC RS-422-es portjával kötjük össze sodrott érpáron keresztül.

 

 

IV. FEJEZET # RS-485

 

AZ RS-485 RENDSZER:


Az intelligens, modern eszközök igénylik a kétirányú kommunikációt, erre a célra lett az RS-485 szabvány kifejlesztve. Fizikailag nem sokban különbözik az RS-422 szabványtól, és itt sincs csatlakozó formátum illetve bekötés meghatározva, csak jelkarakterisztikák.
Az RS-485 szabványt 1983-ban jelentette meg az EIA, és a szabvány legutolsó felülvizsgálata 1998 március 3.-án történt, a szabvány teljes neve TIA/EIA-485-A (PN-3498 Project Number), az európai változatának neve pedig ISO/IEC 8482. A szabványt 2003-ban mindenféle változtatás nélkül újra jóváhagyták.

Az RS-485 szabvány csak a "physikalische Layer"-t írja le, az ezen keresztül használt kommunikációs protokoll szabadon választható, pl. Profibus, Modbus RTU, BACnet, stb


A szabvány ugyanúgy a szimmetrikus átvitelt használja sodrott érpáron keresztül mint az RS-422, de ennél egy vonal páron több adó és vevő is lehet. Két vezetéken fél-duplex, négy vezetéken teljes-duplex összeköttetés valósítható meg, valamint itt 32 résztvevő lehet egy buszon (master vagy slave).
Ha az állomások száma meghaladja a 32-őt akkor vonalerősí tőket (repeater) kell használni a busz meghosszabbítására. A kommunikáció multi drop (üzenetszórásos) rendszerű az RS-422-vel szemben ami csak pont-pont kapcsolat, és az RS-485 rendszernél létezik egy az adáson és vételen kívüli állapot, amit harmadik állapotnak neveznek. Az RS-485 hálózat lehet két-vezetékes illetve négy-vezetékes. A maximium kábelhossz vonalerősítés nélkül 1200 m. Az RS-485 rendszer tipikus felhasználása, hogy egy számí tógép (Master) több címezhető készüléket (Slave) vezérel ugyanazon a vezetéken keresztül. Annak elkerülésére, hogy több adó kezdjen ugyanabban az időpontban a vonalon (buszon) adni, egy kitüntetett eszköznek, a Master-nek kell az adási jogot biztosítania, csak egy adó lehet aktív állapotban, minden más adónak magas impedanciájú állapotban kell lennie. A Master címzett parancsokkal (protokollal) szólítja fel a Slave-eket az esetleges adásra.


RS-485 négy vezetékes (teljes-duplex) multidrop hálózat:

 

Ennél a hálózatnál a Master adatjel kimenete össze van kötve az összes Slave adatbemenetével.
Valamint a Slave-ek adatkimenetei együtt a Master adatbemenetére vannak kötve.

 

RS-485 két-vezetékes (fél-duplex) multidrop hálózat - ez a leggyakrabban használt RS-485 hálózat:


A két-vezetékes rendszernél minden résztvevő minden másik résztvevővel tud adatot cserélni. A kétvezetékes rendszer fél-duplex hálózat, mivel csak egy átviteli út áll az adatcsere rendelkezésére, ezért egy időben mindig csak egy résztvevő tud adatot küldeni. Csak az adatküldés befejezése után tud például válaszolni egy másik résztvevő. A legismertebb két vezetéken alapuló RS-485 rendszer a PROFIBUS.

 

Az RS-485 rendszeren átvitt jelek logikai állapotai:
A-B < -0,3V = MARK = OFF = logikai 1
A-B > +0,3V = SPACE = ON = logikai 0
Az RS-485 rendszernél lezáró ellenállást kell tennünk a reflexiók csökkentése végett a kábel mindkét végére.

Fenti ábra 4 vezetékes bekötésű konvertereket használ 2 vezetékes módban, természetesen léteznek direkt 2-vezetékes RS-485 konverterek is, ezeknél értelemszerűen csak két adat kivezetés van.

 

V. FEJEZET # AZ RS-422 ÉS RS-485 RENDSZEREK HASZNÁLATA VALAMINT JELLEMZŐIK

 

KÁBELEK:


RS-422/485 hálózatnál sodrott (csavart) érpárt használnak a jel átvitelre mely lehet árnyékolatlan sodrott érpár (UTP Unshielded Twisted Pair) illetve árnyékolt sodrott érpár (STP - Shielded Twisted Pair). A csavarás amiatt kell, hogy a szomszédos érpárok jelei ne hassanak egymásra, ne lépjen fel interferencia, jelkisugárzás. Általában egy kábel négy darab egymástól méterenként eltérő csavarási számú érpárt tartalmaz. (Az eltérő csavarási szám amiatt szükséges, hogy maguk az érpárok ne hassanak egymásra, csökkenjen az áthallás, valamint minél több a csavarás száma méterenként, annál nagyobb a lehetséges átviteli sebesség és természetesen a kábel ára is ezzel arányosan növekszik.) Az árnyékolt kábel (STP) használatával szűkíteni tudjuk az esetleges zavarok fellépésének lehetőségét.


• Kábel jellemzők:


A sodrott érpárú kábelek fontos jellemzője a hullámimpedancia, a kapacitás valamint a vezetékátmérő.
A hullámimpedancia (Zo) 100Ω illetve 120Ω. Egy általánosan elterjedt téves nézet, hogy a kábel imedanciának 120Ω-nak kell lennie, holott a 100Ω hullámimpedancia a legtöbb esetben szintén megfelel, azonban a 120Ω impedanciájú kábelek alacsonyabb terhelése jól jöhet extrém átviteli távolságok leküzdésekor.
A felhasznált kábel söntkapacitás kisebb legyen mint 100 pF.
Az erek átmérőjét a gyárak általában AWG (American Wired Gauge) értékben adják meg. UTP kábeleknél általában ez 24AWG ami 0,51 mm2-nek felel meg, az RS-422/485 szabvány szerint az érkeresztmetszetnek nagyobbnak kell lennie mint 0,34 mm2.
A fentiekből láthatjuk, hogy egy jó minőségű UTP vagy STP kábel maximálisan megfelelő az RS-422/485 rendszerhez.
Bár árulnak kimondottan RS-422 és RS-485 kábeleket is, azok ára meglehetősen drága, és beszerzésük sem olyan egyszerű mint az UTP vagy STP kábeleké. Megjegyzendő még, hogy általában a Polyethylene szigetelésű kábelek csillalapítása jóval alacsonyabb mint a PVC szigetelésű kábeleké, ezért ha lehetséges Polyethylene szigetelésű kábelt használjunk.


