Actions

KAmodRPi UART RS485 ISO (PL): Difference between revisions

From Kamamilabs.com - Wiki

← Older edit
 
(42 intermediate revisions by the same user not shown)
Line 1: Line 1:
__jzpdf__
__jzpdf__
====== Opis ======
====== Opis ======
KAmodRPi UART RS485 ISO to transceiver magistrali RS485 sterowany z interfejsu UART, kompatybilny z SBC rodziny Raspberry Pi. Po stronie magistrali RS485 zastosowano układ MAX13487, który ma funkcję automatycznego sterowania kierunkiem transmisji. Takie rozwiązanie wymaga tylko 2 sygnałów - RXD i TXD do poprawnej, dwukierunkowej komunikacji z użyciem standardowego interfejsu UART. Sygnały sterujące są połączone poprzez obwody zapewniające separację galwaniczną. Dodatkowo moduł jest wyposażony w zabezpieczenie przepięciowe na liniach magistrali RS485 oraz umożliwia dołączenie rezystancji 120 Ω pełniącej funkcję terminatora magistrali RS485.
[https://kamami.pl/moduly-komunikacyjne/1187255-kamodrpi-uart-rs485-iso-transceiver-rs485-z-izolacja-galwaniczna-do-raspberry-pi.html KAmodRPi UART RS485 ISO] to transceiver magistrali RS485 sterowany z interfejsu UART, kompatybilny z SBC rodziny Raspberry Pi. Po stronie magistrali RS485 zastosowano układ MAX13487, który ma funkcję automatycznego sterowania kierunkiem transmisji. Takie rozwiązanie wymaga tylko 2 sygnałów - RXD i TXD do poprawnej, dwukierunkowej komunikacji z użyciem standardowego interfejsu UART. Sygnały sterujące są połączone poprzez obwody zapewniające separację galwaniczną. Dodatkowo moduł jest wyposażony w zabezpieczenie przepięciowe na liniach magistrali RS485 oraz umożliwia dołączenie rezystancji 120 Ω pełniącej funkcję terminatora magistrali RS485.
 
<center>
<center>
[[File:foto.png|none|600px|thumb|center]]
[[File:1187255 1.jpg|none|800px|thumb|center]]
</center>
</center>


Line 15: Line 14:
* Szybkość transmisji – max 500 kbps
* Szybkość transmisji – max 500 kbps
* Liczba modułów dołączonych do magistrali – max 128
* Liczba modułów dołączonych do magistrali – max 128
* Niezależne zasilanie obwodów linii RXD i TXD umożliwiające współpracę z układami działającymi z napięciem w zakresie 2,0….5,5 V (nie wymaga dodatkowych translatorów napięć)
* Niezależne zasilanie obwodów linii RXD i TXD umożliwiające współpracę z układami działającymi z napięciem w zakresie 2,0-5,5 V (nie wymaga dodatkowych translatorów napięć)
* Sygnalizacja nadawania/odbierania danych – diody LED
* Sygnalizacja nadawania/odbierania danych – diody LED
* Dołączana rezystancja 120 Ω (terminator magistrali)
* Dołączana rezystancja 120 Ω (terminator magistrali)
Line 27: Line 26:
* Płytka i złącze w standardzie Raspberry Pi Zero
* Płytka i złącze w standardzie Raspberry Pi Zero
* Wymiary: 65 mm x 30 mm x 20 mm
* Wymiary: 65 mm x 30 mm x 20 mm
===== Wyposażenie standardowe =====
===== Wyposażenie standardowe =====
<center>
<center>
Line 42: Line 42:
*Zestaw umożliwiający przykręcenie nakładki do płytki Raspberry
*Zestaw umożliwiający przykręcenie nakładki do płytki Raspberry
|}
|}
</center>
<center>
[[File:1187255_2.jpg|none|800px|thumb|center]]
</center>
</center>


===== Schemat elektryczny =====
===== Schemat elektryczny =====
<center>
<center>
[[File:foto.png|none|950px|thumb|center]]
[[File:KAmodRPi_UART_RS485_ISO_schemat.jpg|none|950px|thumb|center]]
</center>
 
