DC485USB

ERE S n.c.
DC485USB: Manuale d’uso
Revisione: 1.0
DC485USB
Convertitore USB ← → RS-485
Informazioni Utente
In conformità con l'art 13 del
decreto legislativo del 25 luglio
2005, n 15 "Attuazione delle
direttive 2002/95/CE,
2002/96/CE e 2003/108/CE,
relativo alla riduzione dell'uso di
sostanze pericolose nelle
attrezzature elettriche ed
elettroniche, oltre a smaltimento
dei rifiuti" l simbolo del bidone
crociato mostrato
sull'apparecchiatura indica che
alla fine della sua vita lavorativa
il prodotto deve essere raccolto
separatamente dagli altri rifiuti
L'utente deve pertanto portare i
dispositivi in centri di raccolta
differenziata appropriata per
elettronica ed elettrotecnica o
restituirlo al rivenditore al
momento dell'acquisto di un
nuovo accessorio di tipo
equivalente, in un rapporto di
uno a uno Una raccolta
differenziata appropriata ed il
successivo trattamento,
riciclaggio e smaltimento
ecologico delle apparecchiature
scartate aiuta a prevenire impatti
negativi sull'ambiente e sulla
salute ed incoraggia il
riciclaggio dei componenti
dell'apparecchiatura Lo
smaltimento illegale del
prodotto da parte dell'utente sarà
punito dall'applicazione delle
sanzioni amministrative previste
dal decreto legislativo n
22/1997 (articolo 50 e seguenti
del decreto legislativo n
22/1997)
Manuale d’Istruzioni
Indice Generale .............................................................................................................................................pag.
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1.0 Generalità ................................................................................................................................................pag.
1.1 Caratteristiche Tecniche ........................................................................................................................pag.
1.2 Omologazione CE ...................................................................................................................................pag.
2.0 Descrizione del circuito ..........................................................................................................................pag.
3.0 Scelta ed installazione del driver VCP. Parametri del convertitore dati ...........................................pag.
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2
2
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3.0.1 Scelta ed installazione del Driver VCP .......................................................................................................... pag.
3.0.2 Parametri del convertitore dati ...................................................................................................................... pag.
3
3
4.0 Segnali della Porta Seriale RS – 485 .....................................................................................................pag.
3
4.0.1 Linee A e B ....................................................................................................................................................... pag.
4.0.2 Linea Power (PWR)......................................................................................................................................... pag.
4.0.3 Linea GND ....................................................................................................................................................... pag.
4.0.4 Collegamento ad un apparato remoto tramite seriale RS – 485 .................................................................. pag.
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5.0 Caratteristiche meccaniche....................................................................................................................pag.
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1.0 Generalità.
La scheda DC485USB è un convertitore USB/RS-485 che permette la comunicazione tra apparati muniti di porte seriali
di tipo USB ad apparati muniti di porte seriali RS-485. Specificatamente progettati per l’uso con i nostri Radiomodem
della serie Radiant si possono utilizzare anche con altri apparati muniti di porta seriale RS-485 e sono caratterizzati da
una velocità massima di 115.200 bps.
Il dispositivo presenta un connettore femmina MicroUSB di tipo B ed una morsettiera a vite a 4 poli per la seriale RS485. Di questi quattro poli due sono i collegamenti “A” e “B” della porta seriale, uno è il collegamento di massa
(GND) e l’ultimo, Power (PWR) rappresenta un segnale attivo Alto a livello TTL, equivalente del criterio DTR di
una porta seriale RS-232, che può essere utilizzato quale comando di ON/OFF del dispositivo remoto. Sia le linee di
porta seriale RS-485 che il segnale PWR sono protetti contro le sovratensioni istantanee.
Il convertitore è alimentato dalla porta seriale USB alla quale richiede una corrente massima inferiore a 100 mA in
modo da adattarsi alla totalità delle porte USB.Ai lati della morsettiera sono presenti due led di segnalazione transito
dati RxD, di colore verde, e TxD, di colore giallo.
Meccanicamente si presenta in formato scheda aperta protetta da schermatura in lamierino d’Acciaio Inox AISI 304 ed
è munito di 4 piedini in gomma morbida per l’appoggio con caratteristiche antiscivolo che possono essere facilmente
sfilati e sostituiti da un fissaggio con colonnette esagonali per vite M3 per un fissaggio a chassis.
