CHESTER-X12
CHESTER-X12 je rozšiřující modul pro sériovou komunikaci RS-232 pro platformu CHESTER.
Přehled modulu
CHESTER-X12 poskytuje sériové rozhraní RS-232. Převodník I²C na UART SC16IS740IPW se připojuje k základní desce CHESTER po I²C a transceiver MAX3226EEUE+ převádí signály UART na skutečné úrovně RS-232 s ochranou proti ESD ±15 kV. Vysílací a přijímací linka RS-232 jsou vyvedené na svorkovnici.
Modul může běžet přímo ze základní desky CHESTER. Alternativně přivádí externí linka 5–28 V DC na +VIN energii do step-down převodníku TPS62933 na desce, jehož pevný výstup 5 V (+V) napájí základní desku CHESTER. Vstup chrání Schottkyho diody (PMEG6010ELR). ADC TLA2021 na desce, čtený po I²C, sleduje vstupní napětí.
Klíčové vlastnosti
- Rozhraní RS-232: Plně duplexní sériová linka se skutečnými úrovněmi RS-232 a ochranou proti ESD ±15 kV na I/O pinech (MAX3226EEUE+).
- Převodník I²C na UART: SC16IS740IPW přemosťuje UART pro RS-232 na sběrnici I²C základní desky CHESTER.
- Flexibilní napájení: Běží ze základní desky CHESTER, nebo z volitelné linky 5–28 V DC na +VIN přes step-down převodník na desce (TPS62933).
- Ochrana vstupu: Schottkyho diody (PMEG6010ELR) na napájecím vstupu.
- Monitorování vstupního napětí: ADC na I²C (TLA2021) na desce měří vstupní napětí.
- Řízení spotřeby: Transceiver RS-232 lze pomocí FORCEOFF# uvést do vypnutého stavu pro provoz s nízkou spotřebou.
Typické aplikace
- Průmyslové senzory: Připojení senzorů a řídicích jednotek přes platformu CHESTER.
- Starší zařízení: Integrace s existujícími zařízeními RS-232.
- Automatizace budov: Systémy HVAC, řízení osvětlení a měření spotřeb.
- Komerční využití: Terminály POS a čtečky čárových kódů.
- Utility: Přístup k sériové konzoli a rozhraní laboratorních přístrojů.
Technické parametry
| Parametr | Hodnota |
|---|---|
| Typ rozhraní | RS-232 |
| Protokol | Plně duplexní asynchronní sériová linka |
| Přenosová rychlost | Až 250 kb/s (limit transceiveru) / 3 Mb/s (limit převodníku) |
| Datové bity | 5, 6, 7, 8 |
| Stop bity | 1, 1.5, 2 |
| Parita | Žádná, sudá, lichá, mark, space |
| Řízení toku | Softwarové (XON/XOFF) |
| Rozhraní k hostu | I²C |
| Napájecí vstup (+VIN) | 5–28 V DC (volitelné externí napájení) |
| Napájecí výstup (+V) | Pevných 5 V, napájí základní desku CHESTER |
| Monitorování napětí | 12bitový ADC na I²C (TLA2021) na desce, měří vstupní napětí |
| Rozhraní desky | Castellated otvory na dvou protilehlých hranách, připájené k základní desce CHESTER |
| Revize hardwaru | R1.2 |
Klíčové součástky
| Součástka | Typové označení | Popis |
|---|---|---|
| Převodník I²C na UART | SC16IS740IPW | Jeden UART s rozhraním I²C, 64bajtová FIFO |
| Transceiver RS-232 | MAX3226EEUE+ | Skutečné úrovně RS-232, ochrana proti ESD ±15 kV |
| ADC pro monitorování napětí | TLA2021 | 12bitový ADC na I²C (adresa 0x49); měří vstupní napětí |
| Převodník DC-DC | TPS62933 | Snižující převodník, vstup 5–28 V DC, výstup 5 V |
| Ochrana vstupu | PMEG6010ELR | Schottkyho diody pro ochranu vstupu |
Zapojení pinů
Modul používá standardizované rozvržení konektoru kompatibilní se slotem pro rozšiřující moduly CHESTER.
Zobrazené zapojení pinů platí pro základní desku CHESTER-M CGLS.