===== Opis wyprowadzeń =====
<br><b>
J1 (goldpin 2x5, raster 2,54 mm)</b>
<center>
{| class="wikitable"  style="width: 1000px;"
|-
! style="text-align: center;"|Nr wyprowadzenia
! style="text-align: center;"|Oznaczenie
! style="text-align: center;"|Funkcja
|-
| style="text-align: center;"|1, 2
| style="text-align: center;”|+5V
| style="text-align: center;”|Wejście zasilania 5 V
|-
| style="text-align: center;"|3, 12
| style="text-align: center;”|VIO
| style="text-align: center;”|Wejście zasilania określające poziom napięcia po stronie interfejsu UART
|-
| style="text-align: center;"|4, 11
| style="text-align: center;”|GND
| style="text-align: center;”|Wejście masy zasilania
|-
| style="text-align: center;"|5
| style="text-align: center;”|DIN
| style="text-align: center;”|Wejście danych - z interfejsu UART
|-
| style="text-align: center;"|6
| style="text-align: center;”|GPIO14
| style="text-align: center;”|Przeniesiony sygnał GPIO14 (TXD) ze złącza RPi
|-
| style="text-align: center;"|7
| style="text-align: center;”|DOUT
| style="text-align: center;”|Wyjście danych - do interfejsu UART
|-
| style="text-align: center;"|8
| style="text-align: center;”|GPIO15
| style="text-align: center;”|Przeniesiony sygnał GPIO15 (RXD) ze złącza RPi
|-
| style="text-align: center;"|9
| style="text-align: center;”|RXEN
| style="text-align: center;”|Wejście blokowania odbioru danych:
1 – odbiór aktywny, 0 – odbiór zablokowany
(wewnętrznie podciągnięty do 1)
|-
| style="text-align: center;"|10
| style="text-align: center;”|GPIO18
| style="text-align: center;”|Przeniesiony sygnał GPIO18 ze złącza RPi
|}
</center>
<br><b>
J2 (goldpin 2x20, raster 2,54 mm)</b>
<center>
{| class="wikitable"  style="width: 1000px;"
|-
! style="text-align: center;"|Typ złącza
! style="text-align: center;"|Funkcja
 
|-
| style="text-align: center;"|Złącze 40-stykowe
w standardzie Raspberry Pi
 
| style="text-align: left;”|
*Dostarcza napięcia 5V z płytki RPi do zasilania modułu
*Dostarcza napięcia 3,3V z płytki RPi do obwodu VIO, który określa poziom napięcia po stronie interfejsu UART
*Przenosi sygnały GPIO14 (TXD), GPIO15 (RXD) oraz GPIO18 na styki złącza J1
 
 
 
|}
 
</center>
<br><b>
J3 (Phoenix Contact MC 3,81 mm)</b>
<center>
{| class="wikitable"  style="width: 1000px;"
|-
! style="text-align: center;"|Nr wyprowadzenia
! style="text-align: center;"|Oznaczenie
! style="text-align: center;"|Funkcja
|-
| style="text-align: center;"|1
| style="text-align: center;”|A, +
| style="text-align: center;”|Wyjście/wejście <b>dodatnie </b>transceivera RS485 stan recesywny A>B, stan dominujący A<B
|-
| style="text-align: center;"|2
| style="text-align: center;”|B, -
| style="text-align: center;”|Wyjście/wejście <b>ujemne</b> transceivera RS485 stan recesywny A>B, stan dominujący A<B
|}
 
</center>
</center>


<br><b>
J4 (goldpin 1x3, raster 2,54 mm)</b>
<center>
{| class="wikitable"  style="width: 1000px;"
|-
! style="text-align: center;"|Typ złącza
! style="text-align: center;"|Funkcja
|-
| style="text-align: center;"|Goldpin + zworka


===== Opis wyprowadzeń =====
| style="text-align: left;”|
*Zworka na szpilkach 1-2: dołączony rezystor 120 Ω do linii RS485
*Zworka na szpilkach 2-3 (lub brak zworki): linie RS485 bez dołączonego rezystora
|}
 
</center>
<br>


===== Terminator magistrali =====
===== Terminator magistrali =====
Moduł pozwala na dołączenie do linii magistrali RS485 rezystora 120 Ω, pełniącego rolę tzw. terminatora magistrali. Rozwiązanie to należy stosować tylko wtedy, gdy moduł znajduje się na jednym z końców magistrali RS485. Funkcja jest aktywna, gdy zworka znajduje się na szpilkach 1-2 <b>J4</b>.
<center>
[[File:KAmodRPi_UART_RS485_ISO_120.jpg|none|450px|thumb|center]]
</center>


===== Wejście/wyjście danych UART =====
===== Wejście/wyjście danych UART =====
Sygnał TX wychodzący z interfejsu UART należy dołączyć do styku <b> DIN </b> J1. Sygnał RX, który będzie trafiał do interfejsu UART należy dołączyć do styku <b> DO </b> J1.
Jeżeli moduł będzie dołączony do SBC rodziny Raspberry Pi, to wystarczy założyć 2 zworki łączące styki DIN-IO14 oraz DO-IO15, aby połączyć moduł z interfejsem UART komputerka RPi – wyprowadzenia GPIO14 (TXD) i GPIO15 (RXD).
<center>
[[File:KAmodRPi_UART_RS485_ISO_uart.jpg|none|450px|thumb|center]]
</center>


