בלוק בידוד גלווני לממשק RS-232. תרשים, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

בלוק של בידוד גלווני של ממשק RS-232. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מחשבים

בין הבתים של מכשירים המחוברים באמצעות ממשק RS-232, למשל, מחשב ומכשיר היקפי, יש לפעמים הבדל פוטנציאלי גדול למדי. זה קורה לא רק כאשר עובדים עם התקנות מתח גבוה, אלא גם כאשר מכשירים קונבנציונליים מקורקעים בצורה שגויה או לא מהימנה. זרם ההשוואה הזורם בקווי תקשורת מעוות במקרים כאלה את האותות המועברים, ולעיתים קרובות הוא פוגע בשבבי ממשק, כולל אלו הממוקמים בלוח האם של המחשב. החלפת האחרון אינה זולה. יחידת הבידוד האופטית המוצעת, שמשדרת את כל האותות הדרושים ללא מגע חשמלי בין המכשירים המחוברים, תעזור לכם להימנע מבעיות.

בבלוק המתואר, בידוד חשמלי של המעגלים לקליטת והעברת אותות של ממשק RS-232 מושג באמצעות מצמדים אופטיים של דיודות במהירות גבוהה ומגברי מיזוג אותות באמצעות מגבר הפעלה. חלקים מבודדים זה מזה של היחידה מופעלים ממקורות רשת נפרדים. זה נחשב לא הולם להשתמש במצמדים אופטו-טרנזיסטורים המופעלים ישירות מקווי הממשק. ראשית, המהירות הבלתי מספקת של רוב המצמדים האופטיים הללו אינה מאפשרת השגת מהירות שידור של יותר מ-9600 באוד. שנית, הסבירות לכשל של שבבי ממשק עולה כתוצאה מהעומס הנוסף המופעל עליהם.

הדיאגרמה של יחידת הבידוד האופטית עבור קו ממשק אחד מוצג באיור. 1. אות הכניסה של רמות סטנדרטיות עבור RS-232 דרך מעגל המגן R1VD1VD2 מסופק ל-Op-amp DA1, המחובר במעגל משחזר.

יחידת בידוד גלווני ממשק RS-232

הדיודה הפולטת של המצמד האופטו U1 מחוברת לפלט DA1 על ידי הקתודה ומוגנת ממתח הפוך על ידי הדיודה VD3. הנגד R2 מגביל את הזרם דרך הדיודות. אם המתח בכניסת הצומת שלילי (המתאים לשידור של לוגיקה 1), זרם זורם דרך הדיודה הפולטת והפוטודיודה של המצמד האופטו U1 נמצאת במצב מוליך בהשפעת קרינת IR. כתוצאה מכך, המתח בכניסה ההפוכה של OP-amp DA2 גדול יותר מאשר באחד שאינו הופך, וביציאה של הצומת הוא שלילי, כמו גם בכניסה. עם מתח כניסה חיובי (לוג 0), הדיודה הפולטת של המצמד האופטו U1 נכבית, הפוטודיודה סגורה. לכן, המתח במוצא הצומת הוא גם חיובי. הודות למשוב דרך הנגד R7, ספי המיתוג של צומת הניתוק מ-1 ל-0 ומ-0 ל-1 אינם זהים, מה שמשפר את חסינות הרעש.

רמות מתח המוצא בעת שימוש במגבר ההפעלה המצוין בתרשים ומתח אספקה של ±12 וולט הן ±10,5 וולט, התואם באופן מלא לדרישות תקן RS-232. הנגד R8 הוא הנגד המגביל עבור נורית LED המותקנת מחוץ לצומת המדובר, המאותת על הרמה הלוגית המשודרת.

מתחי האספקה לחלקי הכניסה והיציאה של יחידת הניתוק (בהתאמה +12 VI, -12 VI ו-+12 VII, -12 V II) חייבים להיות מסופקים ממקורות מבודדים בזוג. המעגלים המשותפים שלהם נפוצים. אני והגנרל II גם מבודדים זה מזה. המעגל המודפס של יחידת הניתוק וסידור האלמנטים עליו מוצגים באיור. 2.