1.1 Caratteristiche Tecniche.
La seguente Tabella 1 contiene le principali caratteristiche tecniche del convertitore DC485USB.
Tab. 1: Caratteristiche Tecniche Convertitore DC485USB.
Parametro
Seriale in ingresso
Seriale in uscita
Formato dati
Velocità dati
Driver necessari
Sistemi Operativi
Alimentazione
Assorbimento massimo
RS-485 Linee A e B: Tensioni
RS-485 Linee A e B: Correnti
RS-485 Linee A e B: Impedenze
Segnale PWR: Operatività
Segnale PWR: Tensioni
Segnale PWR: Correnti
Segnale PWR: Impedenze
Cavo connessione
Campo di temperature
Dimensioni meccaniche
Peso
Valore
USB 2.0 Full Speed
RS-485 Half Duplex
UART
Da 300 bps a 115.200 bps
VCP, Virtual COM Port
Microsoft, Linux, Mac OS-X
+ 5 Vdc, dalla porta USB
< 100 mA
0 – 5 Vdc(2)
≤ ± 200 mA
25 Ω
Attivo Alto
0 – 5 Vdc(2)
≤ ± 8 mA
440 Ω
Plug tipo A – Plug MicroUSB B
- 20 + 55 °C
53 x 31 x 21,50 mm
18 g
Note
7 o 8 Data bits / Parità / 1 o 2 Stop bit(1)
Si sceglie una volta installata la porta virtuale.
Scaricabili gratuitamente dal sito FTDI
Selezionare il driver VCP adatto al proprio OS
Rispetta la condizione di Suspend Mode.
Adatto a tutte le porte seriali USB
Misurate senza carico sulla linea RS-485
- in entrata,+in uscita. Limitate internamente.
Impedenza del circuito di protezione.
Equivale al criterio DTR di una seriale RS-232
Misurate senza carico
- in entrata,+in uscita.
Impedenza del circuito di protezione.
Cavo standard lunghezza massima 3 metri.
Dimensioni massime con piedini in gomma.
Peso massimo con piedini in gomma.
NOTE:
(1)
(2)
Dopo il bit di Start. In pratica accetta tutti i formati con 10 o 11 bit/parola.
Pari alla tensione d’alimentazione disponibile in uscita dalla seriale USB. Normalmente 5 Vdc.
La società ERE si riserva il diritto di modificare senza preavviso le specifiche e le prestazioni del prodotto
1.2 Omologazione CE.
Il convertitore DC485USB è omologato CE secondo le seguenti Direttive Comunitarie e relative modifiche applicabili:
2006/95/CE
2004/108/CE
Direttiva “Bassa Tensione”
Direttiva “ Compatibilità Elettromagnetica”
2.0 Descrizione del circuito.
Il convertitore è realizzato intorno al chip FT232R della FTDI che permette eccellenti prestazioni nella realizzazione di
una Virtual Com Port (VCP) a partire da una porta seriale di tipo USB. In tal modo apparati privi di porta USB possono
essere connessi con dispositivi muniti di sole porte USB, ad esempio i Notebook di ultima generazione.
Generalmente l’apparato munito di sole porte USB è un PC ed il convertitore richiede l’installazione di un opportuno
Driver, da scegliere in base al sistema operativo installato e scaricabile gratuitamente dal sito www.ftdichip.com
alla sezione Drivers.
A valle del convertitore USB è presente l’interfaccia RS-485 realizzato con un circuito integrato a basso consumo e
protetto contro le sovratensioni di modo comune cui segue un ulteriore circuito di protezione con soppressori di
sovratensione.
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Il convertitore USB eroga un segnale DTR che viene utilizzato per fornire il segnale PWR in uscita da utilizzarsi quale
comando di accensione/spegnimento dell’apparato esterno. Al pari delle linee RS – 485 anche questo segnale è
protetto contro le sovratensioni.
Infine, un circuito di reset all’accensione completa la scheda che viene alimentata direttamente dalla porta USB del
computer cui viene collegato.
Dato il consumo limitato a 100 mA massimi il circuito può essere connesso a qualsiasi porta USB.
Il convertitore si disattiva completamente nella modalità Suspend Mode della porta USB mantenendo la polarizzazione
di “Fail Safe” sulle linee RS – 485 e riducendo l’assorbimento a meno di 500 µA.