• Árnyékolás:


Sokszor nehéz meghatározni, hogy szükségünk van e egyáltalán árnyékolt kábel használatára. A legtöbb esetben azonban az árnyékolt kábel ára csak minimálisan drágább, így mindenképpen megéri az alkalmazásuk.


• Erek száma:


Egy sokak által félreértett dolog az RS-485 rendszereknél, hogy egy pár vezetéken halad az adatforgalom, az egyik vezetéken oda a másik vezetéken vissza, ami természetesen nem igaz (ez NEM egy 20 mA-es áramhurok rendszer!). A "+" jel a harmadik létező és/vagy virtuális (föld) vezetéken halad.
Az adat az RS-422/485 rendszereknél az A és B vezeték közötti relatív feszültségként jelentkezik.
Amennyiben VA > VB akkor az adat bináris 1, ha VA < VB akkor az adat bináris 0.

Fentiekből kitűnik, hogy a kábelrendelésnél illetve tervezésnél sokszor elfelejtik a testkábelt is beleszámítani az erek közé. Egy extra érpárt még hozzá kell számítani (UTP), hogy elegendő vezetékünk legyen a jel testhez is.

Tehát például egy két-vezetékes rendszert az alábbiak szerint állíthatunk össze:


- két sodrott érpárú kábelt használunk, az egyik pár egyik erét a testhez,
- egy árnyékolt sodrott érpárt használunk, az árnyékolást a testhez (1MHz-ig használható, pl. 9600 Baud = 0,01 MHz, és általában csak szigetelt készülékeknél ajánljuk),
- egy sodrott érpárt használunk és egy plusz kiegészítő testkábelt.

 

• UTP kábelkategóriák:

 

  • UTP Cat. 1. - telefonvonalak
  • UTP Cat. 2. - 4 Mbit/s-os adatátvitel
  • UTP Cat. 3. - 10 Mbit/s-os adatátvitel
  • UTP Cat. 4. - 20 Mbit/s-os adatátvitel
  • UTP Cat. 5. - 100 Mbit/s-os adatátvitel


RS-422/485 rendszereknél Cat.5  kábeleket használnak (EIA/TIA/ANSI 568 szabvány szerint). A kábel maximális sönt kapacitása 100 pF/m, impedanciája pedig 100 vagy 120 Ω.

 

A KÁBEL KAPACITÁS ÉS AZ ADATSEBESSÉG ÖSSZEFÜGGÉSE:

 

 

AZ ADATÁTVITELI SEBESSÉG ÉS A KÁBELHOSSZÚSÁG ÖSSZEFÜGGÉSE:


Az RS-485 szabvány szerint a maximális adatátviteli távolság 1200 m, és a maximális adatátviteli sebesség 10MBps. Azonban a 10MBps sebességen nem tudunk adatot átvinni 1200 m távolságra, hanem csak sokkal rövidebb távra. Minél nagyobb az adatátviteli sebesség annál kisebb az átviteli távolság. 
Az alábbi ábra bemutatja az adatátviteli sebesség és a kábelhossz összefüggését.

 

 

TELJES-DUPLEX ILLETVE FÉL-DUPLEX ÜZEMMÓD:


Teljes-duplex (négy-vezetékes) RS-485 üzemmód:
Teljes-duplex üzemmódban minden időpillanatban , mindkét irányban tud adatátvitel történni. Két sodrott vezetékpárt használunk, egy párt az adásra, és egyet a vételre. A Tx párt használja a Master a Slave-vel történő kommunikációra, míg az Rx páron küldi vissza a Slave a válaszát.

Fél-duplex (két-vezetékes) RS-485 üzemmód:
Fél-duplex üzemmódban is tud a jel mindkét irányban folyni, de itt egy adott időpillanatban csak egy irányban valósulhat meg adatátvitel, tehát először megtörténik az adás, majd utána a vétel.

 

RS-485 BUSZ LEZÁRÁS (LEZÁRÓ ELLENÁLLÁS, TERMINATION-RESISTOR):


Adatátvitel esetén minden vezeték késlelteti az elektromos jeleket. Kedvező esetben a vezetékek
bármelyik pontját is ragadjuk ki, akkor minden ponton időben periodikus, azonos amplitúdójú
feszültségeket tudunk mérni. Ez akkor fordul elő, ha a vezeték végét egy adott értékű ellenállással zárjuk le. Ilyenkor a vezeték haladóhullámot közvetít. Ha nem kapcsolunk a vezeték végére ellenállást akkor az reflexióforrást jelent, és állóhullám alakul ki, azaz a vezeték mentén feszültség maximum és minimum helyek alakulnak ki, az ennek megfelelő áramokkal.

Ilyen esetben a jelátvitel romlik, mert a jelfeszültség megváltozik és torzulások, zavarok keletkeznek.
Tehát állóhullám mentes jelátvitelhez a vezetékeket a hullámellenállással azonos értékű ohmos ellenállással le kell zárni, ezt illesztett lezárásnak nevezzük. Amennyiben a lezáró impedancia értéke eltér a hullámellenállással azonos, ideális értéktől, akkor is reflexiók lépnek fel, az ilyen esetet illesztetlenségnek nevezzük.
Lezárást nem kell alkalmaznunk alacsony adatsebesség (200 kBd) és rövid átviteli távolság (kb. 300 méter) esetén, illetve ha a jelátvitel ideje a kábelen kevesebb mint egy fél bit ideje.