Zapojení konektoru CHESTER-X12
| Pin | Signál | Typ | Popis |
|---|---|---|---|
| 1 | +VIN | Napájecí vstup | Volitelný externí stejnosměrný vstup do step-down převodníku na desce (5–28 V DC) |
| 2 | GND | Zem | Systémová zemní reference |
| 3 | +V | Napájecí výstup | Pevných 5 V ze step-down převodníku na desce (napájí základní desku CHESTER) |
| 4 | GND | Zem | Systémová zemní reference |
| 5 | RS232 TX | RS-232 | Vysílaná data RS-232 (výstup modulu) |
| 6 | RS232 RX | RS-232 | Přijímaná data RS-232 (vstup modulu) |
| 7 | VDD | Napájení | Napájení logiky 3.3 V ze základní desky CHESTER |
| 8 | GND | Zem | Systémová zemní reference |
Modul může běžet přímo ze základní desky CHESTER. Když je na +VIN (pin 1) připojené externí napájení 5–28 V DC, vytváří step-down převodník TPS62933 na desce pevných 5 V na +V (pin 3), kterými se napájí základní deska CHESTER.
Transceiver RS-232 používá negativní napěťové úrovně. Zařízení CHESTER musí mít upravenou ochranu proti ESD na vstupech pro signály A3 a A4 na slotu A, případně B3 a B4 na slotu B. Standardní jednosměrné diody TVS (SMA6J28A) musí být nahrazené obousměrnými (SMA6J28CA). Pokud ochranu proti ESD nepotřebujete, lze tyto diody odstranit.
Rozhraní k hostu (I²C)
CHESTER-X12 komunikuje se základní deskou CHESTER po standardní sběrnici I²C. Na sběrnici jsou dvě zařízení: převodník UART SC16IS740IPW a ADC TLA2021 pro monitorování napětí.
Adresa převodníku UART se volí pájecí propojkou S1 na desce (na potisku ADR): 0x54 ve slotu A a 0x55 ve slotu B. Když se modul dodává jako součást kompletní jednotky CHESTER, je tato adresa nastavená ve výrobě; u samostatného modulu si ji musí nastavit uživatel. ADC TLA2021 sedí na adrese 0x49.
Kromě SDA/SCL používá modul piny GP slotu:
| Pin CHESTER-X | Signál | Zdroj / funkce |
|---|---|---|
| GP0 / A0 | INVALID# | MAX3226EEUE+ — indikace platné úrovně na přijímači RS-232 |
| GP1 / A1 | ADC_EN | Zapíná měření vstupního napětí čipem TLA2021 |
| GP2 / A2 | IRQ | Přerušení UART čipu SC16IS740IPW |
| GP3 / A3 | FORCEOFF# | Vypnutí MAX3226EEUE+ (řízení nízké spotřeby) |
Vstup FORCEON transceiveru je připojený na vysokou úroveň, takže firmware může transceiver RS-232 uvést do stavu s nízkou spotřebou nastavením FORCEOFF# (GP3/A3).
Připojení RS-232
Sériové zařízení zapojte do svorkovnice: RS232 TX (pin 5), RS232 RX (pin 6) a společná GND (pin 2, 4 nebo 8). Vyvedené jsou pouze datové linky pro vysílání a příjem — na konektoru nejsou k dispozici linky hardwarového handshakingu (RTS/CTS).
Rozhraní RS-232 není galvanicky oddělené, takže sériové zařízení a uzel CHESTER musí mít společnou zemní referenci.
Průchod krabičkou
Sériový kabel lze do krabičky přivést dvěma způsoby:
- Kabelová vývodka (výchozí): vodiče RS-232 protáhnete vývodkou ve stěně krabičky a zapojíte do svorkovnice.
- Konektor do panelu (na vyžádání): externí konektor ve stěně krabičky umožní uživateli sériový kabel zapojit, bez volné kabeláže vevnitř. Na vyžádání.
Kompatibilní konfigurace CHESTER
Modul CHESTER-X12 lze použít s různými konfiguracemi základních desek CHESTER. Níže jsou příklady kompatibilních sestav:
CHESTER-M (CGLS)
CHESTER-C4
Použití s CHESTER SDK
CHESTER-X12 lze v rámci CHESTER SDK použít přes shieldy ctr_x12_a a ctr_x12_b, případně přes funkce Project Generatoru hardware-chester-x12-a a hardware-chester-x12-b.
Schémata
Kompletní schéma — hlavní strana, rozhraní a napájení — je k dispozici jako PDF:
Výkres modulu
