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Warum sollte oder brauche ich ein isoliertes USB-zu-RS485-Gateway?

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Wenn auf einem PC ausgeführte Software Zugriff auf RS485-Netzwerkdaten benötigt oder alternativ Daten an das RS485-Netzwerk senden muss, muss ein Kommunikationsport erstellt werden. Bis zum USG-1-485 gab es jedoch keine Lösung, die in jedem Fall funktionierte.

Das Actisense USB-zu-RS485-Gateway (USG-1-485) wurde aus der Anforderung heraus entwickelt, 3 grundlegende Probleme bei der Anbindung der industriellen RS485-Kommunikation an einen PC zu lösen:

A) Masseschleifen. Wenn der PC und das RS485-System unterschiedliche Massepotentiale haben (oder insgesamt völlig unterschiedliche Masse haben), können Daten verfälscht werden und dauerhafte Schäden (am PC und am RS485-Gerät) auftreten.

B) Unterschiedliche Standards. Wenn Sie einen Standard-USB-Seriell-Konverter kaufen, bieten sie normalerweise einen PC-Standard-RS232-Port, während RS485 ein bidirektionales Signalsystem verwendet. Dies bedeutet, dass ein Standard-USB-zu-Seriell-Konverter nicht mit RS485 / IEC 61162-2 kompatibel ist, die den RS485-Treibertyp verwenden.

C) Der PC hat keine serielle Schnittstelle. Die meisten modernen PCs verfügen nicht mehr über serielle Schnittstellen, da diese durch den neuen Standard USB ersetzt werden. Außerdem sind RS485-Signale nicht direkt mit seriellen Standard-PC-Ports kompatibel.

Lösung für Problem A – Erdschleifen

Das Hauptproblem bei der Verwendung eines Standard-USB-Seriell-Konverters (oder eines Standard-RS232-Ports) besteht darin, dass die Masse des PCs dann mit der RS485-Systemmasse geteilt wird.

PCs werden im Dock oft über einen Netzwechselrichter, Generatorsatz oder direkt über das Stromnetz mit Strom versorgt, während die Schiffselektronik normalerweise an den aktuellen Batteriesatz angeschlossen ist.

Das bedeutet, wenn Sie die beiden Systeme miteinander verbinden, verbinden Sie zwei verschiedene Stromsysteme. Dies kann zunächst zu keinen sichtbaren Problemen führen, führt jedoch häufiger zu einer von drei Konsequenzen:

1. Datenkorruption – Die Daten werden verstümmelt, da das elektrische Datensignal jetzt auf einem verrauschten Erdstrom fließt, der zwischen zwei Systemen fließt.

2. Der PC stürzt zeitweise ab, da Erdströme durch seine empfindlichen elektronischen Schaltkreise fließen. Dies kann bleibende Schäden verursachen.

3. Bei großen Erdschleifenfehlern können einige Komponenten schmelzen / Feuer fangen / Sicherungen durchbrennen oder Erdschlussvorrichtungen auslösen.

Das USG-1-485 löst all diese Probleme, indem es eine sichere, optoisolierte Barriere zwischen den beiden Systemen bereitstellt. Da das Signal als Licht über diese Barriere läuft, teilen sich die Signale nicht die gleiche Masse und die Sicherheit ist gewährleistet, da kein Strom zwischen den beiden Stromversorgungssystemen fließen kann. Zusätzlich vervollständigt ein eingebauter Leistungsisolator die Isolation.

Lösung für Problem B – Unterschiedliche Standards

Serielle PC- oder „COM“-Ports verwenden den RS232-Standard. Dies verwendet einen Masse- und einen Empfangs-Pin, um Daten von einem angeschlossenen System zu erhalten. Daten werden als auf Masse bezogene Spannungen auf einer einzelnen Sendeleitung gesendet. Diese Antriebsart wird als „Single-Ended“ bezeichnet.

Im Gegensatz dazu verwenden NMEA 0183-Systeme ein „differentielles“ System, bei dem sich eine „positive“ Datenleitung und eine „negative“ Datenleitung gegeneinander bewegen.

Viele Installationen ohne isolierte Ausgänge wurden gesehen, bei denen die negative Datenleitung eines Differentialantriebssystems mit der Masse des PCs verbunden wurde. Wenn Sie Glück haben, kann dies funktionieren, aber wenn nicht, erhalten Sie entweder einfach keine Daten oder beschädigen im schlimmsten Fall Ihre Ausrüstung.

Das USG-1-485 löst dies durch die Verwendung einer ausgeklügelten Schaltung, die einzigartig für Actisense ist, sowohl in der „Listener“-Schaltung (Empfänger) als auch in der ISO-Drive „Talker“ (Sender)-Schaltung. Diese Schaltkreise sind sowohl mit RS232 als auch mit NMEA 0183 kompatibel.

Lösung für Problem C – PC hat keine serielle Schnittstelle.

Viele Laptops und Desktop-PCs sind nicht mehr mit seriellen Anschlüssen vom Typ RS232 ausgestattet (die mit einem Konverter in einen RS485-Typ umgewandelt werden könnten). Das USG-1-485 löst dies, indem es einen Industriestandard-RS485-Port von jedem PC-USB-Port herstellt.

Dieser Port erscheint auf dem PC-System als normaler „COM“-Port und kann daher mit jeder gängigen Navigations- und Anzeigesoftware verwendet werden. Dadurch ist eine Verbindung in wenigen Minuten betriebsbereit.

Das USG-1 wurde durch das USG-2 ersetzt

Laden Sie die kostenlose Anleitung zu NMEA 0183 herunter.

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