I když již vznikají různé další nové komunikační sběrnice, stále je rozhraní RS-422 nebo RS-485 velmi časté u mnoha průmyslových přístrojů a zařízení. Aby však bylo možné takové průmyslové zařízení připojit k PC nebo notebooku a s přístrojem komunikovat, nastavovat jej nebo naopak z něho získávat naměřená data, je nutné použít některý převodník. Obecně jsou v současné době běžné 3 následující varianty:

• RS-422/485 na RS-232
• RS-422/485 na USB
• RS-422/485 na TCP/IP (Ethernet/WiFi)

První varianta však již není z pohledu praktického použití moc perspektivní a navíc u moderních PC nebo notebooků již RS-232 vůbec není k dispozici. Poslední varianta naopak je velmi perspektivní a univerzální, ale tyto převodníky bývají dost drahé a složitější i na nastavení. Asi v současnosti nejlepší varianta pro připojení průmyslového zařízení s RS-422 nebo RS-485 k běžnému PC je převod na USB. A právě toto jsem zvolit v mém reákném případě, když jsem potřeboval provést připojení zákazníkovi dodávaný detektorů kovů Sartorius k jeho PC. Z několika produktů nabízených na českém trhu jsem se rozhodl zkusit RS-422/485 - USB převodník SB485 firmy Papouch.

Popis převodníku SB485 a jeho zprovoznění

Zásilka, kterou jsem obdržel, představovala "polstrovanou" obálku. Uvnitř jsem nalezl tištění návod, CD-ROM, reklamní leták firmy Papouch, USB kabel a samozřejmě převodník. Ten je velký asi jako trošku větší než malá krabička od zápalek (rozměry 54 x 55 x 24 mm). Jeho v bocích žebrovaté pouzdro je celé z eloxovaného hliníku a slouží zároveň jako chladič pro uvnitř umístěnou elektroniku.

Zatímco na čelní straně je hlavní a jediný ovládací prvek 6místný DIP přepínač doplněný o stručný, ale dobře pochopitelný popis, na obou kratších stranách jsou připojovací místa. Na jedné straně USB konektor a straně opačné 6-místná šroubovací vyjímatelná svorkovnice pro připojení buď dvou vodičů (jednoho zkrouceného páru) sběrnice RS-485 na svorky označené jako TxRx+ a TxRx- nebo čtyř vodičů (dvou zkroucených párů) sériové komunikace RS-422. Zde pak svorky TxRx+ a TxRx- slouží jako vysílací a svorky Rx+ a Rx- jako přijímací. To je myslím dost dobře pochopitelné i bez návodu, kde je však vše pro jistotu velmi dobře popsáno. Na zbylou svorku GND se pak připojuje stínění kabelu. Výběr sériového rozhraní se provádí nastavením dvou přepínačů (3 a 4). Přepínači 1 a 2 se pak volí připojení terminálových (zakončovacích) rezistorů 120 Ohmů pro přizpůsobení vedení a zamezení vzniku odrazů pokud je převodník připojený na konci sběrnice, což v případě linky RS-422 vždy.

Z pohledu připojení převodníku k PC je vše také jednoduché a intuitivní. Případně to vše opět jistí tištěný návod se screenshoty PC obrazovky psaný formou krok za krokem. Po zasunutí USB kabelu připojeného k převodníku do libovolného portu PC se převodník sám zapne, protože je z USB portu i napájen (5 VDC). To na čelním panelu převodníku indikuje červená LED dioda. V případě provozovaného OS Windows pak následuje po chvilce "šrotování disku" tradiční vyskočení okna se žádostí o nahrání ovladačů. Ty jsou uloženy na přiloženém CD-ROMu, který stačí jen zasunout do CD-ROM mechaniky. Pak jen stačí odklikat automatické hledání vhodných ovladačů a ty si Windows bezproblémů natáhne právě z CDéčka a vše se bez postupně automaticky nainstaluje, včetně virtuálního sériového portu. Ten převádí USB komunikaci na virtuální RS-232 rozhraní, takže v PC se objeví jako nový sériový COM port, obvykle ten první volný (mě až COM13). Dále pak lze v PC s ním pracovat jako s každým jiným COM portem (jen mimo některé programy - terminály, které neumožňují navolit COM větší než např. COM4).