יחידת בידוד גלווני ממשק RS-232

ניתן להחליף את מגבר ההפעלה KR544UD2A ב-KR140UD11, KR140UD18 ואחרים, אך יש צורך לוודא שהעיוותים הזמניים של האותות המשודרים אינם עולים על אלו המותרים לקצב העברת הנתונים הנדרש. יש לבחור תחליף למצמד האופטו AOD130A בהתבסס על משך הזמן המינימלי של העלייה והירידה של דופק המוצא ומתח הבידוד הנדרש לפתרון הבעיה.

באחת הגרסאות של יחידת הניתוק, נעשה שימוש במצמד אופטו דיודה, הממוקם בתוך מעגל המיקרו K293LP1. המסופים הזמינים שלו מאפשרים לך לחבר מעגלים חיצוניים למצמד האופטו, כפי שמוצג באיור. 3. פינים 7 ו-8 נותרים חופשיים. כדי למנוע התמוטטות בין פינים 2 ו-4, אין ליצור את החור ומשטח המגע עבור פין 3 של המיקרו-מעגל K293LP1 על המעגל המודפס. הסיכה עצמה מוסרת לפני ההתקנה.

יחידת בידוד גלווני ממשק RS-232

כדי לתקשר בין מכשירים באמצעות ממשק RS-232, לרוב מספיקים רק שני מעגלים: RXD (נתונים מהתקן היקפי למחשב) ו-TXD (נתונים בכיוון הפוך). תרשים המעגל של בלוק הניתוק למקרה כזה מוצג באיור. 4. הבלוק מורכב משני צמתי ניתוק A1 ו-A2 שתוארו לעיל, זהים לחלוטין, אך נכללים במעגלים לעיל בכיוונים מנוגדים. שקע XS1 מחובר ישירות או עם כבל "מודם" (ללא חיבורים צולבים) לתקע יציאת ה-COM של המחשב, ומכשיר היקפי מחובר לתקע XP1 בדיוק באותו אופן כאילו היה מחובר למחשב ללא בִּדוּד.

יחידת בידוד גלווני ממשק RS-232

שים לב שהמארזים של מחברי כבלי הממשק מחוברים לרוב דרך צמת המיגון של האחרונים למארזי המחשב וההתקן ההיקפי. מסיבה זו, הבתים של מחברי XS1 ו-XP1 חייבים להיות מבודדים בזהירות זה מזה ומבית יחידת הניתוק (אם מדובר ממתכת). אנא זכור כי נגיעה בשני מחברים בו-זמנית עלולה לגרום להתחשמלות.

מגשרים בין המגעים של שקע XS1 נחוצים כדי "להטעות" את המחשב על ידי הדמיית אותות היקפיים המתקבלים בתגובה לבקשותיו. אם עדיין יש צורך בהחלפה אמיתית של אותות בקרה, המגשרים מוסרים ויחידת ניתוק אחת נוספת מתווספת לבלוק עבור כל אחד מקווי הממשק. בקווי DCD, RI, CTS, DSR (קלט למחשב), הצמתים הללו מופעלים בדומה ל-A1. בקווי RTS ו-DTR (פלט) - בדומה ל-A2. מכיוון שבפועל נעשה שימוש בקווי DCD ו-RI לעתים רחוקות יחסית, בדרך כלל מספיק שיש שישה צמתי ניתוק.

ארבעה מתחי אספקה עבור יחידות ניתוק מתקבלים מפיתולים מבודדים II ו-III של שנאי T1 באמצעות מיישרים על גשרי דיודה VD1 ו-VD2. הערכים שלהם אינם מיוצבים ויכולים להיות בטווח של 11,5...13,5 V (ערך מוחלט).

יש לתת תשומת לב מיוחדת לשנאי כוח T1. הבידוד בין פיתוליו חייב לעמוד במתח לא פחות מזה שעבורו מיועדים המצמדים האופטיים המותקנים ביחידות הניתוק - 1500 וולט ומעלה. פיתולים II ו-III חייבים להיות מסוככים זה מזה ומפיתול I, אחרת רעש דחף עלול לחדור לקו התקשורת דרך קיבול טפילי.

ניתן לעמוד במתח הנדרש על ידי בידוד רק של אותם שנאים בגודל קטן אשר פיתולים ממוקמים על ליבות שונות של הליבה המגנטית או בחלקים נפרדים של המסגרת על ליבה אחת. עם זאת, לא סביר שניתן יהיה לרכוש שנאי מוכן בעיצוב זה עם הפיתולים הדרושים, ואפילו עם מסך ביניהם. כל מה שנותר הוא לבחור אחד מתאים מבחינת ההספק הכללי ולגלגל לאחור את הפיתולים המשניים שלו. יש להעדיף שנאי עם חלון מעגל מגנטי חופשי יחסית. זה יאפשר לך למקם פיתולים עם בידוד ומיגון מחוזק ללא טרחה.

