kategoriler: Öne Çıkan Makaleler » Pratik Elektronik
Görüntülenme sayısı: 71885
Makaleye yorum: 5

Basit RS-232 Adaptörü - Akım Döngüsü

Geçerli bir döngü arabirimine sahip bir PC bilgisayarı ve denetleyicileri bağlamak için bir adaptör. Kıt parçalar gerektirmez, evde bile üretilebilir.

1969'da Amerikan Elektronik Endüstrileri Birliği RS-232C iletişim arayüzünü geliştirdi. İlk amacı uzak mesafeden uzak bilgisayarlar arasında iletişim sağlamaktır.

Rusya'da bu arayüzün bir analogu “Joint S2” olarak adlandırılıyor. Bilgisayarlar arasındaki iletişim modemler kullanılarak gerçekleştirilir, ancak aynı zamanda “komovskaya” olarak da adlandırılan “fare” gibi aygıtlar ile tarayıcılar ve yazıcılar RS-232C arabirimi aracılığıyla bilgisayarlara bağlanır. Tabii ki, hepsi RS-232C arayüzü üzerinden bağlanabilmeliydi.

Şu anda, bu tür cihazlar tamamen kullanım dışıdır, ancak RS-232C hala talep görmektedir: bazı yeni dizüstü bilgisayar modellerinde bile bu arayüz vardır. Böyle bir dizüstü bilgisayar örneği TS Strong @ Master 7020T serisi Core2Duo endüstriyel dizüstü bilgisayar modelidir. Mağazalarda Böyle bir dizüstü bilgisayar "Ev Bilgisayar", elbette, satmayın.

Bazı endüstriyel kontrolörlerde akım döngüsü arayüzü bulunur. RS-232C arabirimine ve benzer bir denetleyiciye sahip bir bilgisayarı bağlamak için çeşitli adaptörler kullanılır. Bu makalede bunlardan biri açıklanmaktadır.

RS-232 adaptörü - Current Loop, işletmemizin uzmanları tarafından geliştirilmiştir ve çalışma sırasında yüksek güvenilirlik göstermiştir. Ayırt edici özelliği, bilgisayarın ve denetleyicinin tam galvanik izolasyonunu sağlamasıdır. Böyle bir devre tasarımı, her iki cihazın arızalanma olasılığını büyük ölçüde azaltır. Ek olarak, üretim koşullarında kendiniz yapmak kolaydır: şema hacim olarak büyük değildir, nadir parçalar içermez ve kural olarak ayarlanmasına gerek yoktur.

Bu devrenin çalışmasını açıklamak için, en azından genel anlamda, RS-232C ve Akım Döngü arayüzlerinin çalışmasını hatırlamak gerekir. Onları birleştiren tek şey seri veri iletimidir.

Fark, sinyallerin farklı fiziksel seviyelere sahip olmasıdır. Ek olarak, RS-232C arayüzü, gerçek veri iletim hatlarına ek olarak, modemle çalışmak için tasarlanmış birkaç ek kontrol sinyaline sahiptir.

TxD hattı üzerinde veri iletme işlemi Şekil 1'de gösterilmektedir. (TxD verici hattıdır. Veri buradan sırayla çıkarılır).

Her şeyden önce, verilerin bipolar voltaj kullanılarak iletildiğine dikkat edilmelidir: hattaki mantıksal sıfır seviyesi + 3 ... + 12V voltajına ve -3 ... 12V mantıksal bir ünitenin seviyesine karşılık gelir. Telgraf teknolojisinden gelen terminolojiye göre, mantıksal sıfırın durumuna bazen SPASE veya "depress", mantıksal birime MARK - "press" denir.

Resim 1

CONTROL devreleri için, pozitif bir voltaj mantıksal birime (açık) ve negatif voltajı mantıksal bir sıfıra (kapalı) karşılık gelir. Tüm ölçümler SG kontağına göre yapılır (bilgi topraklaması).

Gerçek veri aktarımı, ardışık bir asenkron yöntemle başlatma-durdurma modunda gerçekleştirilir. Bu yöntemin uygulanması, herhangi bir ilave senkronizasyon sinyalinin iletimini ve sonuç olarak bunların iletimi için ek hatlar gerektirmez.

