|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Блок гальванічної розв'язки RS-232. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Комп'ютери Між корпусами пов'язаних за інтерфейсом RS-232 приладів, наприклад, комп'ютера та периферійного пристрою, іноді є досить велика різниця потенціалів. Так буває не тільки під час роботи з високовольтними установками, але й при неправильному або ненадійному заземленні звичайних приладів. Поточний в подібних випадках по лініях зв'язку зрівнює струм спотворює сигнали, що передаються, він же нерідко виводить з ладу інтерфейсні мікросхеми, у тому числі розташовані на материнській платі комп'ютера. Заміна останньої – справа не дешева. Уникнути неприємностей допоможе пропонований блок оптичної розв'язки, що передає всі необхідні сигнали без електричного контакту пристроїв, що з'єднуються. В блоці, що описується, електрична ізоляція ланцюгів прийому і передачі сигналів інтерфейсу RS-232 досягнута за допомогою швидкодіючих діодних оптронів і підсилювачів-формувачів сигналів на ОУ. Живлять взаємно ізольовані частини блоку від окремих мережевих джерел. Застосовувати транзисторні оптрони з живленням безпосередньо від ліній інтерфейсу вважають недоцільним. По-перше, недостатня швидкодія більшості таких оптронів не дозволяє досягти швидкості передачі понад 9600 бод. По-друге, зростає ймовірність відмови інтерфейсних мікросхем в результаті додаткового навантаження, що лягає на них. Схема вузла оптичної розв'язки однієї інтерфейсної лінії наведено на рис. 1. Вхідний сигнал стандартних RS-232 рівнів через захисний ланцюг R1VD1VD2 надходить на ОУ DA1, включений за схемою повторювача.
Випромінюючий діод оптрона U1 підключений до виходу DA1 катодом і захищений від зворотної напруги діодом VD3. Резистор R2 обмежує струм через діоди. Якщо напруга на вході вузла негативна (що відповідає передачі лог. 1), через діод, що випромінює, тече струм і фотодіод оптрона U1 під дією ІЧ випромінювання знаходиться в провідному стані. В результаті напруга на вході, що інвертує, ОУ DA2 більше, ніж на неінвертуючому, а на виході вузла - негативне, як і на вході. При позитивному вхідному напрузі (лог. 0) випромінюючий діод оптрона U1 погашений, фотодіод закритий. Тому напруга на виході вузла також позитивна. Завдяки зворотному зв'язку через резистор R7 пороги перемикання вузла розв'язки з 1 в 0 і 0 в 1 неоднакові, що покращує стійкість до перешкод. Рівні вихідної напруги при використанні зазначеного на схемі ОУ та напрузі живлення ±12 В становлять ±10,5 В, що цілком відповідає вимогам стандарту RS-232. Резистор R8 - обмежувальний для встановленого поза розглянутого вузла світлодіода, що сигналізує про логічний рівень, що передається. Напруга живлення на вхідну і вихідну частини вузла розв'язки (відповідно +12 ВI, -12 ВI і +12 ВII, -12 В II) повинні бути подані від попарно ізольованих джерел. Їхні спільні ланцюги Общ. I та Загальн. II також ізольовані один від одного. Друкована плата вузла розв'язки та розташування елементів на ній показано на рис. 2.
ОУ КР544УД2А можна замінити на КР140УД11, КР140УД18 та інші, але при цьому необхідно переконатися, що тимчасові спотворення сигналів, що передаються, не перевищать допустимих для потрібної швидкості передачі даних. Заміну оптрону АОД130А слід підбирати за мінімальною тривалістю наростання та спаду вихідного імпульсу і необхідному для розв'язуваного завдання напруги ізоляції. В одному з варіантів вузла розв'язки був застосований діодний оптрон, що знаходиться всередині мікросхеми К293ЛП1. Наявні у неї висновки дозволяють підключити до оптрону зовнішні ланцюги, як показано на рис. 3. Висновки 7 та 8 залишають вільними. Щоб уникнути пробою між висновками 2 і 4, отвір та контактний майданчик для виведення 3 мікросхеми К293ЛП1 на друкованій платі робити не слід. Сам висновок перед монтажем видаляють.