3.0 Scelta ed installazione del Driver VCP. Parametri del convertitore dati.
3.0.1 Scelta ed installazione del Driver VCP.
Il convertitore per funzionare correttamente necessita di un driver VCP da installare sul PC. Questo si può scaricare
gratuitamente dal sito della FTDI e va installato sul proprio PC. La FTDI ha diversi drivers VCP in funzione del
sistema operativo installato e dell’architettura del proprio personal computer. In ogni caso si consiglia di scaricare il
driver necessario nella versione stabile e non nelle versioni Beta che potrebbero essere non perfettamente compatibili
con il proprio computer.
Dalla Home Page del sito FTDI scegliere Drivers quindi VCP Drivers ed entrare nella pagina. Si apre una tabella di
Drivers supportati tra i quali scegliere quello necessario al proprio personal computer.
Ad esempio per un personal computer con sistema operativo Windows XP la procedura è la seguente:
Scaricare il driver selezionato e salvarlo in una cartella. Il file è fornito in formato zippato (*.zip) e deve essere espanso
tramite un programma di unzip tipo Winzip o Winrar ed i file contenuti devono essere estratti in una cartella apposita.
Ad esempio C:\FTDI Driver, in modo da ritrovarli facilmente.
Collegare il convertitore ad una porta USB del PC e, come accade con ogni nuovo Hardware trovato, si apre la finestra
di installazione del nuovo hardware collegato. In questa finestra viene chiesto di ricercare il driver necessario con le
opzioni di ricerca su Internet, sul computer stesso etc.
Selezionare la ricerca sul computer ed indicare la cartella nella quale sono stati salvati i drivers estratti, ad esempio la
cartella C:\FTDI Driver di cui sopra.
Completare l’installazione e verificare in Pannello di Controllo > Sistema > Hardware > Gestione Periferiche >
Porte(COM e LPT) che si sia creata una nuova porta COM con il relativo numero assegnato automaticamente dal
sistema in base alle porte già presenti. Entrare in Proprietà e verificare che il driver sia fornito da FTDI. Se così appare
la porta è correttamente installata e può essere impostata secondo necessità in Proprietà > Impostazioni della porta.
La massima velocità dati impostabile e verificata è di 115.200 bps.
3.0.2 Parametri del convertitore dati.
Durante la procedura di collaudo il convertitore USB viene caricato con gli opportuni parametri di configurazione che
vengono letti ogniqualvolta si collega il convertitore al personal computer. Per evitare che con più convertitori diversi il
pc assegni diverse porte COM virtuali, una per ciascun convertitore collegato, tutti i nostri convertitori presentano lo
stesso codice identificativo così da evitare la creazione di più porte COM virtuali.
4.0 Segnali della Porta Seriale RS – 485.
4.0.1 Linee A e B.
La porta seriale RS – 485 presenta sia i segnali A e B che il segnale Massa (GND) da utilizzarsi sia come riferimento
tra le due porte seriali che come collegamento della schermatura del cavo di interconnessione.
Le due linee A e B sono bilanciate, cioè simmetriche, rispetto al potenziale di riferimento che è generalmente il polo
negativo dell’alimentazione del circuito d’interfaccia che, generalmente, è connesso a terra.
E’ consigliabile, specialmente per distanze notevoli e quando la linea seriale può essere fortemente disturbata da rumori
d’origine esterna tipo scariche o intensi campi magnetici, collegare tra loro anche i riferimenti di massa delle porte 485
dei vari dispositivi per evitare differenze nei riferimenti tra i diversi apparati e, quindi, errori di comunicazioni e, nei
casi peggiori, il danneggiamento dei circuiti di interfaccia. Entrambe le linee A e B sono protette contro le sovratensioni
istantanee mediante l’utilizzo di soppressori di sovratensione.
4.0.2 Linea Power (PWR).
La morsettiera della porta seriale RS – 485 presenta un segnale aggiuntivo chiamato Power (PWR) che può essere
utilizzato quale comando di accensione/spegnimento di un apparato esterno.
Questo segnale è riferito a Massa (GND) ed è attivo Alto cioè eroga una tensione di 5 Vdc quando è attivo e 0 Vdc
quando è inattivo.
Questo segnale è comandato dal criterio DTR della VCP e si attiva se il programma che utilizza la VCP lo prevede
mentre in caso contrario esso rimane sempre inattivo a livello 0 Vdc.