 

A lezárásnak különböző lehetőségei vannak.


Az általunk használtat párhuzamos lezárásnak nevezik. Ilyenkor egy ellenállást kötünk párhuzamosan az "A" és "B" adatvonalra mely ellenállás értéke megegyezik az adatátvitelre használt kábel hullámellenállásával, melyet a kábelgyártó cég a kábel adatlapján feltüntetett (általában 100-120 Ω). Amennyiben nem akarunk különböző értékű ellenállásokat raktározni akkor ilyen lezáró ellenállás elem kész termékként is kapható pl. az SG-785 típusú modul, melynél a lezáró ellenállás értéke DIP kapcsolókkal 15 lépésben állítható 65 - 560 Ω között.

Ez az érték a kábel valódi impedanciáját veszi alapul, és nincs összefüggésben a vonal hosszúságával. Lezáró ellenállásként 90 Ω-nál kisebb értéket nem használnak. A lezáró ellenállás helye az adatvonal legvégén van, és nem használunk több mint kettő lezárást (amennyiben nem használunk vonalerősítőt).
A párhuzamos lezárás magas adatátviteli sebességet és kiváló jelminőséget eredményez.

Amennyiben AC lezárást akarunk használni, akkor a 120 Ω ellenállással sorba kell kötnünk egy 1000 nF-os kondenzátort. Ilyenkor a kondenzátor egy DC blokkolóként van bekötve, kiszűri a nagy DC lökéseket a hálózatból. (Ezt a fajta megoldást nem használják gyakran, de elképzelhető, hogy egyes esetekben segítséget nyújthat.) Ezt az AC lezárást alacsony adatátviteli sebességnél szokták használni, valamint port által táplált konvertereknél.
Az alábbi rajzok bemutatják a lehetséges lezárásokat:

 

 

AZ RS-485 HÁLÓZAT ELŐFESZÍTÉSE (BIASING-RESISTOR) FEL éS LEHÚZÓ ELLENÁLÁSOK:


Amennyiben egy RS-485 hálózat inaktív, kikapcsolt állapotban van, akkor minden résztvevő vételi állapotban található. Minden meghajtó harmadik állapotba (TRI-STATE ®) kerül.(A TRI-STATE® a National Semiconductor Corp. bejegyzett védjegye.) Mivel nincs meghajtó a vonalon, annak állapota ismeretlen, és ilyenkor amikor nincs adatforgalom a vonalon, az elkezd lebegni és a lebegő vonalak rosszak, mert különösen érzékenyek a különböző zajokra, zavarokra, és ez a kommunikáció teljes megszakadásához is vezethet. Amennyiben a vevők "A" és "B" bemenetén a bemeneti jel feszültségszintje kisebb mint ±200 mV, akkor a vevő kimenetén a logikai szint ugyanolyan magas mint ami az utolsó vett bit értéke.
Ennek a sajátos kikapcsolt állapotnak a fenntartásához, a vonal logikai 1 inaktív állapotban tartásához és a lebegés megszüntetéséhez előfeszítő ellenállásokat kell alkalmazni.
Ezeket a előfeszítő ellenállásokat az alábbi ábrán láthatjuk:

 

 

A fenti ábra két-vezetékes üzemmódra vonatkozik, négy-vezetékes üzemmódnál az előfeszítő más néven fel és lehúzó ellenállásokat a vevő vonalhoz kell tenni.
Az előfeszítő ellenállások értéke függ a lezárástól és a résztvevők számától. A lényeg, hogy elegendő
DC kiegyenlítő áramot tudjunk generálni a hálózaton (min 200 mV ) az A és B adatvonal között. Az alábbiakban bemutatunk két példát az előfeszítő ellenállás kiszámítására. Az esetek 90%-ában az
integrált meghajtó áramkörök tápfeszültsége + 5 V, így ezzel számoltunk.

1. példa: 10 résztvevős RS-485 hálózat, 120 Ω lezáró ellenállással.
Mindegyik RS-485 csomópont terhelő impedanciája 12 kΩ. 10 résztvevő párhuzamosan kötve 1200 Ω.
Ezenkívül hozzáadjuk még a két 120 Ω-os lezáró ellenállást párhuzamosan, ami plusz 60 Ω. A kettő végösszege együtt összesen 57 Ω. A 200 mV fenntartásához az A és B vonal között, 3,5 mA kiegyenlítő áramra van szükségünk.
Az előfeszítés létrehozásához 5 V tápfeszültségnél 1428 Ω soros terhelő ellenállásra van szükségünk.
Mivel az előzőekben kiszámítottuk, hogy 57 Ω ellenállásunk már van, azt kivonva az 1428 Ω-ból, kijön, hogy a maradék 1371 Ω. Ezt kettéosztva a tápfeszültség elé és a föld felé kijön, hogy a fenti esetben két darab 685 Ω-os előfeszítő ellenállásra van szükségünk.

 

2. példa: 32 résztvevős RS-485 hálózat lezáró ellenállás nélkül.
Mindegyik RS-485 csomópont terhelő impedanciája 12 kΩ. 32 résztvevő párhuzamosan kötve összesen 375 Ω. A 200 mV létrehozásához a 375 Ω-on keresztül szükségünk van 0,53 mA áramerősségre.
Ezen áram generálására 5 V tápfeszültséggel számí tva 9375 Ω ellenállásra van szükségünk. A 375 Ω-os 32 résztvevőből számított ellenállást levonva a 9375 Ω-ból, kijön, hogy 9 kΩ-os ellenállásra van még szükségünk. Ezt az ellenállást bárhova betehetjük a hálózatba, vagy szétoszthatjuk a résztvevők között. A felhasznált előfeszítő ellenállásnak egyenlőnek illetve kisebbnek kell lennie mint a kiszámított érték.
Az általunk gyártott és forgalmazott konverterekben a legtöbb esetben az előfeszítő ellenállás értéke 4,7 kΩ.
Ez az érték általában a legtöbb lezárás nélküli hálózatnál megfelel.
Egy nagy RS-485 hálózat tervezésekor mindenképpen ki kell számítani az előfeszítés értékeit, mert elhagyása esetén hibák léphetnek fel. Ha túl nagy előfeszítő ellenállást használunk, akkor túl nagy a terhelés a meghajtókon. Ha túl kis ellenállást használunk, akkor a rendszer zajérzékeny lesz, illetve teljes adatkiesés is felléphet.

