Уже довольно давно компания Advantech выпускает линейку устройств серии Adam 4000-5000. В зависимости от конкретной модификации, они имеют различное количество входов и выходов, а управление и вывод данных в них осуществляется посредством интерфейса RS485.
Для соединения с персональным компьютером такого модуля, да и любых других устройств, работающих по интерфейсу RS485, требуется преобразовать данный интерфейс в «понятный» компьютеру RS232. Для этих целей Advantech выпускает преобразователь ADAM-4520-D2. Вот его-то у меня и не оказалось. Поэтому пришлось взять паяльник в руки и заняться изготовлением его аналога самостоятельно.
В принципе, сложного в этом ничего нет. Интерфейсы RS232 и RS485 уже давно де-факто стали стандартами передачи данных в промышленной сфере. Изучив существующие для них схемы преобразователей, нужно отметить, что самым простым и дешевым решением будет использование специализированных микросхем МАХ232 и МАХ485 или их аналогов. Первая из этих микросхем представляет собой преобразователь уровней СОМ порта компьютера к уровням 5В, а другая является трансивером (приёмопередатчиком) интерфейса RS485, работающая с входными уровнями 5В. Казалось бы, достаточно соединить две такие микросхемы и можно получить готовый преобразователь. Но не всё так просто. Интерфейс RS232 является дуплексным интерфейсом – т.е. данные в нём могут приниматься и передаваться одновременно. В отличие от него, интерфейс RS485 – полудуплексный, приём и передача данных ведётся поочерёдно.
Для управления режимами приёма и передачи в микросхеме МАХ485 имеются два входа – RE и DE, которые обычно соединяются вместе. Когда на них подаётся низкий уровень, данные принимаются, если высокий - передаются. Командой управления в этой схеме преобразователя является сигнал ТХ с COM порта компьютера, который через транзистор VT1 переключает режимы приёма и передачи. Принципиальная схема преобразователя RS232 - RS485 приведена на рис.1.
Рис. 1
Преобразователь интерфейса собран на небольшой макетной плате навесным монтажом. Для удобства его подключения к устройствам серии ADAM, со стороны RS485 установлен пятиштырьковый разъём (рис.2), с помощью которого преобразователь без всяких переходных кабелей подключается к разъёму модуля ADAM. Со стороны RS232 на плате установлен разъём типа DB-9, который через соединительный кабель подключается к компьютеру. Напряжение 12..16В для питания модуля подаётся от отдельного блока питания и с него получается напряжение 5В для питания преобразователя через стабилизатор DA1.
Рис. 2
Работа преобразователя проверялась на модуле ADAM-4017. Приведём краткие характеристики данного модуля:
Разрешение: 16-bit Каналы: шесть дифференциальных, два униполярных Типы входа: мВ, В, мА Входные диапазоны: ±150 мВ, ±500 мВ, ±1 В, ±5 В, ±10 В и ±20 мА Напряжение гальваноразвязки: 3000 ВDC Защита от повреждений и перенапряжения: выдерживает скачки напряжения до ±35 В Частота отсчетов: 10 отсчетов/сек. Входной импеданс: 20 МОм Встроенный сторожевой таймер Напряжение питания: +10 ~ +30 ВDC (нерегулируемое) Потребление мощности: 1.2 Вт
Для работы модуля с ПК требуется соответствующее программное обеспечение. Мы будем пользоваться утилитой ADAM 4000-5000 Utility. После инсталляции и запуска программы, появляется окно (рис.3)
Рис. 3
В этом окне приведён перечень поддерживаемых данной утилитой устройств. В левой части меню мышкой выбираем используемый порт (в нашем случае – СОМ1) При этом в основной части окна появятся параметры используемого порта (рис.4)
Рис. 4
В нём всё очевидно – используемый порт, скорость его работы, количество бит, проверка чётности, время ожидания ответа. Как правило, обычно выбираются параметры, указанные на рисунке.
Далее подключаем наше устройство. Выбираем в меню Tools – Search. Программа запросит диапазон сканирования адресов в диапазоне 0-255. Нажимаем кнопку ОК, после чего начинается сканирование. После его завершения, если на линии были обнаружены устройства, под используемым портом будем выведено название найденного модуля. Выделив мышкой модуль, попадаем в окно программы, где можно просмотреть всю информацию по модулю (рис.5).
Рис. 5
Здесь мы наблюдаем сетевой адрес используемого модуля (02h), скорость работы порта (9600 bps), проверку контрольной суммы, масштаб входного сигнала (1V). Справа можно просмотреть уровни входного сигнала по каждому из восьми входов модуля ADAM-4017. Там в основном нулевые значения, что вполне логично, так как входы АЦП никуда не подключены. Небольшие значения, типа 0,0004В – это следствие наводок на входы.
Как видите, наш самодельный преобразователь интерфейсов вполне успешно работает и может служить альтернативой промышленному преобразователю ADAM-4520-D2. Конечно, его можно использовать и для любых других устройств, работающих по 485 интерфейсу для подключения их к компьютеру. А если сделать дополнительные выводы от пинов 1 и 4 микросхемы МАХ485, то такой преобразователь будет полезен для отладки в терминальной программе через UART различных устройств на микроконтроллерах, имеющих уровни сигналов 5В.
При отсутствии к компьютере COM порта рекомендуется применить адаптер USB/RS485. Он проверен в работе с ADAM 4017.