Se si desidera utilizzare questo segnale come comando di ON/OFF è necessario prevedere dei tempi di ritardo tra
l’accensione e l’invio dei dati, per permettere al dispositivo controllato di esaurire il suo transitorio d’accensione, e tra
la fine della comunicazione e lo spegnimento dell’apparato. L’entità di questi tempi di ritardo dipende dal dispositivo
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controllato e va determinata sperimentalmente. Generalmente un ritardo di 50 - 100 millisecondi è sufficiente e può
anche essere ridotto ma, in questo caso, si deve verificarlo sperimentalmente.
Ad esempio utilizzando i radiomodem della serie Radiant questo segnale è controllato sia dal programma di
configurazione dei radiomodem che dalle utilità di test come il programma RadioModemTest che contengono tempi
di ritardo già definiti.
La linea Power, al pari delle linee A e B della porta seriale è protetta contro le sovratensioni con soppressori di
sovratensione, e presenta una impedenza interna di circa 450 Ω il che gli permette di erogare una corrente di 2 mA@
4Vdc d’uscita solitamente sufficiente per pilotare un ingresso digitale a livello TTL. E’ possibile collegare direttamente
un fotoaccoppiatore tra la linea PWR e GND senza la necessità di resistori aggiuntivi.
La seguente Figura 1 illustra la sequenza temporale necessaria all’utilizzo corretto del segnale di PWR quale
interruttore ON/OFF.
Fig. 1: Tempistiche del segnale di PWR.
Come appare chiaramente il segnale di PWR deve essere abilitato prima dell’inizio della comunicazione e disabilitato
dopo il termine della stessa. Ovviamente se la comunicazione prevede l’interrogazione di diverse unità periferiche,
ciascuna delle quali invierà la propria risposta, conviene abilitare e disabilitare il segnale di PWR una volta sola al fine
di evitare sia eccessivi rallentamenti nella comunicazione che eccessive sollecitazioni al sistema di alimentazione
dell’apparato controllato.
La seguente Figura 2 illustra la struttura semplificata delle linee A, B e PWR evidenziandone le impedenze interne.
Fig. 2 : Struttura schematica delle linee A, B e PWR.
4.0.3 Linea GND.
La linea GND(Massa) rappresenta il riferimento comune sia per le linee A e B che per il segnale PWR. E’ connessa
elettricamente al GND della seriale USB e deve essere connessa alla massa della porta seriale RS-485 dell’apparato
utilizzato affinchè i riferimenti dei segnale A e B siano identici. Questo vale, a maggior ragione se la linea seriale è
piuttosto lunga. Può essere utilizzata anche come collegamento della calza schermante del cavo seriale. In questo caso
la calza deve essere collegata o sull’interfaccia oppure sulla porta seriale dell’apparato ma non in entrambi i lati.
4.0.4 Collegamento ad un apparato remoto tramite seriale RS – 485.
La seguente Figura 3 illustra il collegamento tramite seriale RS – 485 tra il convertitore DC485USB ed un generico
apparato remoto dotato di seriale RS–485 ed ingresso di comando per l’accensione. In questo caso il cavo di
collegamento, eventualmente del tipo schermato se le distanze sono considerevoli e se l’ambiente è fortemente
disturbato, deve contenere almeno 4 fili: le linee A e B , la Massa (GND) di riferimento e la linea PWR che controlla
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l’accensione o lo spegnimento dell’apparato remoto. La calza del cavo schermato deve esser collegata solo da un lato
in modo tale da non essere percorsa da alcuna corrente e realizzare una schermatura equipotenziale che da la
massima efficienza. Nella figura si evidenzia come il polo negativo dell’alimentazione dell’apparato remoto sia
collegato alla massa della linea seriale RS – 485 al fine di stabilire un riferimento comune a tutti gli apparati. Questa
linea di massa è generalmente collegata alla presa di terra dell’impianto per ovvie ragioni di sicurezza elettrica.
Fig. 3: Collegamento del convertitore DC485USB ad un apparato remoto.
Il cavo di interconnessione può essere a soli 3 fili più la calza se il segnale PWR non è utilizzato.
5.0 Caratteristiche meccaniche.
Le dimensioni meccaniche, in millimetri, del convertitore DC485USB sono illustrate nella successiva Figura 4.
Fig. 4: Dimensioni meccaniche convertitore DC485USB.
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