TESTELÉS ÉS FÖLDELÉS:

Mint már az előzőekben említettük az RS-485 rendszereknél az egyik legtöbb félreértést az okozza, hogy csak két vezetékre van szükség az adatátvitelhez.
Ez nem igaz és az EIA/RS-485 szabvány is így fogalmazza meg a működés kritériumait:
- Az adó és vevő áramkörök megfelelő működéséhez szükség van egy jel visszaútra a készülék áramköri földelése és a csatlakozás mindkét vége között. Ez létrejöhet egy harmadik vezetéknek a felhasználók testéhez való csatlakoztatásával, vagy mindegyik felhasználónak a földelésével (PE).

Az összekötés létrejöhet úgy is, hogy nem egy másik sodrott érpár egyik vezetékét használjuk testvezetéknek, hanem az STP kábel árnyékolását használjuk fel e célra, ezt 1 MHz frekvenciájú jelig tehetjük meg (9600 baud például 0,01 MHz), és általában csak szigetelt konvertereknél használják.

Az árnyékolást mindig vezessük végig az az egész vonal hosszán, mivel ha valahol megszakítjuk, akkor az egész árnyékolás értelmét veszti. Az árnyékolás földelésénél tartsuk be a "single point grounded" jelszót (csak egy helyen földeni), mivel ha több helyen földeljük le, akkor felléphet az a veszély, hogyzavaró és veszélyes áramok folyhatnak az árnyékoláson és a földhurkon keresztül. Minden esetben tartsuk be a készülékgyártó előírásait, és vegyük figyelembe a 230/400 V-os hálózat kialakítását is.
Ha a jelföldet a helyi földeléssel össze akarjuk kötni, akkor az RS-422/485 szabvány előírásai szerint egy 100Ω-os ellenállást kell a kettő közé sorba kötnünk a létrejövő áramok korlátozása végett.

Az alábbi ábrán egy olyan két vezetékes RS-485 hálózatot mutatunk be, ahol fenti megoldásokra példákat látunk.

 

Fenti rajz ismertetése:

  • MASTER: Egy átlagos irodai PC egy RS-232 COM porttal. A PC az EN61557 szabvány szerint földelve védőföldeléssel. A készülék test és a belső digitális áramkörök teste közösítve van a szabvány szerint, és az is a védőfölhöz van kötve. A PC SUB-D COM portjához egy I-7520AR (SEIK) RS-232<>RS-422/485 szigetelt konverter csatlakozik, ezen keresztül vezérli a PC a felépített busz rendszert. Az I-7520AR galvanikusan leválasztja a buszról a PC-t. A konverter RS-485 oldala le van földelve, valamint egy 100 Ω-os ellenálláson keresztül a számítógép készülékházával is össze van kötve. Az egyik 100 vagy 120 Ω-os lezáró ellenállást a busz ezen oldalára kell elhelyezni. A buszon az RS-485 jel vagy a földelésen, vagy a GND vezetéken haladhat.

 

  • SLAVE-A: Egy CNC forgácsológép van egy I-7520AR (SEIK) konverteren keresztül bekötve a hálózatba. A forgácsológép az EN61557 szabvány szerint a 230 V-os betápláláson keresztül le van földelve. A SEIK konverter GND kapcsa össze van kötve a MASTER, a SLAVE-B és a SLAVE-E GND (test) kapcsával egy 100 Ω-os ellenálláson keresztül. Az RS-485 jel visszaútja ezen a GND vezetéken keresztül biztosított.

 

  • SLAVE-B: A GND pontja össze van kötve a MASTER, a SLAVE-A és a SLAVE-E GND pontjával, ez a jel visszaút.

 

  • SLAVE-C: A GND pontja le van földelve, a jel visszaút a MASTER fele ezen a földelésen keresztül biztosított.

 

  • SLAVE-D: Egy SEIK konverteren keresztül a buszra csatlakoztatott PLC. A PLC le van földelve az EN61557 szerint. A SEIK konverter is le van földelve egy 100 Ω-os ellenálláson keresztül. A jel visszaút így biztosított.

 

  • SLAVE-E: A PLC GND össze van kötve egy 100 Ω-os ellenálláson keresztül a MASTER-rel, a SLAVE-A, SLAVE-B-vel. A jel visszaút így biztosított. A másik lezáró ellenállást itt helyeztük el, hiszen ez a busz vége.

 

RS-485 HÁLÓZATI KIALAKÍTÁSOK:


Az alábbi ábra bemutatja a lehetséges hálózati topológiákat.

A legjobb hálózati megoldás az 5. számmal jelzett "Daisy chain".
Ahány résztvevőt csatlakoztatunk a hálózathoz, annyi külön kábelvég szakasz jön létre. Amennyiben minimalizáljuk e kábelvégek hosszúságát, úgy azzal csökkentjük az átviteli vonalon létrejöhető problémák számát is. Szabványos meghajtóknál ne használjunk 15 m-nél hosszabb kábelvég bekötéseket, a legjobb megoldás ha a lehető legrövidebb kábelt használjuk.                E problémák szinte teljesen kiküszöbölhetők a Daisy chain hálózati kialakítással.