Bilgiler, genel bilgilerle tamamlanan baytlarla (sekiz bit ikili sayı) iletilir. İlk olarak, bir başlangıç bitidir (bir bit bir ikili bittir), ardından sekiz veri biti takip eder. Doğrudan arkalarında parite biti ve bundan sonra dur biti geliyor. Birkaç durdurma biti olabilir. (Bit, İngilizce ikili basamak için kullanılan bir kısaltmadır - ikili basamak).

Veri iletiminin yokluğunda, hat mantıksal bir ünite halindedir (-3 ... 12V hattındaki voltaj). Başlangıç biti, iletimi başlatır ve hattı mantık sıfır seviyesine ayarlar. Bu hatta bağlı bir alıcı, başlangıç bitini almış, her bir bitin iletimi için öngörülen zaman aralıklarını sayan bir sayaç başlatır. Doğru zamanda, kural olarak, aralığın ortasında, alıcı hattın durumunu geçirir ve durumunu hatırlar. Bu yöntem satırdaki bilgileri okur.

Alınan bilgilerin güvenilirliğini doğrulamak için eşlik kontrol biti kullanılır: iletilen baytta bulunan birim sayısı garip ise, bunlara bir birim daha eklenir - eşlik kontrol biti. (Ancak, bu birim garip olana kadar bayt ekleyebilir. Her şey kabul edilen veri aktarım protokolüne bağlıdır).

Alıcı tarafında, eşlik kontrol edilir ve tek sayıda birim tespit edilirse, program hatayı düzeltir ve ortadan kaldırmak için önlemler alır. Örneğin, başarısız baytın yeniden iletilmesini talep edebilir. Doğru, eşlik kontrolü her zaman etkinleştirilmez, bu mod basitçe kapatılabilir ve bu durumda kontrol biti iletilmez.

Her baytın iletimi durdurma bitleriyle sona erer. Amaçları, birincisine göre, bir sonraki baytın, daha kesin olarak, başlangıç bitinin alınmasını beklemeye giden alıcının çalışmasını durdurmaktır. Durdurma biti seviyesi her zaman mantıklıdır, tıpkı kelime aktarımları arasındaki duraklamalardaki seviye gibi. Bu nedenle, durdurma bitlerinin sayısını değiştirerek, bu duraklamaların süresini ayarlayabilirsiniz, bu da minimum süre ile güvenilir iletişim elde etmeyi mümkün kılar.

Bilgisayardaki tüm seri arayüz algoritması, merkezi bir işlemcinin katılımı olmadan özel kontrolörler tarafından gerçekleştirilir. İkincisi, bu denetleyicileri yalnızca belirli bir mod için yapılandırır ve iletim için ona veri yükler veya alınan verileri alır.

Modemle çalışırken, RS-232C arayüzü sadece veri hatları değil, aynı zamanda ek kontrol sinyalleri de sağlar. Bu makalede, ayrıntılı olarak düşünmek mantıklı değildir, çünkü önerilen adaptör devresinde sadece ikisi kullanılır. Bu aşağıda devre şemasının açıklamasında tartışılacaktır.

RS-232C'ye ek olarak, seri arayüz IRPS (Seri Haberleşme ile Radyal Arayüz) çok yaygındır. İkinci adı Current Loop. Bu arayüz mantıksal olarak RS-232C'ye karşılık gelir: aynı seri veri iletim prensibi ve aynı format: başlangıç biti, veri baytı, eşlik biti ve durdurma biti.

RS-232C'den fark sadece iletişim kanalının fiziksel uygulamasındadır. Mantıksal seviyeler voltajlarla değil, akımlarla iletilir. Benzer bir şema, bir buçuk kilometre mesafede bulunan cihazlar arasındaki iletişimi organize etmenizi sağlar.

Ek olarak, "akım döngüsü", RS-232C'den farklı olarak herhangi bir kontrol sinyaline sahip değildir: varsayılan olarak, bunların hepsinin aktif durumda olduğu varsayılır.

Uzun iletişim hatlarının direncinin sinyal seviyelerini etkilememesi için hatlara akım dengeleyicilerden güç verilir.

Aşağıdaki şekilde, geçerli döngü arayüzünün çok basitleştirilmiş bir diyagramı gösterilmektedir. Daha önce de belirtildiği gibi, hat, vericiye veya alıcıya kurulabilen, önemli olmayan bir akım kaynağından beslenir.

