OPG485
Opakovač RS485 s galvanicky oddělenými obvody
Technické údaje:
| přenosové rychlosti: | 2400, 4800, 7200, 9600, 14400, 19200, (25600, 28800 ;tyto dvě bez záruky) mini DIP switch
| | zpoždění přenosu: | 0.5 …1 Bd podle míry zkreslení (zaoblení hran) vst. signálu
| | vstupní odpor: | 15kW
| | výstupní odpor : | 200W (pouze při přenosu dat, jinak 3.stav)
| | přepínání směru toku dat: | automatické, odvozené od start bitu
| | přepěťová ochrana: | bleskojistka 20kA/20A, následná měkká ochrana s transilem
| | napájecí napětí: | 24...35V= nebo 20...24V~ při poklesu napětí pod 22V= přestávají fungovat optrony
| | galvanické oddělení | 2kV (obě signální strany mezi sebou i proti napájení)
| | rozměry: | 
|
Použití
Pro sběrnici RS485, speciálně vyvinuto pro C-Bus (Honeywell) s komunikačními moduly XD505 (4800,9600,19200 Bd).
- Ke galvanickému oddělení kontroleru od sběrnice RS485
- K rozdělení příliš dlouhé sběrnice na segmenty přijatelné délky (< 1.2km)
 K rozbití hvězdicové topologie - jednotlivé kabely sběrnice nemají být spojeny v uzlu (impedanční nepřizpůsobení, kumulace odražených vln) opakovač vřazený mezi uzel a paprsek jej impedančně zcela oddělí.
Zapojení dvou opakovačů k rozbočení signálu (=funkční obdoba opakovače OY485, ovšem zde s galvanickým oddělením !).
Na jedné straně (tedy v uzlu) lze paralelně spojit i 10 opakovačů.
Popis funkce
- V klidovém stavu jsou obě strany opakovače přepnuty do režimu čtení.
- V okamžiku příchodu dat z některé strany přepne opakovač protilehlou stranu na zápis a data odesílá. Každý baud vzorkuje v jeho předpokládaném středu (odvozeno od sestupné hrany start bitu), zjištěnou logickou úroveň okamžitě odesílá na výstupní straně s ostrými hranami a definovanou šířkou pulsu.
- Po ukončení přenosu přechází opakovač opět do režimu monitorování obou stran sběrnice RS485.
Bezpodmínečně nutné je správně nastavit vlastnosti přenášených dat - přenosovou rychlost a celkový počet bitů v jednom přenášeném bajtu - viz. nastavení parametrů komunikace
Výstupní napětí v klidovém stavu
Svorka A má v klidu proti svorce B kladné napětí velikosti přibližně 0.5V. Ke stanovení polarity svorek na druhém konci kabelu toto napětí postačuje.
Menší klidové předpětí navíc méně ovlivňuje přenos dat na větší vzdálenosti a ve svém důsledku vede k mírnému zvýšení dosahu komunikace.
Dosažitelná přenosová vzdálenost
je nepřímo úměrná zvolené rychlosti. Obecně uváděná vzdálenost 1200 m je dosažitelná při přenosové rychlosti 9600 Bd. Pro ostatní přenosové rychlosti platí nepřímá úměra - kolikrát je rychlost vyšší, tolikrát se délkový segment zkracuje a naopak.
Je-li možnost kabelovou trasu rozdělit na segmenty, lze mezi jednotlivé segmenty vkládat OPG485 do celkového počtu 10..20 ks - závisí to na "trpělivosti" použitého protokolu. Na stole jsme odzkoušeli komunikaci mezi dvěma Excely50 přes kaskádu 26 ks OPG485.
Co když kabelový úsek je delší, než dosah opakovače?
Občas lze narazit na situaci, že kabel, který je nutno použít, je příliš dlouhý a dostupný pouze na obou koncích. Pro takový případ máme modem BBM-9600.
Provedení
Vnější provedení
Opakovač je vestavěn do skříňky Modulbox 4M ( rozměry viz. rozměrový náčrtek). Napájecí napětí a vysílané signály do obou směrů jsou indikovány diodami LED.
Všechny přívodní vodiče se připojují do šroubových svorek.
Na štítku přístroje je vyobrazen popis svorek včetně tabulky nastavení přenosové rychlosti a počtu přenášených bitů.