 

RS-485 HÁLÓZAT HARMADIK ÁLLAPOT KONTROLLJA AZ "RTS" JEL HASZNÁLATÁVAL:


Az RS-485 hálózatoknál a meghajtót le kell tudni kapcsolni az átviteli vonalról, ha nincs szükség az átvitelre.
Régebbi gyártású RS-232<>RS-485 konvertereknél illetve RS-485 kártyáknál leggyakrabban az RS-232 RTS jelet használják az RS-485 meghajtó engedélyezésére, ezt aktív duplex kontrollnak is hívják. Az RTS vonal magas állapotban (logikai 1, MARK vagy OFF) engedélyezi az RS-485 meghajtót. Az RTS vonal alacsony (logikai 0, SPACE vagy ON) szintre történő állításával a meghajtó harmadik állapotba kerül. Ennek eredményeként lekapcsolja a meghajtót a buszról, így elismerve egy másik csomópontot az átvitelre ugyanazon a vezeték páron. 

 

RS-485 két-vezetékes multidrop rendszereknél minden csomóponti vevő csatlakoztatva van a vonalra.
A vevő ilyenkor gyakran úgy van beállítva, hogy vegye az adatátvitel visszhangját (echo). Ez több rendszernél kívánatos, míg másoknál nincs rá szükség. A általunk használt konverter használati utasítása felvilágosítást ad ilyen esetekben, megnézhetjük hogy a vevő "engedélyező" funkciója be van-e kötve.

Az újabb gyártmányoknál szinte minden esetben már automatikus adatvezérlést használnak, erről bővebben a VII. fejezetben olvashat.  

 

A HÁLÓZATOK VÉDELEMÉNEK KÜLÖNBÖZŐ MÓDOZATAI:

 

  • Elszigetelés

Elszigetelésről akkor beszélünk, ha a készülékek egymástól galvanikusan el vannak választva.

Az elválasztás történhet elválasztó transzformátorok, vagy optikai jelátalakítók , illetve száloptikai kábelek által.
Az RS-422/485 rendszereknél az optikai jelátalakítók (optocsatolók) használata a legáltalánosabb, így szigetelik el a hálózattól a Master vagy Slave készülékek I/O portját.
Az optikai jelátalakító egy olyan integrált áramkör, ami az elektromos jelet átalakítja fénnyé, majd vissza alakítja elektromos jellé. Általában 1000-2500-3000 V feszültségszintig szigetelnek.

Szigetelt interfész konverterek használatakor akkor kapjuk meg a teljes elszigetelést, ha a tápfeszültség oldalon is megfelelően elszigetelt tápegységet használunk. Pl. I-7520R, I-7520AR

 

  • Söntölés


A söntölés célja, hogy az esetlegesen létrejövő veszélyes áramokat elvezesse a föld felé, mielőtt azok még elérnék az adatkapcsokat. Kimondottan erre a célra árulnak diódákat, illetve gáztöltésű csöveket.
A diódák közül a legismertebbek a TransZorb® márkanevűek (General Semiconductor Industries Inc. gyártmány).
Ezeknél a diódáknál figyelni kell arra, hogy nagy kapacitív terhelést jelentenek a hálózat számára, ezért azt csak rövidebb hosszra lehet méretezni. Ezeket az eszközöket megfelelő átmérőjű és lehetőleg rövid kábelekkel kell a földhöz csatlakoztatni, megfelelően alacsony impedanciájú kábelt kell használni, és a helyi földelésnek is szabványos értéknek kell lennie. Erre azért van szükség, mert hiba esetén nagy áramok folyhatnak a föld felé.
Söntölő eszközöket általában minden adatvonal, és a föld közé szokták bekötni. Általában csak egyszer lehet őket használni, mert működésük a tönkremenetelükkel is együtt jár.

 

  • Söntölés és biztosíték együttes használata

Ebben az esetben , ahogy az alábbi ábrán látható, az adatvonalakba és a testvonalba, egy-egy 125 mA-es biztosítékot kötünk sorosan, a biztosíték ilyenkor azelőtt olvad ki, mielőtt tönkremenne a söntölést létrehozó egység.

 

 

A KÜLÖNBÖZŐ VÉDELMEK ÖSSZEHASONLÍTÁSA:

 

RS-422/485 CSATLAKOZÓ KIALAKÍTÁSOK:

 

Mivel sajnálatos módon sem az RS-422, sem az RS-485 szabvány nem írja elő a használható csatlakozó típusát és annak lábbekötéseit, ezek gyártónkét teljesen különbözők lehetnek. A leggyakrabban használt csatlakozótípusok a D-SUB 9 (DB9) csatlakozók, és a sorkapcsok.

Az alábbiakban leírunk pár jelölési lehetőséget:

 

  • Az "A" kivezetést általános esetben össze kell kötni "A"-val, vagy "+", vagy "Y" vagy "High" kivezetéssel.
  • A "B" kivezetést általános esetben össze kell kötni "B"-vel, vagy "-", vagy "Z" vagy "Low" kivezetéssel.

 

Amennyiben a fentiekkel ellentétes jelöléseket találunk, akkor egy voltmérő segítségével , nyugalmi állapotban (tehát amikor nincs adatforgalom) ki tudjuk mérni a jelöléseket. Ilyenkor az "A" vonal potenciálja mindig negatívabb mint a "B" vonal potenciálja.

A fentiekből látható, fontos hogy mindig tanulmányozzuk át a gyártó által a készülékhez adott leírást, mivel csak így tudjuk megfelelően a bekötéseket elvégezni. Hibás bekötés a jelek invertálásához vezethet, de ez nem teszi tönkre a készüléket.

 

VI. FEJEZET # PORT ÁLTAL TÁPLÁLT KONVERTEREK HASZNÁLATA

BEVEZETÉS:


Mielőtt port által táplált konvertert használunk két dolgot át kell két gondolnunk,  mégpedig azt

- hogy rendelkezésre áll e az RS-232 porton a megfelelő teljesítmény

- és hogy mennyi az RS-422 vagy RS-485 rendszer teljesítményfelvétele.


