Как проверить RS-232, RS-422, RS-485?

Оглавление:

• Описание UPort и его предварительная настройка
• Как проверить RS-232 интерфейс? Схема подключения внешнего устройства с RS-232
• Как проверить RS-422 интерфейс? Схема подключения внешнего устройства с RS-422
• Как проверить RS-485 интерфейс? Схема подключения внешнего устройства с RS-485
• Подтягивающие и согласующие резисторы
• Распиновка разъема UPort 1150
• Рекомендации по устранению неисправностей

Описание UPort и его предварительная настройка.

UPort – это преобразователь USB в RS-232/422/485 производства MOXA, который добавляет СОМ порты на ПК.

Серия UPort в различных исполнениях.

Структурная схема подключения UPort 1150 выглядит так:

С одной стороны UPort имеется порт USB для подключения к компьютеру, с другой — COM-порт для подключения к конечному устройству.

Для работы с UPort 1150 необходимо установить драйвер (Driver for UPort 1000 Series).

После установки драйвера в диспетчере устройств мы увидим новый СОМ порт.

В разделе диспетчера устройств Windows «Многопортовые последовательные адаптеры» мы можем настроить СОМ порт, а именно выбрать номер СОМ порта и тип интерфейса:

Для работы с СОМ-портом нужна программа, которая позволит открыть СОМ-порт и отправить в него данные. MOXA предлагает воспользоваться бесплатной утилитой PComm Lite.

Как проверить RS-232 интерфейс?

Для проверки RS-232 можно воспользоваться простым способом: достаточно замкнуть контакты RX и TX между собой. Тогда все переданные данные будут приняты обратно.

Схема замыкания контактов для проверки работы RS-232.

Если у вас полный RS-232 или нужно использовать аппаратный контроль за передачей данных, тогда вам нужно распаять специальную заглушку. В ней должны быть соединены между собой следующие контакты.

Схема замыкания контактов для проверки работы полного RS-232 или RS-232 с аппаратным контролем.

После этого мы можем открыть СОМ порт через программу и отправить туда любые данные. Отправленные данные должны вернуться обратно в этот же порт.

На примере PComm Lite это будет выглядеть так:

Убедитесь, что UPort настроен на RS-232.

Откройте программу PComm Terminal Emulator, во вкладке Port Manager откройте СОМ-порт, соответствующий UPort. Скорость и другие параметры можно оставить по умолчанию.

Однако, если вы подключаете внешнее устройство к СОМ-порту, эти параметры должны совпадать с параметрами внешнего устройства.

Настройки параметров COM-порта.

Мы отправили несколько единиц в СОМ порт и получили их обратно, также мы видим одинаковые значения счетчиков TX и RX, что подтверждает получение всех отправленных данных:

Если вы хотите отображать текст, который печатаете, то вам нужно включить функцию Local echo на вкладке Terminal при открытии порта. Важно: после включения функции Local echo, если вы замкнули TX и RX, то текст в терминале удвоится, потому что будет отображен вводимый символ и тот, который получен обратно.

Функция Local echo включена: печатаемый текст отображается.

Схемы подключения внешнего устройства с RS-232:

Ниже перечислено несколько способов подключения разъёма RS-232 в зависимости от соединяемых устройств:

Прямой кабель DTE-DCE (компьютер-модем).

Нуль-модемный кабель DCE-DCE (модем-модем).

Нуль-модемный кабель DTE-DTE (компьютер-компьютер).

Как проверить RS-422 интерфейс?

Для проверки RS-422 можно также воспользоваться простым способом: достаточно замкнуть контакты TD+ на RD+ и TD- на RD-. Тогда все переданные данные будут приняты обратно.

Схема замыкания контактов для проверки работы RS-422.

Убедитесь, что UPort настроен на RS-422:

В терминале видны данные, которые мы отправили в СОМ-порт:

Схема подключения внешнего устройства с RS-422:

Как проверить RS-485 интерфейс?

Интерфейс RS-485 может быть реализован на 2 или 4 контактах.

Для варианта RS-485 с 4 контактами проверка сводится к тем же действиям, что и в RS-422, с таким же подключением контактов TD+ на RD+ и TD- на RD.