Nastavení parametrů sériové komunikace (přenos. rychlost, parita, stop bit, řízení apod.) se provádí přímo ve správě hardwaru v ovládacím panelu OS Windows. Zde lze i ručně změnit automatické přiřazení COM portu na libovolný jiný volný. Pak už jen stačí otevřít například program Hyperterminál, navolit příslušné parametry virtuálního sériového portu a už lze s přístrojem na druhém konci kabelu (RS-422 nebo RS-485 linky) komunikovat. Průchod dat přes převodník signalizují poblikáváním dvě žluté LED Rx a Tx.

Mimo základní jednoduchou RS-422 komunikaci a převod je k dispozici ještě funkce RS-422 MULTIMASTER zvolitelná přepnutím obou DIP přepínačů 3 a 4 do polohy ON. Ta je vhodná pro případy, kdy má na linku spolu s převodníkem vysílat ještě další zařízení. Budič převodníku je pak v tomto režimu odpojován a tedy umožňuje vysílat i dalším zařízením. V tomto případě však může nastat situace, že všechny zařízení jen poslouchají (jsou na příjmu) a žádné nevysílá. V této době pak není stav linky nijak definován a je extrémě citlivá na rušení. Proto lze volbou BIAS485 (přepínače 5 a 6) připojit vv převodníku vestavěné rezistory 680 Ohmů, které na lince definují klidový stav.

Převodník SB485 uvnitř

Každý správný technik se však nespokojí jen s provozem a chce se podívat jako to vypadá uvnitř. Zde u převodníku je to snadné, pokud máte po ruce středně velký křížový šroubovák. Nic víc k tomu není potřeba, protože stačí vyšroubovat 4 zapuštěné šroubky na hladkých stranách s konektorem, resp. svorkovnicí, kterou je předtím nutné vytáhnout. Žádné dnes tolik obvyklé různé západky a podobné mechanismy, které otevření stěžují, se zde nevyskytují.

Uvnitř je pěkně navržený plošňáček obsahující nejen z vnějšku viditelné 3 indikační LED diody, DIP přepínače a oba konektory, ale i například integrovaný obvod FTDI FT232RL realizující převodník USB na UART komunikaci, obvod 3kanálového digitálního galvanického oddělení ADuM3301 společnosti Analog Devices s technologií iCoupler nebo dva nízkopříkonové 5 V transceivery EIA RS-485 vytvářející sériové RS rozhraní. Napájení převodníku je díky jeho nízké spotřebě realizováno přímo z USB kabelu přes 1W 5V DC/DC měnič TRACO POWER TMA05005S.

Praktické použití převodníku

Převodník je možné použít kdekoliv, kde je prostě nutné číst, přijímat a vysílat data z RS-485 nebo z RS-422 (můj případ) do a z PC, či jiného počítače, kde není průmyslová sériová komunikace přímo podporována. To se hodí nejen pro ladění průmyslových zařízení, ale i při požadavku přenosu dat z průmyslového stroje do běžného kancelářského PC. Jen připomínám, že RS-422 je prakticky plně duplexní "dlouhá" sériová komunikace na vzdálenost až 1 200 m, zatímco RS-485 je poloduplexní sběrnice pro vzájemnou komunikaci více zařízení připojených na jeden kabel.

V mém případě bylo připojení detektorů kovů Sartorius MDPplus k notebooku Acer s Windows XP jen otázkou několika minut. Na zařízení se vývody Tx+ a Tx- připojí u převodníku na Rx+ a Rx- a vstupy zařízení Rx+ a Rx- se připojí na svorky označené jako RxTx+ a RxTx-. Po hardwarové i softwarovém nastavení RS-422 komunikace na straně detektoru a navolení RS-422 komunikace přepínači 3 a 4 na převodníku pak komunikace, resp. přenos výpisu ASCII protokolu probíhala bez problémů jako "po drátkách". Samozřejmě v notebooku již musí být nainstalovány výše zmíněné ovladače realizující virtuální sériový port.

Závěr

RS-422/485 - USB převodník SB485 je velmi povedený a jde o opravdu profesionální zařízení vhodné pro nasazení i do drsného prostředí těžkého průmyslu. Pouzdro je dostatečně odolné (nic není plastové) a použití převodníku je jednoduché. Za to se však platí cenou 2 580,- Kč bez DPH.

DOWNLOAD & Odkazy

• Domovská stránka firmy Papouch s.r.o., výrobce různých převodníků - www.papouch.com
• Domovská stránka společnosti Sartorius Mechatronic GmdH, výrobce detektorů kovů - www.sartorius.com