Egy port által táplált konverter használata esetén a teljesítményfelvételt az alábbi tényezők okozzák:

  • 1, A konverter RS-232 oldalán lévő kábel (ha van ilyen)
  • 2, Az RS-422 vagy RS-485 rendszeren használt lezáró ellenállások
  • 3, Az RS-422 vagy RS-485 kábel
  • 4, Maga a konverter

Amennyiben feltételezzük, hogy az RS-232 oldalon található kábel rövidebb mint 1,8 méter, akkor az ezen létrejövő teljesítményveszteség elhanyagolható. Egy átlagos port által táplált konverter teljesí tményfelvétele 50 mW. Az alábbi ábra bemutatja a teljesítményfelvételt 600 m illetve 1200 m kábelhossz esetén, amennyiben az átviteli vonal lezáró ellenállás nélkül működik.

A fenti ábrán világosan láthatjuk, hogy ahogy a vonali teljesítmény nő, úgy nő az adatátvitel sebessége is. A fenti ábrán vázolt hálózat esetén a használt sodrott érpárú vezeték jó minőségű Polyethylene szigetelésű kábel volt.
Maga a konverter természetesen akkor veszi fel a legnagyobb teljesítményt ha az RS-422 vagy RS-485 hálózaton adatátvitel történik. A lezáró ellenállások teljesítményfelvétele is jelentős érték, egy nagyon rövid átviteli vonal esetén körülbelül 75 mW.
Azonban ha az RS-422 vagy RS-485 hálózat rövid távolságon, vagy alacsony sebességen működik nem szükséges lezáró ellenállást használni. Alacsony sebességről 200 kbps esetén beszélünk, vagy amennyiben a kábel késleltetés (idő szükséges egy elektromos jel átvitelére a kábelen) lényegesen kevesebb mint egy bit szélesség.
A legtöbb 1200 m-nél rövidebb kábel esetén és 19,2 kbaud vagy ennél kisebb sebesség esetén nem szükséges lezáró ellenállásokat használni.
Az RS-232 port egy korlátolt teljesítményt tud nyújtani más készülékek számára (leggyakoribb esetben az egér számára).
Ezen teljesítménynyújtás függ a kimeneti vonalak számától, állapotától (logikai 1 vagy 0), és az RS-232 interfész meghajtó integrált áramkör típusától.

 

SOROS PORT MEGHAJTÓ IC TÍPUSOK:


Az RS-232 soros port interfész meghajtó IC-ket három fő típusra oszthatjuk:

  • 1.) Meghajtók, melyek megkövetelik a + és - tápfeszültség ellátást, mint például a 1488 szériájú IC-k.
  • 2.) Alacsony tápfeszültségű (3,3 V) és alacsony teljesítményű meghajtókat EIA-562 szabvány szerint. Ezeket használják laptop és notebook típusú számítógépeknél.
  • 3.) Alacsony teljesítményű meghajtók, melyek + 5 V tápfeszültségről működnek. Ezek egy belső egységgel (Charge Pump) rendelkeznek a feszültség átalakítására. A legtöbb ipari mikroprocesszoros vezérlés ezt a típusú meghajtót használja (pl. MAX 232, SP 232, ICL 232, stb.)

Az alábbi táblázat bemutatja a fent felsorolt RS-232 meghajtó típusok összehasonlítását:

 

 

A megfelelő RS-232 meghajtó IC típusok a port táplálta konverterek használatára a 1488 és a Charge Pump típusok.
Az általunk használt számítógépben található RS-232 meghajtó IC tí pusát az alábbiak szerint állapíthatjuk meg:
Ehhez kössünk agy 3 kΩ értékű (1/4 W) ellenállást a meghajtó kimeneti vonal és a jel föld közé (SUB-D 25 pólusú csatlakozó esetén a 2. és 7. láb,  SUB-D 9 pólusú csatlakozó esetén a 3. és 5. láb közé), és mérjünk rajta feszültséget (V OUT) pozitív és negatív tartományban.


Az alábbi felsorolásból megtudhatjuk, hogy az általunk mért feszültség érték milyen meghajtó IC típust takar.

  • 1488 meghajtó IC esetén : +/- 9 V < V OUT <+/- 11 V
  • EIA-562 meghajtó IC esetén : +/- 3,7 V < V OUT <+/- 5 V
  • Charge Pump meghajtó IC esetén : +/- 7,5 V < V OUT <+/- 8 V

RS-232 VISSZAHURKOLT (KÉZFOGÁSOS) ÁLLAPOT:


Sokszor szükség van a visszahurkolt kapcsolatra, ilyenkor az RTS vonal össze van kapcsolva a CTS vonallal. Ez a visszahurkolt kapcsolat bemeneti vonalanként kb. 8,2 mW teljesí tményt vesz fel. Ennek a visszahurkolt kapcsolatnak az az egyedüli indítéka, hogy bizonyos szoftvereknek szüksége van az RTS-CTS kapcsolatra ahhoz, hogy megfelelően működjenek. Amennyiben port táplálta konvertert akar használni ha lehetséges, ki kell cserélni a szoftvert olyan típusúra amelyik nem igényli ezt a visszahurkolt kapcsolatot. Figyeljen arra is, hogyha egy port táplálta konvertert nem egyből az RS-232 portba csatlakoztatja, hanem egy összekötő kábelt használ, akkor ebben a kábelben gyárilag is össze lehet hurkolva az RTS-CTS és DTR-DSR-RI vonal, ilyenkor vagy vágja át ezeket az átkötéseket, vagy cserélje ki a kábelt egy megfelelőre 1:1 bekötésű kábelre.

 

 

A fenti ábra egy általunk gyártott port táplálta konverter belsejét mutatja, láthatjuk a rajzon, hogy az adatvonalak össze vannak hurkolva, ha a szoftver szempontjából ez nem szükséges akkor az összekötéseket (fóliákat) átvághatjuk egy éles késsel, így nagyobb teljesítményt tud leadni a COM port.

