Корпус. Модуль выполнен в пластиковом корпусе "USB Stick", размером: шириной 23 мм, толщиной 9 мм, длиной 83 мм.
С одной стороны находится разъём USB, с другой стороны разъёмный клеммный соединитель для подключения шины RS485 или RS422. Подключенная ответная часть разъёмного клеммника увеличивает толщину до 11 мм. В центре корпуса отверстие, в котором спрятаны светодиоды. Светодиодов два, красный и зелёный. Красный это передача TX, а зеленый это прием RX.
Подключение.
Модули подключаются к ПК через интерфейс USB. Тип разъёма USB-A. Подключать можно как непосредственно в порт USB ПК, так и через удлинитель или USB концентратор или разветвитель.
Питание модуля 5В производится так же от USB.
С другой стороны модуля установлен разъемный клеммый блок для подключения шины RS-485 контакты А и В или RS-422 контакты A B, Z, Y. Цоколевка разъёма совпадает со всеми выпускаемыми модулями RAZUMDOM. При подключении к шине RS-485 используются только А и В. Если кабель экранированный, тогда можно подключить клемму G. Но и без подключения G шина будет работать нормально.
Выпускаются 2 модификации модуля: MXB12-RS485, MXB12-RS422. Модуль может быть выполнен с интерфейсом RS485 или RS422. Чтобы поменять интерфейс на другой на плате запаиваются перемычки. Замыкая вместе выводы A и Y, B и Z можно сделать RS485, для этого нужно запаять перемычки «Y>A» и «Z>B», а перемычки «Z>Z» и «Y>Y» должны быть не запаяны. Для работы модуля в режиме RS-422 нужно запаять перемычки «Z>Z» и «Y>Y», а перемычки «Y>A» и «Z>B» должны быть не запаяны. Перемычку «G>Y» «GND» нужно запаять если необходимо подключить экран кабеля, но только в режиме RS-485.
Между A и B желательно подключить резистор 120 Ом. Этот резистор должен быть подключен на концах кабеля. В середине кабеля его включать не стоит. Больше двух резисторов применять не следует, т.к. это увеличит нагрузку шины и удаленные устройства могут не принять сигнал. Изначально этот резистор предназначен для согласования волнового сопротивления шины 120 Ом. т.е. он должен гасить отражения волны от концов кабеля. Но он хорошо помогает в борьбе с помехами. Если помеха, например, сетевое напряжение частотой 50 Гц наводятся на один из проводов кабеля, тогда в дифференциальном сигнале появляется рассогласование. Помеха на одном из кабелей образует ложный сигнал и приемники перестают принимать правильный сигнал. Подключив резистор, мы замыкаем два провода А и В вместе и помеха переходит ещё и на второй провод. Помеха появляется на двух проводах одновременно. Таким образом мы переводим помеху из дифференциальной, в синфазную. И дифференциальный сигнал проходит по двум проводам без помехи. Так, что хотя бы один резистор стоит подключить.
Для защиты входов шины от превышения напряжения на плате запаяны защитные TVS диоды. Но лучше применить внешние защитные устройства, которые будут защищать не только интерфейс, но и другие устройства на шине. Например, можно использовать устройство защиты шины: TTC-6-3HF-12DC-PT PHOENIX CONTACT.
Драйвер.
После подключения модуля к ПК необходимо установить драйвер виртуального COM порта VCP. Драйвер находится в свободном доступе на сайте https://www.silabs.com/products/development-tools/software/usb-to-uart-bridge-vcp-drivers.
После установки драйвера определится новое USB устройство и в системе появится новый COM порт. Номер порта можно увидеть и поменять на другой в "свойствах компьютера" / "диспетчер устройств". Далее можно работать с устройствами RS-485/422 как с обычным COM портом.
При передаче сигнала со стороны USB в RS485 загорается красный светодиод. При приеме сигнала со стороны RS485 в USB загорается зелёный светодиод. Если проходит запрос и ответ, тогда видно свечение обоих светодиодов. Если идет запрос на устройство, а ответа нет, тогда мигает только красный светодиод.
Модуль MXB12 пришел на смену модулю MXB11, который уже долгое время выпускается.
MXB11 и MXB12 v1
MXB11 и MXB12 v1
MXB12 v2
MXB12 v3
Отличие от предыдущей модели следующие:
- другой корпус, более элегантный, хотя в длину оба модуля получились одинаковые 83 мм;
- другая микросхема драйвера USB;
- другая микросхема драйвера шины RS485 и изолятора;
- встроенный в микросхему изолятор питания шины;
- два светодиода вместо одного;
- более мелкие детали;
- обновлена элементная база модуля;
- более технологичная сборка.
Новый модуль внешне очень похож на предшественника, разъёмы USB и клеммный блок точно такие же.
По себестоимости новый модуль получился приметно такой же.
Ток потребления MXB11 от USB - 0,06А.
Ток потребления MXB12 от USB - меньше 0,01А.
Потребление нового модуля на порядок меньше.
Тепловой снимок модулей тепловизором.
Видно, что в модуле MXB11 греется DCDC преобразователь и изолированный интерфейс. Греется и микросхема USB, но на фоне разогретого DCDC её почти не видно. В модуле MXB12 немного греется микросхема USB, остальные детали холодные, поэтому и потребление практически нулевое.
Внутреннее устройство модуля.
Внутри корпуса плата с элементами.
Слева микросхема драйвера USB производителя Silabs.
Справа микросхема драйвера шины RS422 со встроенной гальванической развязкой сигнальной и управляющей цепей, а так же со встроенной гальванической развязкой питания шины RS422. Эта толстенькая микросхема не дешевая и составляет большую часть стоимости всего модуля.
Из шины RS422 перемычками делается шина RS485. Микросхема имеет гальваническую развязку до 1000 В и может работать со скоростью 200 кбит/сек.
В центре два светодиода. Так же на плате установлены другие необходимые элементы.
В модуле MXB12 v1 используется драйвер RS485 с гальванической развязкой ADM2587.
В модуле MXB12 v2 используется драйвер RS485 с гальванической развязкой ADM2682.
В модуле MXB12 v3 используется драйвер RS485 с гальванической развязкой ISO3080 и питание на отдельном трансформаторе.
В модуле MXB12 v4 используется драйвер RS485 с гальванической развязкой ADM2587.
Все платы MXB12 v1, v2, v3 равноценные с одинаковым подключением, одинаковым драйвером, в одинаковых корпусах и работают они одинаково.
Аналоги.
Преобразователей интерфейса USB - RS485 с изоляцией достаточно много на рынке. Здесь я подобрал множество однотипных устройств:
ICP DAS I-7561U Конвертер USB в RS-485 с изоляцией.
ICP DAS tM-7561 Конвертер USB в RS-485 с изоляцией.
MOXA UPort 1130I 1-портовый конвертер USB в RS-422/485 с изоляцией 2 кВ.
MOXA UPort 1150I 1-портовый конвертер USB в RS-232/422/485 с изоляцией 2 кВ.
ОВЕН АС4, АС4-M преобразователь интерфейсов RS-485 <-> USB c гальванической изоляцией.
BOLID USB-RS485 преобразователь интерфейсов.
Real Lab NLS-485-USB-I Преобразователь интерфейса RS-485 в USB
MDS IC-USB/485 преобразователь интерфейсов USB и RS-485
Выводы.
Модуль MXB12 пришел на смену модулю MXB11. Обновлена элементная база, улучшена технологичность сборки. Эти модули могут легко заменяться один на другой.
Видео обзор: https://youtu.be/yWRfmXVX6ys