===== Możliwość zablokowania odbioru danych (blokowanie sygnału RXD) =====
===== Możliwość zablokowania odbioru danych (blokowanie sygnału RXD) =====
Sygnał RX, który będzie trafiał do interfejsu UART ze styku <b> DO </b> J1 może zostać zablokowany (np. wtedy, gdy aplikacja jest w trakcie uruchamiania i nie jest gotowa na przyjmowanie danych). Wejście blokowania odbioru danych to styk <b> REN </b> J1. Gdy znajduje się w stanie wysokim „1” – odbiór danych działa normalnie; gdy znajduje się w stanie niskim „0” – odbiór danych jest zablokowany, wyjście znajduje się w stanie wysokiej impedancji. Sygnał REN jest wewnętrznie podciągnięty do „1”.
Jeżeli moduł będzie dołączony do SBC rodziny Raspberry Pi, to wystarczy założyć zworkę na styki REN-IO18, aby połączyć sygnał REN z wyprowadzeniem GPIO18 komputerka RPi.
<center>
[[File:KAmodRPi_UART_RS485_ISO_ren.jpg|none|450px|thumb|center]]
</center>


===== Zasilanie modułu =====
===== Zasilanie modułu =====
Moduł może być używany bez połączenia z SBC rodziny Raspberry Pi. Należy wtedy doprowadzić zasilanie o napięciu 5V (min 100mA) do styków <b>+5V </b> i <b>GND</b> złącza J1. Ponadto należy doprowadzić zasilanie o napięciu z zakresu 2,0...5,5V (o. 10 mA) do styków <b>VIO</b> i <b>GND.</b> Napięcie VIO określa poziom napięcia sygnałów DIN oraz DO, które będą dołączone do linii TX i RX interfejsu UART.
Styki <b>+5V</b>, <b>GND</b> oraz <b>VIO</b> występują na złączu po 2 razy, ale są to te same sygnały (wystarczy dołączyć 5V do jednego ze styków <b>+5V</b>).
<center>
[[File:KAmodRPi_UART_RS485_ISO_pwr.jpg|none|450px|thumb|center]]
</center>


===== Złącze magistrali RS485 =====
===== Złącze magistrali RS485 =====
Moduł jest wyposażony w złącze magistrali RS485 typu Phoenix Contact MC 3,81 mm. Zapewnia ono łatwy montaż przewodów oraz umożliwia szybkie dołączanie/rozłączanie.
<center>
[[File:KAmodRPi_UART_RS485_ISO_RS485.jpg|none|450px|thumb|center]]
</center>


===== Sygnalizacja nadawania/odbierania =====
===== Sygnalizacja nadawania/odbierania =====
Moduł sygnalizuje nadawanie/odbieranie danych do/z magistrali RS485 za pomocą miniaturowych wskaźników LED, oznaczonych na płytce odpowiednio TX i RX.
<center>
[[File:KAmodRPi_UART_RS485_ISO_led.jpg|none|450px|thumb|center]]
</center>


===== Złącze GPIO kompatybilne z SCR rodziny Raspberry Pi =====
===== Złącze GPIO kompatybilne z SBC rodziny Raspberry Pi =====
Płytka zawiera 40-stykowe złącze J2 kompatybilne ze złączem GPIO SBC rodziny Raspberry Pi. Sygnały istotne dla działania modułu zostały zaznaczone na rysunku. Są one również połączone z odpowiednimi stykami na złączu J1.
<center>
[[File:KAmodRPi_UART_RS485_ISO_gpio.jpg|none|450px|thumb|center]]
</center>
 
===== Instalacja modułu na złączu komputera Raspberry Pi =====
<center>
[[File:1187255_3.jpg|none|500px|thumb|center]]
</center>
Instalacja modułu na złączu komputera Raspberry Pi
<center>
[[File:1187255_4.jpg|none|500px|thumb|center]]
</center>
Instalacja modułu na złączu komputera Raspberry Pi Zero
<center>
{| class="wikitable"  style="width: 600px; text-align: center; color: red;"
|-
! style="text-align: center;"|Widoczne na zdjęciach komputery Raspberry Pi nie są dołączone do zestawu.
|}
</center>


===== Wymiary =====
===== Wymiary =====
Płytka została zaprojektowana tak, aby wymiarami oraz otworami montażowymi odpowiadała płytce Raspberry Pi Zero.
<center>
[[File:KAmodRPi_UART_RS485_ISO_wymiary.jpg|none|500px|thumb|center]]
</center>