Resim 2

Hattaki bir mantıksal birim, 12 ... 20 mA'lık bir akıma karşılık gelir ve mantıksal bir sıfır, daha kesin olarak, 2 mA'dan fazla olmayan bir akım eksikliğine karşılık gelir. Bu nedenle, verici "akım döngüsü" nin çıkış aşaması basit bir transistör anahtarıdır.

Alıcı olarak iletişim hattından galvanik izolasyon sağlayan bir transistör optokuplör kullanılır. İletişimin iki yönlü olması için, iletim yöntemleri iki yönde ve bir bükümlü çiftte bilinmesine rağmen, aynı döngü daha gereklidir (iki iletişim hattı).

İletişim kanalının servis edilebilirliği, iki telden herhangi birinin, tercihen bir kadran metresinin boşluğuna bir milliammetre ekleyip eklemediğinizi kontrol etmek çok kolaydır. Veri iletiminin yokluğunda, 20 mA'ya yakın bir akım göstermelidir ve veri iletimi devam ediyorsa, okun hafif bir seğirmesi fark edilebilir. (Aktarım hızı yüksek değilse, ancak aktarımın kendisi paketlerdeyse).

RS-232C adaptörünün devre şeması - “Akım döngüsü” Şekil 3'te gösterilmektedir.

Şekil 3. RS-232C adaptörünün şematik diyagramı - “Mevcut döngü” (resme tıklamak diyagramı daha büyük bir formatta açacaktır)

İlk durumda, Rxd sinyali mantıksal bir ünite durumundadır (bkz. Şekil 1), üzerindeki voltaj -12 V'dir, bu da transistör optokuplör DA2'nin ve bununla birlikte transistör VT1'in akmasıyla mevcut stabilizatör ve optokuplör LED'i kontrol cihazı alıcısı, Şekil 4'te gösterildiği gibi. "akım döngüsü" için, bu mantıksal birimin durumudur.

Rxd sinyali mantıksal sıfır değeri (voltaj + 12V) aldığında, optokuplör DA2 kapanır ve transistör VT1 buna bağlanır, böylece akım sıfır olur, bu da "Akım döngüsü" arayüzünün gerekliliklerine tamamen uygundur. Bu şekilde, seri veriler bilgisayardan kontrolöre aktarılır.

Denetleyiciden bilgisayara veri optokuplör DA1 ve transistör VT2 yoluyla iletilir: mevcut döngü hattı mantıksal bir ünite durumunda (akım 20 mA), optokuplör transistör VT2'yi açar ve RS-232C alıcısının girişinde -12 V voltaj görünür, ki bu Şekil 1'e göre mantıksal seviyedir birimi. Bu, veri aktarımları arasındaki bir duraklamaya karşılık gelir.

Akım döngüsü, akım döngüsünün iletişim hattında sıfır (mantıksal sıfır) olduğunda, optokuplör DA1 ve transistör VT2 RxD girişinde kapatılır, voltaj + 12V olacaktır - mantıksal sıfır seviyesine karşılık gelir.

RxD girişinde iki kutuplu voltaj almak için DTR Veri Terminali Hazır ve RTS Gönderme İsteği sinyalleri kullanılır.

Bu sinyaller modemle çalışacak şekilde tasarlanmıştır, ancak bu durumda RxD hattı için bir güç kaynağı olarak kullanılırlar, bu nedenle ek bir kaynak gerekli değildir. Programlı olarak, bu sinyaller şu şekilde ayarlanır: DTR = + 12V, RTS = -12V. Bu voltajlar birbirinden VD1 ve VD2 diyotları ile izole edilir.

Adaptörün bağımsız üretimi için aşağıdaki ayrıntılara ihtiyacınız olacaktır.

Öğelerin listesi.

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

Yerli AOT128 optokuplörler yerine, mevcut radyo pazarında büyük olasılıkla ithal 4N35 kullanılırsa, R2, R4 dirençleri 820K ... 1M olarak ayarlanmalıdır.

Denetleyicinin bilgisayara bağlantısı Şekil 4'te gösterilmiştir. (Akım dengeleyicileri denetleyicide bulunur).