Для варианта RS-485 с 2 контактами нужно использовать внешнее устройство для проверки работы. Это может быть второй порт UPort или заведомо исправное устройство с RS-485.

Схема соединения тестируемого устройства с 2-контактным RS-485 с заведомо исправным прибором.

Убедитесь, что UPort настроен на RS-485 и правильно указано количество контактов:

Схема подключения внешнего устройства с RS-485:

Подтягивающие и согласующие резисторы:

В некоторых моделях UPort есть встроенные резисторы, которые обеспечивают правильную работу линий RS-422/485.

Согласующий резистор или терминатор 120 Ом – ставится в начале и конце линии для предотвращения отражения сигнала от конца линии и искажения полезного сигнала в RS-422/485.

При большой длине линии связи (более 100 метров) возникают эффекты длинных линий, которые связаны с индуктивностью и ёмкостью кабеля. Получается, что сигнал, переданный в линию с одной стороны, начинает искажаться по мере распространения в другую сторону. Поскольку на практике кабель на всей длине имеет одинаковые параметры погонной ёмкости и индуктивности, это свойство кабеля характеризуют волновым сопротивлением. Поэтому, если на приёмном конце кабеля использовать резистор с сопротивлением, равным волновому сопротивлению кабеля, то негативные резонансные явления значительно ослабляются.

Подтягивающие резисторы (pull high/low resistors) – предназначены для ограничения тока, протекающего по сигнальным цепям, и чтобы сделать состояние цифрового входа по умолчанию высоким или низким.

Цифровой вход нельзя напрямую подключить к питанию без ограничения тока, а также нельзя оставлять вход без подключения к чему либо, т.к. возможны ложные изменения состояния входа из-за внешних наводок.

Цепь с подтягивающим резистором можно представить в виде делителя напряжения из двух резисторов — одного подтягивающего и другого на месте кнопки.

Логический вход имеет ёмкость относительно земли, что влияет на время нарастания или спада сигнала при размыкании кнопки. Время спада или нарастания — это время между размыканием кнопки и достижением сигнала порогового напряжения, при достижении которого логическим входом фиксируется изменение логического состояния с высокого «1» на низкий «0» или наоборот.

Время спада и нарастания — зависит от произведения сопротивления, ёмкости и коэффициента, который учитывает пороговое напряжение. При подключении различных устройств значение ёмкости изменяется, это ведет к изменению формы сигнала, что может негативно сказаться на правильном определении уровня сигнала.

Поэтому иногда требуется подстройка значений подтягивающих резисторов для восстановления формы сигнала.

Так может выглядеть сигнал при разных значениях подтягивающего резистора.

Обычно значения подтягивающих резисторов по умолчанию оптимальны, но если форма сигнала сильно искажена или данные передаются с ошибками, то вам следует изменить значения подтягивающих резисторов.

На рисунке показан пример расположения переключателей для изменения значений подтягивающих резисторов:

Распиновка разъема UPort 1150.

Ниже представлены схемы распиновки UPort 1150 для COM-портов двух типов:

Распиновка UPort 1150 для разъёма типа DB9M.

Распиновка переходника UPort 1150 с DB9 на клеммную колодку.

Рекомендации по устранению неисправностей.

1. Если вы настроили подключение, но оно не работает, убедитесь, что ваш конвертер исправен и настроен правильно. Рекомендации по проверке RS-232/422/485 даны выше.
2. Проблема может быть в подключении к конечному устройству, проверьте распиновку конвертера и конечного устройства.
3. Проблема может быть в отличающихся параметрах СОМ-порта на конвертере и конечном устройстве: скорости, четности, типе интерфейса, протоколе данных и т.д.
4. Также можно изменить номинал подтягивающих резисторов и добавить согласующий резистор (для RS-422/485).
5. Проблема может быть в программном обеспечении, попробуйте использовать другое ПО для проверки, например PComm Lite.

Оригинал статьи на сайте moxa.pro.

Если у Вас есть вопросы по продукции МОХА, обращайтесь по телефону:

+7 (495) 419-1201 или по e-mail: russia@moxa.pro