===== Linki zewnętrzne =====
===== Linki zewnętrzne =====
*[https://wiki.kamamilabs.com/images/9/99/MAX13487E-MAX13488E.pdf Karta katalogowa układu MAX13487E firmy MAxim]
*[https://wiki.kamamilabs.com/images/7/70/MAX13487E-MAX13488E.pdf Karta katalogowa układu MAX13487E firmy Maxim]

Latest revision as of 06:50, 19 January 2024

Opis

KAmodRPi UART RS485 ISO to transceiver magistrali RS485 sterowany z interfejsu UART, kompatybilny z SBC rodziny Raspberry Pi. Po stronie magistrali RS485 zastosowano układ MAX13487, który ma funkcję automatycznego sterowania kierunkiem transmisji. Takie rozwiązanie wymaga tylko 2 sygnałów - RXD i TXD do poprawnej, dwukierunkowej komunikacji z użyciem standardowego interfejsu UART. Sygnały sterujące są połączone poprzez obwody zapewniające separację galwaniczną. Dodatkowo moduł jest wyposażony w zabezpieczenie przepięciowe na liniach magistrali RS485 oraz umożliwia dołączenie rezystancji 120 Ω pełniącej funkcję terminatora magistrali RS485.

Podstawowe cechy i parametry
  • Moduł transceivera magistrali RS485 sterowany z interfejsu UART
  • Transceiver magistrali RS485 typu MAX13487
  • Automatyczne przełączanie pomiędzy nadawaniem/odbieraniem danych
  • Tylko 2 sygnały RXD i TXD potrzebne do poprawnej, dwukierunkowej komunikacji (nie wymaga sygnału TX ENABLE)
  • Komunikacja typu Half-duplex
  • Szybkość transmisji – max 500 kbps
  • Liczba modułów dołączonych do magistrali – max 128
  • Niezależne zasilanie obwodów linii RXD i TXD umożliwiające współpracę z układami działającymi z napięciem w zakresie 2,0-5,5 V (nie wymaga dodatkowych translatorów napięć)
  • Sygnalizacja nadawania/odbierania danych – diody LED
  • Dołączana rezystancja 120 Ω (terminator magistrali)
  • Możliwość zablokowania odbioru danych (blokowanie sygnału RXD)
  • Separacja galwaniczna do 1 kV
  • Zabezpieczenie przepięciowe na liniach magistrali RS485
  • Złącze magistrali RS485 typu Phoenix Contact MC 3,81 mm
  • Zasilanie 5 V poprzez złącze w standardzie RPi Zero lub szpilki goldpin
  • Pobór prądu max 100 mA
  • Temperatura pracy: -40°C ~ 85°C
  • Płytka i złącze w standardzie Raspberry Pi Zero
  • Wymiary: 65 mm x 30 mm x 20 mm
Wyposażenie standardowe
Kod Opis
KAmodRPi UART RS485 ISO
  • Zmontowany i uruchomiony moduł
4 x Tulejka montażowa

8 x Śrubka montażowa
  • Zestaw umożliwiający przykręcenie nakładki do płytki Raspberry
Schemat elektryczny
Opis wyprowadzeń


J1 (goldpin 2x5, raster 2,54 mm)

Nr wyprowadzenia Oznaczenie Funkcja
1, 2 +5V Wejście zasilania 5 V
3, 12 VIO Wejście zasilania określające poziom napięcia po stronie interfejsu UART
4, 11 GND Wejście masy zasilania
5 DIN Wejście danych - z interfejsu UART
6 GPIO14 Przeniesiony sygnał GPIO14 (TXD) ze złącza RPi
7 DOUT Wyjście danych - do interfejsu UART
8 GPIO15 Przeniesiony sygnał GPIO15 (RXD) ze złącza RPi
9 RXEN Wejście blokowania odbioru danych:

1 – odbiór aktywny, 0 – odbiór zablokowany (wewnętrznie podciągnięty do 1)

10 GPIO18 Przeniesiony sygnał GPIO18 ze złącza RPi


J2 (goldpin 2x20, raster 2,54 mm)

Typ złącza Funkcja
Złącze 40-stykowe

w standardzie Raspberry Pi

  • Dostarcza napięcia 5V z płytki RPi do zasilania modułu
  • Dostarcza napięcia 3,3V z płytki RPi do obwodu VIO, który określa poziom napięcia po stronie interfejsu UART
  • Przenosi sygnały GPIO14 (TXD), GPIO15 (RXD) oraz GPIO18 na styki złącza J1



