Конвертер usb rs485 это
Обзора конвертора USB-RS485 я не нашел, поэтому решил добавить свой.
Платил 2,52 за штуку, но того лота уже нет. Поэтому вставил ссылку на другой лот с этим преобразователем у того же продавца.
Кратко: для тех, кому не нужна в конвертере гальваническая развязка — брать. Для остальных: еще одна ненужная штука из Китая.
Последние несколько лет моя работа связана с промышленной электроникой. Это контроллеры, преобразователи частоты. Часто приходится выезжать на производства для восстановления работоспособности оборудования. Связь между электронными узлами происходит про протоколу ModBus через линию RS-485. Соответственно, для первичной диагностики нужно по этому протоколу опросить каждое устройство на шине. Для этого ранее применял преобразователь USB-RS485 от ICP DAS. Но в нем был один небольшой недостаток – габариты. Хоть преобразователь по размерам как четыре сигаретные пачки, но занимал драгоценное место в «тревожном чемоданчике» ремонтника. Поэтому я решил поискать что-нибудь подобное на ebay. После некоторого времени поиска мне повезло. Наткнулся на конвертер на базе чипа CH340T. По даташиту посмотрел реальные характеристики чипа.
● Full speed USB device interface, conforms to USB Specification Version 2.0, only needs crystal and
capacitance external.
● Emulate standard serial interface, used to upgrade the former peripheral device, or add excess serial
interface through USB.
● Supports common MODEM liaison signal RTS, DTR, DCD, RI, DSR and CTS.
● Through adding level converter equipment to supply RS232, RS485, RS422 and other interface.
● Supports IrDA criterion SIR infrared communication, supports baud rate varies from 2400bps to
115200bps.
● Support 5V and 3.3V source voltage.
Это меня полностью устраивало, поэтому было принято решение брать. Габариты устройства 6.1x1.6x1.3cm. Это как флешка.
Посылка в Минск шла 2 месяца. За это время в оффлайне был найден такой же конвертер за 40$, правда, покупать задавило «земноводное».
По прибытию девайс сразу же был подключен к ноутбуку по управлением Windows XP SP3. Через Windows Update драйвера скачались и установились на компьютер. Для тестирования работоспособности под рукой оказался электрический счетчик СЭБ2а.07.212.1. Фирменная программа счетчика определила конвертер и позволила прочесть показания.
Весь следующий день на работе был посвящен проверке возможностей преобразователя. Связь была установлена со всем имеющимся в наличии оборудованием. Это преобразователи частоты Invertek optidrive E2, Omron MX2, ACOPOSInverter X64. Фирменные программы этих частотников определяют конвертер и позволяют считывать и загружать данные о режимах работы преобразователей. Также успешно были подключены бункерные весы-дозатор и модуль контроллера B&R X20CS1030.
Так что теперь этот небольшой конвертор я положил вместо конвертора ICP DAS в мой «тревожный» чемоданчик, и еще осталось место для логического анализатора.
Пользуюсь конвертером на протяжении полугода, минусов не выявлено. Но для кого-то, наверное, минусом будет отсутствие гальванической развязки.
Так что это устройство рекомендую к покупке, за исключением тех, кому обязательно нужна гальваническая развязка.
Здравствуйте! 21 век давно на дворе, а RS485 все еще актуален. Адаптеры — вечная проблема: спалил, забыл, сломал и т.д… FTDI тут конечно, не оригинал, но цена-качество нормальное. Мини обзор.
По работе частво встречаюсь с этим протоколом. Почему-то сейчас в промышленной электронике стало модно разводить все что ни попадя на RJ45 коннекторы. Периодичекски народ палит адаптеры подключив не туда: например с частотного преобразователя для мотора на адаптер приходит питание 12В, а в адаптере диода для защиты нет. И эти 12В приходят в ноутбук на USB, от чего ему становится грустно. Соответственно стояла задача купить максимально дешевый девайс без глюков. FTDI со своими драйверами весльма хорошо зарекомендовала, но, как вы понимаете, тут за менее чем 2 бакса не будет настоящей FT232. Почему именно она? А потому что у нее есть выход годовности к передаче. Что избавляет от необходимости ставить доп. логику. Драйвера стабильны и безглючны. Аналоги на ch340 и cp2102 кроме того что нуждаются в доп логике, так еще и шалят иногда не давая компу выйти из спячки. Встречаем!