Для зв'язку пристроїв за інтерфейсом RS-232 часто досить двох ланцюгів: RXD (дані від периферійного пристрою до комп'ютера) і TXD (дані у зворотному напрямку). Схема блоку розв'язки такого випадку показано на рис. 4. Блок складається з двох описаних вище вузлів розв'язки А1 та А2, абсолютно однакових, але включених у зазначені вище ланцюги у протилежних напрямках. Розетку XS1 з'єднують безпосередньо або "модемним" (без перехресних зв'язків) кабелем з вилкою СОМ-порту комп'ютера, а до вилки ХР1 підключають периферійний пристрій так само, як якщо б його підключали до комп'ютера без ізоляції.
Врахуйте, що корпуси роз'ємів інтерфейсних кабелів нерідко виявляються з'єднаними через екранну оплетку останніх з корпусами комп'ютера та периферійного пристрою. Тому корпуси роз'ємів XS1 і ХР1 необхідно ретельно ізолювати один від одного і від корпусу блоку розв'язки (якщо він металевий). Слід пам'ятати, що торкнувшись одночасно двох роз'ємів, можна отримати електричний удар. Перемички між контактами розетки XS1 потрібні, щоб "обдурити" комп'ютер, імітуючи сигнали периферії, які у відповідь його запити. Якщо реальний обмін сигналами, що управляють, все-таки необхідний, перемички видаляють і додають в блок ще по одному вузлу розв'язки для кожної з ліній інтерфейсу. У лінії DCD, RI, CTS, DSR (вхідні комп'ютера) ці вузли включають аналогічно А1. У лінії RTS та DTR (вихідні) - аналогічно А2. Оскільки лінії DCD і RI практично використовують порівняно рідко, зазвичай досить мати шість вузлів розв'язки. Чотири напруги живлення для вузлів розв'язки одержують від ізольованих обмоток II та III трансформатора Т1 за допомогою випрямлячів на діодних мостах VD1 та VD2. Їхні значення не стабілізовані і можуть перебувати в інтервалі 11,5...13,5 В (за абсолютним значенням). Трансформатор живлення Т1 необхідно приділити особливу увагу. Ізоляція між його обмотками повинна витримувати напругу, не меншу за те, на яку розраховані встановлені у вузлах розв'язки оптрони, - 1500 В і більше. Обмотки II і III повинні бути екрановані один від одного та від обмотки I, інакше через паразитну ємність можливе проникнення в лінію зв'язку імпульсних перешкод. Потрібна напруга здатна витримати ізоляція тих малогабаритних трансформаторів, обмотки яких розміщені на різних кернах магнітопроводу або в окремих секціях каркаса на одному керні. Однак готовий трансформатор такої конструкції з потрібними обмотками та ще й з екраном між ними придбати навряд чи вдасться. Залишається підібрати відповідний за габаритною потужністю і перемотати його вторинні обмотки. Перевагу слід віддати трансформатору з порівняно вільним вікном магнітопроводу. Це дозволить без клопоту розмістити обмотки з посиленою ізоляцією та екраном. Розрахунок нових вторинних обмоток складності не представляє При первинній напрузі 220 В та струмі навантаження не менше 30 мА кожна вторинна обмотка повинна давати 20 В (з відведенням від середини). Вимірявши вторинну напругу до переробки трансформатора і підрахувавши в процесі розбирання число витків обмотки, що видаляється, легко визначити потрібне число витків нової. Воно зміниться пропорційно до напруги. Обмотковий провід беруть діаметром 0,1...0,15 мм. Він із запасом витримає потрібне навантаження, а тонший у намотуванні дуже незручний. Трансформатор заводського виготовлення майже завжди залитий лаком, але при деякій навичці його все-таки можна розібрати, не пошкодивши обмотку і пластини магнітопроводу. Я роблю це так. Щоб лезо входило всередину центрального стрижня магнітопроводу, воно має бути досить вузьким. Чим більшу частину пластини вдалося відокремити, тим вища ймовірність успішного розбирання. Далі не сильно, але міцно затискаю магнітопровід у лещатах (через картонні