J3 (Phoenix Contact MC 3,81 mm)

Nr wyprowadzenia Oznaczenie Funkcja
1 A, + Wyjście/wejście dodatnie transceivera RS485 stan recesywny A>B, stan dominujący A<B
2 B, - Wyjście/wejście ujemne transceivera RS485 stan recesywny A>B, stan dominujący A<B


J4 (goldpin 1x3, raster 2,54 mm)

Typ złącza Funkcja
Goldpin + zworka
  • Zworka na szpilkach 1-2: dołączony rezystor 120 Ω do linii RS485
  • Zworka na szpilkach 2-3 (lub brak zworki): linie RS485 bez dołączonego rezystora


Terminator magistrali

Moduł pozwala na dołączenie do linii magistrali RS485 rezystora 120 Ω, pełniącego rolę tzw. terminatora magistrali. Rozwiązanie to należy stosować tylko wtedy, gdy moduł znajduje się na jednym z końców magistrali RS485. Funkcja jest aktywna, gdy zworka znajduje się na szpilkach 1-2 J4.

Wejście/wyjście danych UART

Sygnał TX wychodzący z interfejsu UART należy dołączyć do styku DIN J1. Sygnał RX, który będzie trafiał do interfejsu UART należy dołączyć do styku DO J1. Jeżeli moduł będzie dołączony do SBC rodziny Raspberry Pi, to wystarczy założyć 2 zworki łączące styki DIN-IO14 oraz DO-IO15, aby połączyć moduł z interfejsem UART komputerka RPi – wyprowadzenia GPIO14 (TXD) i GPIO15 (RXD).

Możliwość zablokowania odbioru danych (blokowanie sygnału RXD)

Sygnał RX, który będzie trafiał do interfejsu UART ze styku DO J1 może zostać zablokowany (np. wtedy, gdy aplikacja jest w trakcie uruchamiania i nie jest gotowa na przyjmowanie danych). Wejście blokowania odbioru danych to styk REN J1. Gdy znajduje się w stanie wysokim „1” – odbiór danych działa normalnie; gdy znajduje się w stanie niskim „0” – odbiór danych jest zablokowany, wyjście znajduje się w stanie wysokiej impedancji. Sygnał REN jest wewnętrznie podciągnięty do „1”. Jeżeli moduł będzie dołączony do SBC rodziny Raspberry Pi, to wystarczy założyć zworkę na styki REN-IO18, aby połączyć sygnał REN z wyprowadzeniem GPIO18 komputerka RPi.

Zasilanie modułu

Moduł może być używany bez połączenia z SBC rodziny Raspberry Pi. Należy wtedy doprowadzić zasilanie o napięciu 5V (min 100mA) do styków +5V i GND złącza J1. Ponadto należy doprowadzić zasilanie o napięciu z zakresu 2,0...5,5V (o. 10 mA) do styków VIO i GND. Napięcie VIO określa poziom napięcia sygnałów DIN oraz DO, które będą dołączone do linii TX i RX interfejsu UART. Styki +5V, GND oraz VIO występują na złączu po 2 razy, ale są to te same sygnały (wystarczy dołączyć 5V do jednego ze styków +5V).

Złącze magistrali RS485

Moduł jest wyposażony w złącze magistrali RS485 typu Phoenix Contact MC 3,81 mm. Zapewnia ono łatwy montaż przewodów oraz umożliwia szybkie dołączanie/rozłączanie.

Sygnalizacja nadawania/odbierania

Moduł sygnalizuje nadawanie/odbieranie danych do/z magistrali RS485 za pomocą miniaturowych wskaźników LED, oznaczonych na płytce odpowiednio TX i RX.

Złącze GPIO kompatybilne z SBC rodziny Raspberry Pi

Płytka zawiera 40-stykowe złącze J2 kompatybilne ze złączem GPIO SBC rodziny Raspberry Pi. Sygnały istotne dla działania modułu zostały zaznaczone na rysunku. Są one również połączone z odpowiednimi stykami na złączu J1.

Instalacja modułu na złączu komputera Raspberry Pi

Instalacja modułu na złączu komputera Raspberry Pi

Instalacja modułu na złączu komputera Raspberry Pi Zero

Widoczne na zdjęciach komputery Raspberry Pi nie są dołączone do zestawu.
Wymiary

Płytka została zaprojektowana tak, aby wymiarami oraz otworami montażowymi odpowiadała płytce Raspberry Pi Zero.


Linki zewnętrzne
Retrieved from "http://wiki.kamamilabs.com/index.php?title=KAmodRPi_UART_RS485_ISO_(PL)&oldid=3111"