Флюс не смыт, пайка с большего нормальная, но например, разъем кривовато припаян. На микросхеме гордое «FTOI» :) Модуль весьма небольшой: Тут с 10мм меряю:
На преобразователе 3 светодиода: Tx / Rx и питание. Мне не нравится тип разъема USB. Так сложилось что у нас в промышленности стал стандартом miniUSB. Не знаю почему, но производители его постоянно везде ставят. Так что придется нарисовать переходник. В качестве защиты — стабилитрона на 6,8 В. То что на выходе оригинал MAX485 я тоже сомневаюсь. Ну и полезная фича — перемычки. Ими можно отключить MAX485 и получить ТТЛ уровни с фейковой FTDI.
Отмываем флюс и подключаем. Преобразователь моментально подхватывается Win10 и ставятся родные драйвера. Это серьезный плюс. В системе видится так:
Драйвера вроде как микросхему не портят. По кайней мере за пару часов ничего не случилось.
Самое быстрое что было в хозяйстве — частотный преобразователь от SchneiderElectric. Соединился с ним на 38400. При конекте радостно перемаргивают красным Tx-Rx. На первый взгляд никаких подводных камней нет. Я как-то читал что китайские клоны FTDI начинают глючить при длительной работе. Так что проверяйте на всякий случай.
Пока я не нашел никаких серьезных подводных камней кроме плохонькой пайки и фейковых микросхем. Впринципе, как за чуть больше 1,5 баксов — отличный вариант, который в случае сгорания можно выбросить и не жалеть.
На этом у меня все. Спасибо за внимание!
Интерфейс RS485 представляет собой стандарт, принятый Ассоциацией электронной промышленности в 1998 году. На сегодняшний день RS485 является достаточно популярным интерфейсом, который активно используется в различных системах промышленной автоматики для соединения нескольких устройств между собой. При помощи RS485 обеспечивается скоростной обмен информацией между несколькими устройствами (видами устройств) через единственную двухпроводную линию связи в полудуплексном режиме.
В настоящее время для управления объектами, или удаленного контроля параметров датчиков, используются персональные компьютеры, а также устройства на их основе. Но, как известно, современные компьютеры не комплектуются подобными интерфейсами. А вот порт USB имеется, практически, на каждом компьютере.
Преобразователь интерфейсов USB-RS485 как раз и является устройством, позволяющим осуществить переход с интерфейса USB на порт RS485. Преобразователь, подключаемый к USB-порту компьютера или ноутбука, осуществляет взаимное преобразование сигналов USB и RS485.
Устройство поддерживает автоматическое переключение с приема на передачу, и обеспечивает подключение контроллеров, измерительных устройств, систем сбора данных к компьютеру с использованием интерфейса USB.
Конструктивно преобразователь представляет собой устройство размером 66х18х10мм и сопоставим по габаритам с обычной «флэшкой». Для подключения проводов со стороны RS485 имеется винтовой клеммный блок, позволяющий быстро и надежно подключать провода типа «витая пара». Питание устройства осуществляется от USB-порта компьютера.
Устройство USB-RS485 работает в среде ОС Windows 2000, 2003, XP, Vista, 7, Server 2008, Server 2008 R2, Windows 8 (x86 и х64), 8.1, 10. Кроме того, устройство имеет индикацию прием/передачи данных. Драйвера, необходимые для подключения преобразователя к ПК можно скачать на сайте производителя.
В рамках данной заметки речь пойдет о вот таком преобразователе интерфейсов USB-RS485:
Третьего дня возникла острая производственная необходимость в подобном преобразователе. Возникла, как всегда, внезапно и (обратно – как всегда) архисрочно. Причем, мои попытки впарить уже разработанный ранее преобразователь успехом не увенчались. Надо, говорят, чтобы был гальваноразвязанный. На мой вопрос «зачем именно такой?» ответа не последовало – надо, и всё тут. С одной стороны – послать бы умников на хер, да и дело с концом, но с другой – задание есть задание (= «деньги есть деньги»). С третьей же – давно чесались руки сделать подобную поделку, да всё как-то не было повода. А тут – как специально заказ подогнали. Так что решать поставленную задачу принялся с чистой душой и поющим сердцем.
Схема подобных преобразователей настолько стандартна, что насчет стандартности может поспорить с любым ГОСТом. Берем сигнал USB, преобразовываем его в UART (грубо говоря), а затем из UART'а делаем RS485:
В моем случае в качестве преобразователя UART-RS485 применена широко распространенная микросхема ADM485 (ну, или любой ее аналог, имя которым – легион). Способ подключения таких чипов прост, как барабан: к линии «Data In» подключается сигнал TXD (см. UART), к линии «Data Out» — сигнал RXD. Ну а по управляющим входам (которые обычно объединяются) говорим чипу о том, как надо в данный момент работать: на прием данных с шины RS485 или на передачу.
