RAK5802 WisBlock Interface Модуль RS485

Интерфейсный модуль RAK5802 WisBlock RS485 interface (WisBlock IO) входит в серию продуктов модульного конструирования WisBlock, ориентированную на создание сверхкомпактного электронного оборудования. Модуль ввода-вывода расширяет существующую элементную базу аппаратных возможностей WisBlock, добавляя в систему промышленный интерфейс RS485, поддерживающий протокол MODBUS. RS485 наиболее часто используется в локальных сетях производственного оборудования с многоточечным подключением. Благодаря возможности подключения сетевых узлов, расположенных друг от друга на больших расстояниях (до 1200м), и отличным свойствам к помехоустойчивости, перенапряжению или электростатическим разрядам, RS485 остаётся одним из надёжных видов проводной связи в индустриальных условиях. Встречается RS485 среди систем измерения и сбора данных об окружающей среде, связывает умные устройства контроля отопления, вентиляции или кондиционирования, служит средством коммуникации для автоматицазии производственных процессов.

Интерфейсная плата RAK5802 построена на чипе 3PEAK TP8485E-SR, преобразующем TTL импульсы в дифференициальные сигналы RS485. Модуль RAK5802 поддерживает адресацию одной локальной сети, состоящую максимально из 16 узлов-абонентов. Отказоустойчивый приёмопередатчик преобразователя сигналов защищён от короткого замыкания, разрыва цепи, и отсутствия нагрузки в шине. В случаях объединения модуля RAK5802 с контроллером WisBlock Core, любая информация, передаваемая через интерфейс RS485, может транслироваться в эфир по беспроводным подключениям LoRaWAN, LoRa точка-точка, или Bluetooth BLE.

Линии А и В интерфейса RS485 в модуле RAK5802 выведены на клеммные группы с пружинно-обжимным механизмом, упрощающие и ускоряющие процесс подключения к любым устройствам RS485, без применения пайки или гаечно-болтового соединения. Управление входами Re/De (Receiver Enable/Driver Enable) трансивера TP8485E-SR со стороны контроллера не требуется, сеансы приёма или передачи информации определяются автоматически (RS485 работает в полудуплексном режиме). Дополнительно присутствует независимая шина последовательного цифрового интерфейса I2C и вход аналогового напряжения для прямого подключения внешних датчиков или сенсоров к контроллеру WisBlock Core.

RAK5802 рекомендован как идеальное, энергоэфективное решение для создания компактных автономных приложений, работающих на маломощных батареях/аккумуляторах. Система WisBlock способна управлять электропитанием модулей, отключая или включая их в работу в нужное время, тем самым ещё больше экономя ресурсы источника питания.

Технические характеристики

• Модель: RAK5802  V2.0
• Питание: 3.3В
• Преобразователь сигналов: TP8485E-SR
• Неинвертируемое напряжение RS485 (А/Y): 3.3В
• Скорость связи: до 250 Кбит/сек
• Пружинно-обжимные клеммы: Goosvn GSL002-3.5
• Вывод резервного питания VBAT: 2.6 ~ 4.2В от литиевой батареи
• Выводы интерфейса I2C для WisBlock Core
• Аналоговый вход для WisBlock Core
• Рабочая температура: -30°C ~ +65°C
• Температура хранения: -40°C ~ +85°C
• Размеры платы: 35 х 25 мм

Образец монтажа

Модуль RAK58102 разработан для совместного функционирования с базовой платой RAK5005-O, через которую подключаемые периферийные датчики или сенсоры получают питающее напряжение и передают в приложение аналоговую информацию. Дополнительно для работы потребуется вычислительный блок с интегрированным программируемым контроллером WisBlock Core, имеющим аналоговый преобразователь.

На изображении показан способ крепления RAK5802 к 40-контактному коннектору на верхней стороне RAK5005-O. Плата адаптера интерфейсов может быть установлена только в слот "IO Slot", и только в том направлении, как показано на рисунке ниже (подключение к коннектору "IO Slot" с разворотом платы не предусмотрено в системе WisBlock).

На лицевой стороне RAK5802 и прочих модулей WisBlock присутствует шелкографическая метка, указывающая на область приложения механического усилия для безопасного извлечения модуля из разъёма. Эта метка находится рядом с коннектором.

Пружинно-обжимной механизм модуля RAK5802 RS485 Interface

На плате модуля RAK5802 распаяны две клеммы с универсальным, быстро-обжимным механизмом. Предназначены они для осуществления максимально лёгкого и надёжного проводного соединения в любых условиях. Диаметр жилы проводника поддерживается в диапазоне от 0.5мм до 0.8мм, длина зачистки изоляции проводника - не более 6-7 мм.

Следующее изображение демонстрирует подключение проводника, выполняемое в два этапа. Первым шагом следует нажать вниз и удерживать ушко клеммы (1). На втором шаге следует вставить зачищенный проводник в соответствующее соединительное отверстие (2). Затем отпустить ушко клеммы. Аналогичным способом выполняется отключение.

Функциональное назначение выводов RAK5802 WisBlock IO (распиновка)

На контактах клемм быстро-обжимного механизма расположились линии основного (3V3) и резервного (PWR, VBAT) питания, шина последовательных цифровых данных I2C (сигнал синхронизации SCL, сигнал данных SDA), вход аналогового сигнала AIN0, а также инвертируемая (B) и неинвертируемая (A) линии RS485.

Определение выводов 40-контактного многоканального коннектора

Вывод DE (TCON) присутствует в шине коннектора WisBlock, однако не имеет подключения к схеме управления режимами приёмопередатчика TP8485E-SR. Оставлен как резервный.

Принципиальная схема интерфейсного модуля WisBlock Interface

Физические размеры, мм

Техническая документация

1. Спецификация RS485-UART преобразователя 3PEAK TP8485E-SR (англ.,PDF)
2. Характеристики коннекторов FBB (.PNG)

Полезные ссылки

1. Репозиторий исходного кода WisBlock на сайте GitHub
2. Краткое руководство пользователя системы WisBlock
3. Руководство по дизайну индивидуальных интерфейсных модулей
4. Примеры для RAK4630: Инструкция по программированию RAK5802 RS485
5. Примеры для RAK4630: Интеллектуальное сельское хозяйство на основе LoRaWAN
6. Примеры для RAK4630: Мониторинг проводимости почвы с использованием LoRaWAN
7. Примеры для RAK4630: Фотосинтетически активная радиация с LoRaWAN
8. Примеры для RAK4630: Мониторинг кислотности водных растворов pH в земле с LoRaWAN
9. Примеры для RAK4630: Измерение скорости верта c LoRaWAN
10. Примеры для RAK11200: Инструкция по программированию RAK5802 RS485