 

ÖSSZEFOGLALÁS:


Tehát port táplálta konverterek esetén figyeljen az alábbiakra:

  • Minden port meghajtó vonalat csatlakoztasson a konverterhez.
  • Ellenőrizze, hogy a port egyáltalán meg tudja-e hajtani a konvertert. (Milyen a meghajtó IC típusa ?)
  • Legyen minden nem használt port meghajtó vonal pozitív állapotban.
  • Ne használjon lezáró ellenállást az átviteli vonalon, ha az nem szükséges.
  • Ne használjon visszahurkolt összekötést, ha az nem szükséges.

A legtöbb esetben azonban mindenfajta külső beavatkozás nélkül működni fog a port táplálta konverter!

 

VII. FEJEZET # AUTOMATIKUS RS-485 adatvezérlés

 

BEVEZETÉS:


Az RS-485 rendszereknél az RTS (V.fejezet) kontrollal nem mindig oldható meg, a vevő és adó vezérlése két-vezetékes rendszernél .

Az újabb RS-485 konvertereknél ezt teljesen automatikusan oldják meg. Az automatikus adatvezérlést különböző képpen hívják a gyártók, az ICP DAS ICP CON RS-485 konvertereknél pl. Self Tuner elnevezést használnak. Ilyen konverterek használatánál nem kell foglalkoznunk sem az adatirány sem az adatsebesség vezérlésével mivel az teljesen automatikusan történik.    A vezérlést egy direkt erre a célra készített és a konverterbe beépített speciális áramkör végzi, használatukkal nem kell a szoftvereken változtatni, ezért ideálisak pl. olyan Windows alapú SCADA alkalmazásoknál, ahol nem lehet a már előzőekben említett RTS kontrollt használni.

MŰKÖDÉSI ELV:


Az automatikus adatvezérlő áramkör egy speciális IC felhasználásával készül, mely érzékeli az adatjel első bitjét az RS-232 oldalon majd engedélyezi az adót, és tiltja a vevőt. Emellett figyeli az adatsebességet és azt is automatikusan beállítja.

 

Az ICP DAS gyárt olyan konvertereket is ahol az automatikus sebességbeállítás helyett mi magunk állíthatjuk be a konverter sebességét egy kapcsoló segítségével: I-7520U és tM-7520U

 

VIII. FEJEZET -  SOROS PORT HOSSZABBÍTÁSA RS-232 - RS-422 KONVERTEREK SEGÍTSÉGÉVEL

 

Kérdés:
Meg szeretném hosszabbítani az RS-232-es portomat (vonalamat) RS-422-es konverterek segítségével. Hogyan kössem be őket ?
Válasz:
Attól függ, hogy milyen készülékeket szeretne csatlakoztatni, DTE vagy DCE kialakítású készülékeket. Attól is függ, hogy a készülékek használatához mennyi soros jel szükséges.
Ezen leírás akkor használható, ha csak Rx (vétel) és Tx (adás) jeleket használ a készülék.

1. számú eset / DTE <> DCE /


A hosszabbítani kívánt készüléket a hosszabbítás előtt direkt csatlakoztatjuk a soros portba. A PC soros RS-232-es portja DTE-kén van konfigurálva, tehát a készülék amit direkt csatlakoztatni tudunk hozzá DCE konfigurációjú. Ennél a megoldásnál az elsőRS-422-es konvertert vagy direkt bedugjuk a soros portba, vagy egy általános 1:1-es bekötésű összekötőkábelt használunk a csatlakoztatáshoz.
A két konvertert sodrott érpárú kábellel összekötjük, majd a másik konvertert egy null modem kábelen keresztül kötjük össze a hosszabbítandó készülékkel. Azért kell a null modem vagy a null modem kábel, mert a konverter RS-232-es oldala DCE-ként van konfigurálva, és a készülék is DCE konfigurációjú, tehát simán 1:1-ben nem köthetjük őket össze egymással.

 

 

 

 

2. számú eset / DTE <> DTE /


A hosszabbítani kívánt készüléket a hosszabbítás előtt egy null modem kábel segítségével lehetett a számítógéphez csatlakoztatni, mivel a készülék és a PC is DTE konfigurációjú.
Ennél a megoldásnál az elsőRS-422-es konvertert vagy direkt bedugjuk a soros portba, vagy egy általános 1:1-es bekötésűkábelt használunk a csatlakoztatáshoz. Az eredeti null modem kábelt nem használjuk !
A két konverter RS-422-es oldalát megfelelően összekötjük, majd a második RS-422-es konverter soros portját vagy simán a készülékbe dugjuk, vagy egy 1:1-es bekötésű, normál kábelt használunk a bekötéséhez.

 

3. számú eset / nem ismerjük a készülékeket /


Ebben az esetben nem ismerjük a készülékeket, nem tudjuk hogy DCE illetve DTE konfigurációjúak.
Ekkor szükségünk van egy voltmérőre a bekötés meghatározásához. Induljunk ki abból az esetből, hogy mindkét készüléknek SUB-D9-es mama típusú csatlakozója van. Azt tudjuk, hogy a konverter DCE bekötésű, tehát ha tápfeszültséget adunk rá, akkor az RS-232-es kimenet a GND-hez (test) mérten negatív DC feszültségű lesz. Tehát vesszük az ismeretlen készüléket, bekapcsoljuk és feszültséget (DC) mérünk az 5-ös láb (test) és a 3-as láb között. Ha itt negatív előjelűfeszültséget mérünk (általában –3 VDC és –11VDC közöttit), akkor csatlakoztathatjuk a konverterhez. Ez a csatlakozás így működni fog. Amennyiben nincs feszültség a 3-as lábon, akkor mérjünk a 2-es lábon. Amennyiben itt mérünk negatív feszültséget, akkor null modem kábelen keresztül kell bekötni a konvertert.
*Az ábrákon nem tüntettük fel a tápegységeket, melyek a konverterek táplálásához természetesen szükségesek. Port által táplált konverterek használata esetén szükség van kézfogásos jelekre is.