Vnitřní provedení
Galvanické oddělení
Přístroj obsahuje 3 navzájem galvanicky oddělené obvody:
- Obvod napájení 24V-svorky 1,2 - obsahuje můstkový usměrňovač s vyhlazovacím filtrem a následný pulsní měnič 70 kHz s feritovým toroidním transformátorem - toto provedení umožňuje napájet přístroj zdrojem téměř libovolného napěťového průběhu s efektivní hodnotou okolo 24V.
Galvanické oddělení napájecích obvodů od ostatních okruhů opakovače umožňuje připojit opakovač ke stejnému transformátoru, jako přístroj, který je s opakovačem propojen datovým okruhem bez obav ze vzniku nežádoucích smyček.
Všechna 3 vinutí feritového transformátoru jsou zkoušena mezi sebou přiloženým napětím 3.75kV, 50Hz po dobu 1 minuty.
- Obvod pravé sběrnice RS485 - svorky 6,7 (8) svorkovnice. Tento okruh společný s řídícími obvody (mikroprocesor)- Svorka 8 není v normálním stavu galvanicky spojena s žádnou jinou (mezi svorkou 7 a 8 je pouze bleskojistka; pro U < 150V je bleskojistka izolantem)
- Obvod levé sběrnice RS485 - svorky 3,4 (5) svorkovnice. Tento okruh obsahuje minimum součástek, měl by být proto přednostně připojen k drsnější straně sběrnice. (mezi svorkou 4 a 5 je opět pouze bleskojistka)
Obvody 2 a 3 jsou galvanicky odděleny prostřednictvím optronů s elektrickou pevností 2.5kV AC.
Nejmenší povrchová vzdálenost vodivých ploch na plošném spoji mezi galv. odd. obvody je 2mm , za sucha vyhoví zkoušce přiloženým napětím 2 kV 50Hz.
Přepěťová ochrana
Zapojení je na obr.vedle; První díl dvojité bleskojistky je zapojen přímo mezi svorky A a B. Druhý díl bleskojistky je zapojen mezi jednu datovou svorku a další, zcela samostatnou svorku, která je určena pro připojení na uzemnění nebo PE svorku silového rozvodu. V normálním stavu se neprojeví (R>50Mohm), při výskytu přepětí proti zemi omezí jeho velikost a tím také napěťovou zátěž obvodů v místě jejich galvanického oddělení.
Svorka PE - (ochrana obvodů galv. odd.)
Vzhledem k tomu, že rázová vlna od přímého či nepřímého účinku blesku nemá zpravidla výraznou velikost mezi svorkami A,B navzájem, ale právě proti zemi, je připojení této svorky velmi důležité, zejména na té straně opakovače, která je pripojena k dlouhému kabelu. Teprve pak může bleskojistka svést nežádoucí náboj do země a omezit tak přepětí na takovou úroveň, které již neohrozí galv.oddělovací obvody a OPG485 se tím stává velmi účinnou bariérou proti dalšímu šíření rázové vlny komunikační sítí.
Elektronika vlastního opakovače je pak ještě chráněna měkkou ochranou sestávající z rezistorů R1,R2 zapojených v obou větvích sběrnice a obousměrného transilu 5.8V (VZ1).
Doporučené zapojení
A.) OPG485 jako přepěťová ochrana kontroleru
Účel - minimalizace škody při úderu blesku.
K levému rozhraní RS485 připojit kabel od vzdálených stanic. Toto rozhraní obsahuje minimum součástek, extrémní přepětí zde proto napáchá méně škod.
K pravému rozhraní RS485 připojit kontroler - protože toto rozhraní RS485 je galvanicky spojeno s většinou elektroniky opakovače, je vhodné připojit je k té straně sběrnice RS485, která bude méně vystavena atmosférickým vlivům. Míra ohrožení zevnitř rozvaděče je evidentně podstatně nižší, než zvenčí.
Obě uzemňovací svorky na OPG485 pospojit s kostrou rozvaděče!
Bez tohoto pospojení nemůžou správně fungovat interní svodiče přepětí! Rázová vlna by mohla překonat izolační bariéru optronů a proniknout i do kontroleru.
