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

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 ветра c LoRaWAN;
10. Примеры для RAK11200: Инструкция по программированию RAK5802 RS485;