Miniaturowy moduł interfejsu RS485 dla Raspberry Pi, launchpadów i nie tylko

Czwartek, 01 Listopad 2018

Komunikacja i wymiana danych pomiędzy urządzeniami elektronicznymi ma ogromne znaczenie w dobie powszechnego zastosowania sensorów oraz rozwoju IoT. Przedstawiony moduł umożliwia połączenie przewodowe w przemysłowym standardzie RS485.

Moduł jest oparty o dwukierunkowy nadajnik-odbiornik RS485 typu MAX13487 z obwodem automatycznej detekcji kierunku transmisji. Układ ma obwody nadajnika/odbiornika oraz dodatkowy obwód automatycznego określania kierunku transmisji. Ułatwia on realizację interfejsów RS485, gdy nie ma dostępu do sygnału przełączającego kierunek transmisji, na przykład, w wypadku izolacji galwanicznej magistrali RS485. Tryb jest aktywny, gdy wejście !RE jest połączone z zasilaniem. W module tryb jest aktywny zawsze, co zapewnia zgodność z XBee w podstawowej konfiguracji, gdzie dostępne są tylko sygnały DIN/DOUT.

Schemat ideowy modułu pokazano na rysunku 1. Jest on zgodny mechanicznie ze standardem XBee, co ułatwia jego zastosowanie w szeregu płytek uruchomieniowych wyposażonych w zgodną podstawkę między innymi Raspberry Pi (AVT1854 z EP 6/2015), Launchpad (AVT5476 z EP 11/2014), Arduino itd. Uzupełnia on zestaw modułów komunikacyjnych przedstawiony w EP 9/2015 (kity AVT5513). Uwaga! Moduł jest zasilany napięciem 3,3 V i w takim standardzie muszą być sygnały RXD/TXD.

Rysunek 1. Schemat ideowy modułu interfejsu Xbee_RS485N

MAX13487 pracuje przy zasilaniu 5 V, co wymaga zastosowania przetwornicy podwyższającej 3,3 V/5 V opartej o U2 typu MCP1640 oraz konwerterów poziomów U3, U4 typu 74LVC1T45. Dioda D1 zabezpiecza U1 przed skutkami wyładowań ESD. Rezystor R5 ze zworą RT umożliwia załączenie terminatora magistrali w zależności od fizycznej lokalizacji modułu.

Moduł zmontowano na dwustronnej płytce drukowane. Jej schemat montażowy pokazano na rysunku 2. Gotowy moduł nie wymaga uruchamiania. Dla przetestowania działania można zestawić dwa moduły bazowe XBeeUSB, połączyć skrętką zaciski A-A, B-B modułów XBee_RS485N, podłączyć je do dwóch komputerów z jakimkolwiek terminalem szeregowym. Po ustawieniu zgodnych parametrów transmisji np. 9600, 8, N, 1 powinna być możliwa komunikacja pomiędzy terminalami.