прокладки) і за допомогою підходящої за розміром допоміжної пластини із загартованої сталі вибиваю з каркаса залишену не затиснутою відокремлену від набору пластину. Подальше розбирання зазвичай труднощів не представляє. Закінчивши її, я видаляю з відповідної секції каркаса наявну вторинну обмотку і намотую нові, не забувши передбачити між ними екран - незамкнутий виток із мідної фольги або шар обмотувального проводу виток до витка. Як ізоляція між обмотками або обмоткою та екраном укладаю по кілька шарів промасленого конденсаторного паперу. Її можна "добути", розібравши паперовий конденсатор великої ємності, наприклад, що використовується в пускорегулюючих пристроях люмінесцентних ламп. Закінчивши перемотування, повертаю пластини магнітопроводу на місце. Не варто засмучуватися, якщо кілька пластин залишилися "зайвими". На якість роботи трансформатора це не вплине. Якщо дві вторинні обмотки на каркасі розмістити не вдалося, можна виготовити два однакові трансформатори, кожен з однією добре ізольованою вторинною обмоткою. Їх первинні обмотки включають у мережу паралельно. Зібравши блок, слід передусім перевірити ізоляцію між ланцюгами гнізда XS1 і ХР1. Омметр, увімкнений між будь-яким контактом або корпусом першого і будь-яким контактом або корпусом другого роз'єму, повинен показати нескінченно великий опір. У відповідальних випадках ізоляцію перевіряють мегомметром, що розвиває відповідну випробувальну напругу. Один його висновок підключають до надійно з'єднаних контактів разом з корпусом розетки XS1, другий - аналогічним чином до вилки ХР1. Слід перевірити ізоляцію інтерфейсних ланцюгів і від мережі живлення, а також від магнітопроводу та екрану трансформатора Т1. Перше включення зібраного блоку роблять, не з'єднуючи його з комп'ютером та периферійним пристроєм. Вимірюють напругу на контактах 1, 2, 6, 8, 9 розетки XS1 і контактах 3, 4, 7 вилки ХР1 щодо контакту 5 відповідного роз'єму. Воно має перевищувати +10 В, а при подачі на контакт з тим самим номером протилежного роз'єму напруга нижче -5 В (щодо виведення 5 цього роз'єму) змінитися негативним -10 В або менше. Одночасно має спалахувати відповідний світлодіод. Природно, перевірці підлягають ті ланцюги, які у зібраної конструкції забезпечені вузлами розв'язки. Наприклад, у блоці за схемою, зображеною на рис. 4 достатньо перевірити напругу між контактами 2 і 5 розетки XS1 і між контактами 3 і 5 вилки ХР1 Переконавшись у працездатності блоку, підключають його між комп'ютером та периферійним пристроєм і, включивши живлення (першим - комп'ютера), за допомогою тестової або робочої програми переконуються у правильній передачі даних. Описаний блок у шестиканальному варіанті успішно працює понад півтора року, забезпечуючи зв'язок комп'ютера з осцилографом TDS-340, що знаходиться під потенціалом 2000 В. Блок перевірений і при зв'язку комп'ютера з встановленим в іншому приміщенні промисловим контролером на базі мікропроцесора 18031. Максимальна швидкість передачі інформації – 19200 Бод. У роботі з більш високою швидкістю потреби не виникало, хоча теоретично така можливість є. Автор: Н. Марамигін, м. Москва
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Goodyear на місячному ґрунті ▪ Розумні кросівки Nike справляються зі смартфоном ▪ Якщо дитина знайшла пістолет ▪ Штучні м'язи з натуральних білків
▪ розділ сайту Перетворювачі напруги, випрямлячі, інвертори. Добірка статей ▪ стаття Ніхто не забуто і ніщо не забуто. Крилатий вислів ▪ стаття Що спільного між нашим собакою та закордонними мавпою та равликом? Детальна відповідь ▪ стаття Ложечниця арктична. Легенди, вирощування, способи застосування ▪ стаття Блок живлення, 1-29 вольта 2 ампери. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page