חישוב פיתולים משניים חדשים אינו קשה עם מתח ראשוני של 220 V וזרם עומס של לפחות 30 mA, כל פיתול משני חייב לייצר 20 V (עם ברז מהאמצע). על ידי מדידת המתח המשני לפני שינוי השנאי וספירת מספר הסיבובים של הפיתול שהוסר במהלך הפירוק, קל לקבוע את מספר הסיבובים הנדרש של הפיתול החדש. זה ישתנה ביחס למתח. חוט מתפתל נלקח בקוטר של 0,1...0,15 מ"מ. זה יעמוד בעומס הנדרש עם מילואים, אבל אחד דק יותר הוא מאוד לא נוח לרוח.

שנאי מתוצרת המפעל מלא כמעט תמיד בלכה, אבל עם מיומנות מסוימת אפשר לפרק אותו בלי לפגוע בלוחיות המתפתלים והמעגלים המגנטיים. אני עושה את זה ככה בעזרת סכין עם להב דק הסט, מנסה לא לפגוע בפיתולים. על מנת שהלהב יתאים בתוך הליבה המרכזית של המעגל המגנטי, עליו להיות צר מספיק. ככל שניתן להפריד חלק גדול יותר של הצלחת, כך הסבירות לפירוק מוצלח גבוהה יותר. לאחר מכן, אני מהדק בעדינות אך בחוזקה את המעגל המגנטי בסגמנט (באמצעות מרווחי קרטון) ובאמצעות פלטת עזר בגודל מתאים עשויה פלדה מוקשה, דופק את הצלחת שנותרה לא מהודקת ומופרדת מהסט מהמסגרת.

פירוק נוסף בדרך כלל אינו מציג קשיים. לאחר שסיימתי את זה, אני מסיר את הפיתול המשני הקיים מהחלק המתאים של המסגרת ומפתה חדשים, לא שוכח לספק מסך ביניהם - סיבוב פתוח של רדיד נחושת או שכבת חוט מתפתל סיבוב לפנייה. כבידוד בין הפיתולים או הפיתול למסך, הנחתי מספר שכבות של נייר קבלים משומן. ניתן "להשיג" אותו על ידי פירוק קבל נייר בעל קיבולת גבוהה, למשל, המשמש בנטל של מנורות פלורסנט. לאחר שסיימתי להריץ לאחור, אני מחזיר את לוחות המעגל המגנטי למקומם.

אל תתעצבן אם יישארו כמה צלחות "מיותרות". זה לא ישפיע על איכות השנאי. אם לא ניתן היה למקם שני פיתולים משניים על המסגרת, ניתן לייצר שני שנאים זהים, כל אחד עם פיתול משני מבודד היטב. הפיתולים העיקריים שלהם מחוברים לרשת במקביל.

לאחר הרכבת הבלוק, עליך לבדוק תחילה את הבידוד בין המעגלים של המחברים XS1 ו-XP1. מד אוהם המחובר בין כל מגע או גוף של הראשון לכל מגע או גוף של המחבר השני אמור להראות התנגדות גבוהה לאין שיעור. במקרים קריטיים בודקים את הבידוד באמצעות מג'ר המפתח את מתח הבדיקה המתאים. אחד המסופים שלו מחובר למגעים ולגוף של שקע XS1, מחובר היטב יחד, השני - באותו אופן לתקע XP1. עליך לבדוק את הבידוד של מעגלי הממשק הן מרשת האספקה, כמו גם מהליבה המגנטית והמסך של שנאי T1.