Napájení může být jak střídavé, tak stejnosměrné. (viz. vnitřní provedení)
B.) OPG485 jako opakovač mezi dvěma kabelovými segmenty
V tomto případě nelze zvolit méně ohroženou stranu, obě rozhraní RS485 jsou rovnocenné. I zde je přizemnění zemnících svorek opakovače žádoucí, slouží jak ochraně vlastního opakovače, tak zamezení šíření rázové vlny sítí RS485.
Stanovení polarity u vodičů kabelu vzdálené stanice
K určení, který vodič je který, stačí DC voltmetr; A je vždy kladný vůči B. Velikost napětí závisí na typu přístroje na druhém konci kabelu, u OPG485 se pohybuje od 0,5 do 1V, u karet Honeywell bývá téměř 5V.
Nastavení parametrů komunikace
se provádí nastavením mini DIP spínačů umístěných pod dolním krytem svorkovnice skříňky Modulbox.
Všechny možnosti nastavení spínačů jsou vyobrazeny na štítku přístroje.
DIP spínače umožňují nastavit:
- počet bitů na bajt(druhý minispínač zleva)
 - osm nebo devět datových bitů na bajt (v podstatě tedy přenos osmibitového slova s paritním bitem, nebo bez něho; typ parity se nerozlišuje).
Výraz "+2" má pouze připomenout, že každý bajt povinně obnáší také startbit a stopbit.
- přenosovou rychlost(ostatní tři minispínače)
|
Další přenosové rychlosti:
Počínaje zářím 2010 jsou opakovače OPG485 vybaveny jumperem umístěným vlevo od miniDip spínačů.
Spojený jumper sníží předvolenou přenosovou rychlost 8x.
Lze tak předvolit další přenosové rychlosti: 300, 600, 900, 1200, 1800, 3200 a 3600 Bd.
Příklad: Chci rychlost 1200 - nastavím miniDip na 9600 (8 x 1200) a spojím jumper.
Pozn:
Snížení komunikační rychlosti je sice nejsnazší a nejlevnější způsob, jak řešit problémovou komunikační linku, ale není jediný.
Tam, kde nefunguje rychlost 4800 nebo 9600 je velká šance, že to vyřeší nasazení našeho modemového páru do kritického kabelového úseku.
| 
|
Počet stopbitů se nenastavuje.
Opakovače OPG485, vyrobené po 2004/08 (od verze 3.71) jsou na počtu stopbitů nezávislé; umí cokoli. (s prvním stopbitem přechází do monitorovacího režimu, který trvá až do dalšího startbitu)
Starší výrobky umí pouze 1 nebo 2 stopbity. (vždy lze nechat u výrobce přepálit program uP do nové verze).
Pozn:
Firmware opakovače provádí pouze kontrolu počtu baudů mezi startbitem a stopbitem, nezajímá se o stav datových bitů ani parity, ani o počet stopbitů.
Správné nastavení přenosové rychlosti a počtu bitů na bajt je proto nutnou, ale i postačující podmínkou pro fungování přístroje.
Pro C-bus Honeywell (kontrolery EXCEL řady 5000) je potřeba nastavit celkový počet baudů na 9+2 (8*data +parita, start,stop) a přenosovou rychlost shodně s rychlostí nastavenou v kontroleru.
umístění mini DIP spínačů
 |
Přístup k mini DIP spínačům
Kryt svorkovnice lze lehce sejmout, vloží-li se šroubovák do štěrbiny mezi tento kryt a skříňku a mírně zapáčí;
viz.animace vpravo:
(váš web prohlížeč musí mít povoleno přehrávat animace, jinak vidíte pouze první snímek)
Typické závady
Velké atmosférické přepětí může někdy překonat bariéru přepěťové ochrany a způsobit zničení jednoho z integrovaných obvodů SN75176 (budič sběrnice RS485; na obr. zeleně).
Oba integrované obvody SN75176 jsou proto umístěny v precizní patici.
Pozor na starý firmware EXCELu50
V sítích, kde jsou starší podcentrály Honeywell XL50 s firmwarem < 02.02.03 dochází při použití OPG485 k občasnému zatuhnutí C Busu.
Tento problém vyřeší upgrade firmwaru EXCELu verzí 02.02.03 a vyšší.
© Yorix s.r.o. Ing.Richard Trochta
Datum založení domény yorix.cz: 1998/05
Poslední aktualizace: 08.02.2006
|
| 
|
|