В роли конвертера USB-UART выступает чип FT232RL. Это аппаратный преобразователь, поэтому никаких прошивок для него не надо – впаял и радуйся. Правда, говорят, цена на него огромна (на 04.12.14 в «Чип-НН» — 190р.), но это уж кому как. Зато корпус хороший и с лапами (в отличие от той же CP2102-GM), называется SSOP-28 и довольно легко паяется.
Пользоваться FT232 так же просто, как и ADM485. На вход микросхемы подаем USB-сигнал, а на выходе получаем TTL-сигналы TXD и RXD. Плюс еще есть выводы, специально заточенные под индикацию процессов приема и передачи информации (рассчитаны на подключение светодиодов). Ну и вообще – категорически рекомендую покопаться в документации на FT232RL, найдете много всего интересного. В частности, там есть страница, где подробно расписано, как FT232 правильно подключать к приемопередатчику RS485 (и я ее даже пересказал).
Ну и последний штрих – секция гальваноразвязки. В качестве изолятора цифровых сигналов я использовал микросхему ISO7231, специально заточенную под рассматриваемый тип преобразователей. Данный чип имеет два входа и один выход на «первичной» стороне (соответственно, два выхода и один вход на «вторичной») – как раз то, что надо для приемопередатчика RS485 (в нашем случае – ADM485). Как вариант – можно использовать шустрые оптроны, но они относительно большие и у меня их нет. Ну а в качестве изолированного DC-DC преобразователя решил использовать модуль P6AU-0505ELF от конторы «PEAK». Купил их когда-то штук двадцать как раз для таких целей, и вот – пригодились. Данный модуль дает +5,0В на выход из +5,0В на входе – как раз наш случай. Правда, изоляция у него не блещет – всего 1кВ между входом и выходом, но это всё же лучше, чем ничего (о чем я и сообщил заказчикам). Так что можно считать рассматриваемый преобразователь интерфейса хоть и не «тру», но всё-таки гальваноразвязанным.
В итоге схема поделки приобрела такой вид:
(«резисторы» R4-R8 – это обычные проволочные перемычки, используются для варианта преобразователя без гальваноразвязки, см. далее).
USB-сигнал подается на разъем XS1 («USB»). Шина RS485 подключается к точкам 1-3 (на плате оформлены в виде клеммников). Присутствуют три перемычки-джампера – одна для подключения/отключения резистора-терминатора (JP2 «TERM.»), и две – для подключения подтягивающих резисторов к плюсу питания и к земле. Для чего нужны терминатор и эти подтяжки здесь объяснять не буду – и так заметка, как обычно, нескромно распухла. Можно посмотреть тут — там всё доступно расписано (и даже с расчетами). Светодиод HL1 («USB PWR») сигнализирует о подаче питания с порта USB на преобразователь интерфейсов. Светодиод HL2 («USB<=485»), как следует из названия, загорается в момент приема данных с шины RS485, светодиод HL3 («USB=>485») – в момент передачи данных на шину. На точку подключения модуля №4 выведено питание «вторичной» части преобразователя, причем в зависимости от выбранной модели устройства эта линия может быть как выходом, так и входом (см. далее). На точки подключения №№5, 6 подается внешнее питание для «вторичной» стороны (опять же – в зависимости от выбранной модели преобразователя). Ну а всё остальное – в соответствии с даташытами (жы/шы пиши с буквой «и» — прим. автора) на используемые микросхемы/модули.
Под приведенную схему была незамедлительно разведена
печатная плата. Обратите внимание на щель: без нее для реальной гальваноразвязки не обойдешься (спасибо проектировщикам DC-DC преобразователя P6AU-0505ELF). Без спецоборудования такую щель проще всего сделать так – насверлить отверстий вплотную друг к другу (в данном случае диаметр дырок/ширина щели – 1,0мм), а затем этим же сверлом «профрезеровать» щель по насверленным дыркам. На чертеже печатной платы отверстия для изготовления щели в наличии.
Габаритные и присоединительные размеры платы:
слева – сторона TOP, справа – сторона BOTTOM. Высота преобразователя определяется высотой USB разъема (USBB-1J) и составляет около 11мм. Кстати, дырки под контакты этого разъема сделаны так, что в них может залезть гребенка PLD-4 (ну, или гнездо PBD-4) – на всякий случай.
Из особенностей платы отмечу следующее. Во-первых, плата односторонняя. Перед написанием заметки глянул несколько вариантов подобных преобразователей в поисковике. Почему-то большинство плат для них – двухсторонние. И при этом – никаких ограничений по габаритам переходника. Почему именно так – понять не смог, ибо там замечательно всё на одной стороне разводится (причем, даже без перемычек).
Фича тут вот в чем. Берем стойку HTP-320 или аналогичную. Отмеряем от одного из ее краев 15мм и сверлим дырку прямо «посередине ширины» стойки, а затем режем в ней резьбу М3 или М2,5:
На самом деле он будет чуть утоплен внутрь (примерно на 0,2-0,3мм), но это сделано для запаса – мало ли каких разъемов наштампуют наши братья-китайцы.
G1020B, G1032B, G1068B, G431, G434, G436, G738,
и это только из не особо богатого ассортимента магазина «Чип-НН» (да и то – по-минимуму).
Также отмечу, что цепь питания FT232RL содержит не то, чтобы сильно распространенные элементы – дроссель MI0805K400R-10 и самовосстанавливающийся предохранитель MF-NSMF050. В принципе, если поделка располагается недалеко от компа, дроссель можно выкинуть, а уж предохранитель – на ваше усмотрение. В любом случае – плата построена так, что вместо этих двух элементов можно впаять один любой элемент типоразмера 0805 или 1206 (хоть тот же резистор-перемычку):
Ну и последнее – схема и плата предусматривают возможность создания нескольких типов преобразователей интерфейса:
— ПИ-5б-Н: преобразователь без гальваноразвязки, дополнительного источника питания не требует:
— ПИ-5б-И1: преобразователь с гальваноразвязкой, дополнительного источника питания не требует, но используется дорогой DC-DC преобразователь:
— ПИ-5б-И2: преобразователь с гальваноразвязкой, требуется дополнительный источник питания +(7,5…12,0)В на «вторичной» стороне (при использовании стабилизатора DA1 в корпусе TO-220 максимальное входное напряжение может быть увеличено соответственно максимальной рассеиваемой мощности):
— ПИ-5б-И3: преобразователь с гальваноразвязкой, частный случай предыдущего варианта – требуется дополнительный источник питания +5,0В на «вторичной» стороне:
Думаю, какие детали надо устанавливать для каждого из вариантов, понятно из схемы (но если есть какие вопросы – задавайте, дополню заметку). Отмечу лишь, что на фото в начале заметки показан «универсальный» вариант преобразователя – в цанговые линейки можно втыкать и выковыривать различные элементы.
В завершение заметки хочу отметить, что правильно собранный преобразователь интерфейса не нуждается в отладке – достаточно лишь установить дрова для FT232RL и выставить нужное положение джамперов JP1-JP3.
А на сегодня всё. Желаю удачи при работе с шиной RS485!
ПИ-5б_SCH.pdf – схема преобразователя;
ПИ-5б_ФР.lay – печатная плата, вариант для шаблонщиков;
ПИ-5б_ЛУТ.lay – печатная плата, вариант для утюжников.
«Оригинальный» файл – для шаблонщиков, он точно без косяков, а вот файл «ПИ-5б_ЛУТ.lay» проверяйте – может я там чего лишнего настирал вместе с полигонами.
Плата нарисована в программе «Sprint Layout 5.0» (бесплатная гляделка)
Комментарии ( 51 )
Обратите внимание на щель: без нее для реальной гальваноразвязки не обойдешься (спасибо проектировщикам DC-DC преобразователя P6AU-0505ELF).
А какие требования к развязке? Ведь и сам P6AU-050 достаточно слабенький.
I/O Isolation Voltage(3 sec.) 1000 VDC
Если можно — расскажи поподробнее про щель. ИМХО, если взять нормальный (не левый) FR4, то можно обойтись без щели. Особенно если не водить дорожки под пузом оптоизолятора и применить человеческий питальник, например типа TMA 0505 (у него расстояние вход-выход больше).
Если можно — расскажи поподробнее про щель. ИМХО, если взять нормальный (не левый) FR4, то можно обойтись без щели.
Опасность в пробое по поверхности диэлектрика. Щель эту опасность переводит в другую — в пробой воздушного промежутка.
Наверно, это нужно пояснить. Гляньте статью Ашкинази Л., Что такое электрический пробой и, частности, страницу 13.
Решил поделиться с общественностью одной из возможных реализаций преобразователя USBRS485 на базе микросхемы FT232RL:
Понадобился тут по работе преобразователь USBRS485. 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.
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!
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).
Читайте также:
- Что такое компьютерная документация
- Будет ли скачиваться игра в спящем режиме компьютера
- Проблем информационной безопасности в компьютерной сети организации подключенной к сети интернет
- Чем отличается таблица межсетевого экрана iptables от цепочки
- Ssd накопитель samsung 860 evo 500gb mz 76e500bw обзор