היחידה המורכבת מופעלת בפעם הראשונה מבלי לחבר אותה למחשב או למכשיר היקפי. מדוד את המתח על פינים 1, 2, 6, 8, 9 של שקע XS1 ועל פינים 3, 4, 7 של תקע XP1 ביחס לפין 5 של המחבר המתאים. זה חייב לעלות על +10 V, וכאשר מוחל על מגע עם אותו מספר של המחבר הנגדי, המתח מתחת ל-5 V (ביחס לפין 5 של מחבר זה) ישתנה לשלילי -10 V או פחות. הנורית המתאימה צריכה להידלק בו זמנית. מטבע הדברים, רק המעגלים המצוידים ביחידות ניתוק במבנה המורכב נתונים לבדיקה. לדוגמה, בבלוק לפי התרשים המוצג באיור. 4, פשוט בדוק את המתח בין פינים 2 ו-5 של שקע XS1 ובין פינים 3 ו-5 של תקע XP1

לאחר שווידאתם שהיחידה פועלת, חברו אותה בין המחשב להתקן ההיקפי, ובהדלקת החשמל (המחשב תחילה), השתמשו בבדיקה או בתוכנית פועלת כדי לוודא שהנתונים מועברים כהלכה.

היחידה המתוארת בגרסת שישה ערוצים פועלת בהצלחה כבר יותר משנה וחצי, ומספקת תקשורת בין מחשב לאוסילוסקופ TDS-340 הפועל בפוטנציאל של 2000 V. היחידה נבדקה גם בעת חיבור מחשב עם בקר תעשייתי המבוסס על מיקרו-מעבד 18031 המותקן בחדר אחר.

קצב העברת המידע המרבי הוא 19200 באוד. לא היה צורך לעבוד במהירות גבוהה יותר, אם כי תיאורטית קיימת אפשרות כזו.

מחבר: N. Maramygin, מוסקבה

ראה מאמרים אחרים סעיף מחשבים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

נעלי ספורט עם אלקטרוניקה 07.01.2007

נעלי ריצה רגילות אינן מתאימות לכל ענפי הספורט ולא לכל המשטחים. מטרת נעלי הספורט היא לספוג את פגיעת כף הרגל, ועוצמתן של פגיעות אלו שונה, למשל, בריצה, מרתון או ספרינט, תוך כדי קפיצה. העומס על כף הרגל שונה בריצה על אספלט ובמשחק טניס על דשא. לכן, עד כה, יוצרו נעלי ספורט מסוגים שונים עבור ענפי ספורט שונים.

החברה הידועה "אדידס" הוציאה בשנת 2005 נעלי ספורט עם התאמה אוטומטית של מידת הקשיחות של הסוליה. ה"אדידס 1" מתאים את עצמו לדרישות הרגע על ידי שינוי תכונות הסוליה החיצונית. חיישנים החבויים בסוליה מודדים עומסים ועיוותים אלף פעמים בשנייה. על סמך נתונים אלו, המיקרו-מעבד מחשב את רמת הריפוד האידיאלית ושולח הזמנה לאלקטרומגנטים המשנים את קשיחות העקב. הסוללה שמניעה את האלקטרוניקה מחזיקה מעמד למאה שעות.

דגם "Adidas 1.1 Basketball" שיצא לאחרונה, תוכנן במיוחד עבור שחקני כדורסל, הוא יכול ללכוד ולהתאים את עצמו לסגנון המשחק של בעליו. המגן והתוקף זקוקים לנעליים בעלות תכונות שונות, גם קשיחות הסוליה צריכה להשתנות בהתאם למצבי המשחק - קפיצה או ריצה.

אם תוך חמש דקות העומס על הסוליה לא משתנה, נעלי הספורט "נרדמות", חוסכות בסוללה. במקביל מהבהבת נורה אדומה בצד העקב המעידה על כך שהאלקטרוניקה לא כבתה אלא עברה למצב חיסכון. אם אין שינויים תוך שעתיים, המערכת כבויה לחלוטין.

עוד חדשות מעניינות:

▪ אני מבזבז מכשירי חשמל ביתיים - אסור

▪ מחסור באינדיום מאיים על ייצור מסך המגע

▪ Xbox One עם הגנה מפני התחממות יתר

▪ יחידת מדפסת תרמית מהירה במיוחד עם ממשק USB

▪ שבב נוירומורפי Intel Loihi 2

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע האתר צמחי תרבות ובר. בחירת מאמרים

▪ מאמר מאת פילמון ובאוסיס. ביטוי עממי

▪ מאמר האם גילוי תורת הכבידה על ידי ניוטון קשור לנפילת תפוח? תשובה מפורטת

▪ מאמר Sandy sedge. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר מסורים חשמליים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ כתבה מקדחה אלקטרוכימית - ממזרק רפואי. ניסיון כימי

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר