Преобразователь интерфейса rs485 rs232 своими руками

Содержание

Digitrode
цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы
Схема преобразователя интерфейсов RS232 RS485
Конвертер RS-232 — RS-485 с автоматическим управлением приемом/передачей
MAX232 MAX485
Схема преобразователя интерфейса RS-232 в RS-485
Преобразователь интерфейса rs485 rs232 своими руками
Преобразователь интерфейсов (переходник) USB RS485 (ПИ-5)

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

Конвертер RS-232 — RS-485 с автоматическим управлением приемом/передачей

MAX232 MAX485

Сейчас, хотя беспроводные технологии развиваются очень быстро, проводная связь на большие расстояния не теряет своей популярности. Причина очевидно в высокой сложности и стоимости беспроводной связи.

Наиболее часто используемый, простой в развертывании и применении протокол проводной связи – RS-232. Мы часто имеем дело с этим стандартом работая с микроконтроллерами. Но этот протокол имеет ряд ограничений. Он позволяет использовать кабель максимальной длиной 15 метров. Хорошие провода, низкая скорость передачи и среда без помех позволяют превысить это ограничение не намного. Главная проблема здесь в том, что когда расстояние увеличивается, помехи на общей линии земли также возрастают. Другая проблема – RS-232 позволяет связать только два устройства. Нельзя связать более двух устройств интерфейсом RS-232, для этой цели понадобится другое решение.

RS-485 – стандарт позволяющий решить эти проблемы. Основное отличие в том, что RS-485 передает данные в виде разности потенциалов между двумя линиями связи. Полярность определяет логическое состояние сигнала. Вы можете передавать данные на расстояние до 1220 метров со скоростью до 10 Мбит в секунду. В сеть RS-485 может входить до 32 устройств.

Работа конвертера

Во время передачи данных микросхема MAX232 преобразует сигнал, пришедший с разъема DB9 в уровни TTL/CMOS. Затем микросхема MAX485 передает этот сигнал в линию RS-485 как разность напряжений. При приеме данных микросхема MAX485 обнаруживает наличие данных на линии RS-485 и передает их микросхеме MAX232, после чего сигнал поступает на разъем типа DB9.
Конвертер управляет режимом приема и передачи автоматически.

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 интерфейса rs485 rs232 своими руками

_________________
Если бы на станции «Мир» стояли Винды, она бы еще висела и висела.

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет — любой!

Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/cwc

ArtemKolesnikov

Первый раз сказал Мяу!

Зарегистрирован: Вс фев 26, 2012 10:53:30
Сообщений: 38
Рейтинг сообщения: 0

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

paskal

Нашел транзистор. Понюхал.

Зарегистрирован: Пн сен 05, 2011 10:03:06
Сообщений: 160
Откуда: Тула
Рейтинг сообщения: 0

_________________ Если бы на станции «Мир» стояли Винды, она бы еще висела и висела.

Вебинар поможет в выборе недорогих источников питания оптимальных для систем охраны, промышленных и телекоммуникационных приложений, а также для широкого применения. Будут представлены основные группы источников питания по конструктивным признакам и по областям применения в контексте их стоимости или их особенностей, позволяющих снизить затраты на электропитание конечного устройства.

ArtemKolesnikov

Первый раз сказал Мяу!

Зарегистрирован: Вс фев 26, 2012 10:53:30
Сообщений: 38
Рейтинг сообщения: 0

Приглашаем всех желающих 13 октября 2021 г. посетить вебинар, посвященный искусственному интеллекту, машинному обучению и решениям для их реализации от Microchip. Современные среды для глубинного обучения нейронных сетей позволяют без детального изучения предмета развернуть искусственную нейронную сеть (ANN) не только на производительных микропроцессорах и ПЛИС, но и на 32-битных микроконтроллерах. А благодаря широкому портфолио Microchip, включающему в себя диапазон компонентов от микроконтроллеров и датчиков до ПЛИС, средств скоростной передачи и хранения информации, возможно решить весь спектр задач, возникающий при обучении, верификации и развёртывании модели ANN.

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