 

 

IX. FEJEZET - SOROS PORT TESZ (RS-232/422/485)

Hurok teszt (RS-232)

 

Amennyiben valamilyen oknál fogva nem működik a soros port, vagy a soros port hosszabbítás vagy az RS-422/485 konverter akkor egy egyszerűen elvégezhető teszt segítségével kiszűrhetőek a hibák.

 

A teszt elnevezése hurok teszt (Loopback Test) és arra szolgál, hogy ugyanazon a soros porton kiküldjünk és vegyünk adatokat.

Szükségünk lesz arra hogy egy speciális kábelt vagy csatlakozót készítsünk, vagy magán az eszközön is megcsinálhatjuk az összekötést.

 

RS-232 port tesztelésénél (mindegy hogy 9 vagy 25 pólusú csatlakakozó) a 2 és 3 lábat kell egymással átkötni. 

RS-422/485 (4-vezetékes) konvertereknél és port tesztelésnél az alábbi lábakat kell átkötni:

  • RD(A)- kössük össze a TD(A)- lábbal
  • RD(B)+ kössük össze a TD(B)+ lábbal

Más jelölésnél:

  • T+ >> R+
  • T- >> R-

 

A tesztre a Windows Hyper Terminál programot használjuk. Ez a program Windows 10-ig mindegyik Windows operációs rendszerben megtalálható, viszont a 10-ből sajnos kihagyták.  Ha Windows 10-et használunk akkor az alábbi linken letölthetjük a programot és futtathatjuk. (zip fájl) 

Letöltés (jobb egér gomb, mentés másként)

 

Futtassuk a Hyper Terminalt.

Hozzunk létre egy új kapcsolatot: 

Írjuk be névnek a "Kapcsolat adatai/Connection Description" mezőbe hogy Loopback Test és kattintsunk az OK-ra.

 

 

Válasszuk ki a "Csatlakozás ezzel/Connect To" ablakban a legördülő menűben azt a soros portot [COM...] amit ki szeretnénk próbálni.

 

 

A COM port beállításánál állítsuk be az alábbiakat, az "Átvitel vezérlésnél/Flow Control"-nál a legördülő menűben állítsuk be hogy "Nincs/None", majd kattintsunk az OK-ra.

 

Az alábbi képernyő fog megjelenni de üresen. 

 

Próbáljuk ki a COM portot úgy hogy nincs semmi rádugva. Üssünk le pár karaktert a billentyűzeten és mint látjuk a képernyő üresen fog maradni. 

Majd csináljuk meg a fentiekben említett átkötés valamelyikét . Most is üssünk le pár karaktert vagy szöveget és látni fogjuk, hogy az megjelenik a képernyőn. Tehát az ilyenkor az adás lábon kiküldött információ (jelen esetben a beírt karakterek/szöveg) visszaérkezik ugyanazon a porton a vétel lábon. Az ábrán a "Loopback test verified" feliratot gépeltük be. 

Így már biztosak lehetünk abban, hogy a számítógép vagy konverter soros portja megfelelően működik.

Ez a tesz elvégezhető virtuális soros portos USB <>RS-232/422/485 konvertereknél, soros- ethernet konvertereknél is.

2-vezetékes RS-485 konverternél fenti teszt nem működik mivel az fél-duplex átvitelt használ. 

 

A következőkben leírjuk azt , hogy hogyan kell kipróbálni fenti módszerrel az I-7520/tM-7520 sorozatú (illetve bármilyen más típusú) RS-232 - RS-422/485 konvertereket.

 

Egy darab I-7520A/AR konverter kipróbálása 4-vezetékes RS-422 módban:

 

1.) Csatlakoztassuk az I-7520A/I-7520AR soros RS-232 portját a számítógép COM portját egy normál, egyenesen átkötött (1-1, 2-2, 3-3, 4-4,...) soros kábel segítségével. 

2.) Két darab pár cm hosszú mindkét végén cspaszolt vezeték darabra lesz szükségünk.

Kössük össze a konverter sorkapocslécén a TX+ és RX+/D2+ lábat egymással.

Kössük össze a TX- és RX-/D2- lábat egymással.

3.) Az I-752A/I-7520AR sorkapocslécén kössük be a tápfeszültséget. (A piros LED-nek világítania kell.)

4.) Végezzük el a Hyper Terminálos tesztet az előzőekben leírt módon. Amennyiben a konverter megfelelően működik a beírt szöveg megjelenik a képernyőn.

 

Két darab I-7520A/I-7520AR konverterrel létrehozott soros port hosszabbítás kapcsolatának kipróbálása (RS-422):

1.) A két konvertert kössük össze egy sodrott érpárú szabványos CAT5 Ethernet kábel segítségével az alábbiak szerint.

 

TX+   >>>>  Rx+/D2+

TX-    >>>>  Rx-/D2-

Rx+/D2+ >>>> TX+

Rx-/D2-  >>>> TX-

 

2.) Kössük be mindkét konverterhez a tápfeszültséget. (A piros LED-eknek világítani kell.)

3.) Csatlakoztassuk az egyik I-7520A/I-7520AR típusú konverter soros RS-232 portját a számítógép COM portjához egy normál egyenesen bekötött soros kábel segítségével.

4.) Csatlakoztassuk a másik "távoli" I-7520A/AR konverter RS-232 csatlakozójába egy olyan DB9 papa csatlakozót amin a 2-3 láb össze van forrasztva egymással. Amennyiben ilyen csatlakozó nem áll rendelkezésre használjunk egy gemkapcsot és azzal kössük össze a konverter DB9 mama csatlakozóján a 2-3 lábat.

5.) Végezzük el a Hyper Terminálos tesztet az előzőekben leírt módon. Amennyiben a konverterek megfelelően működnek, akkor a beírt szöveg megjelenik a képernyőn.

 

 

Reméljük ez a kis útmutatónk segítségére lesz a munkája során.

 

©1999-2017 s!nus-elektrotechnikai bt.
MINDEN JOG FENNTARTVA

www.s-e.hu

 

ICP DAS és adeunis disztribúció

vissza az elejére

Webáruház készítés