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开源 隔离型USB转RS485转换器:

为什么要搞一个隔离型的USB转RS485呢,这个问题还要从我的测试说起,我笔记本电脑的USB的GND不是大地,但是我笔记本要控制一个程控电源,由于程控电源的USB的GND是连接到了大地,所以笔记本的USB的GND变成了大地,然后我的USB转RS485的GND也就变成了大地。。。

然后我拿示波器的普通探头去看RS485的A对B的波形(B接到示波器的地夹子),然后示波器的地夹子也是大地,于是自然也没看到正常的波形,而且我设备的RS485通讯也异常了。我感觉很无语,所以我感觉我需要一个隔离型的USB转RS485转换器!!下图是我当前用的非隔离型的USB转RS485的转换器(也很好用,美中不足就是非隔离)。


我把我的想法告诉芯片代理朋友柯工后,柯工推荐了一个非常不错的芯片川土微的CA-IS2092A作为隔离RS485的输出芯片。然后加上之前抄的一些图纸,加上我手头有的东西,做一个非常mini的隔离型的USB转RS485转换器。下图是柯工推荐的自带隔离电源的隔离型RS485芯片,我也找柯工要了几片样品,芯片照片如下:


外壳的话就沿用之前的类似外壳,我在某宝购买了公模外壳,价格大概是8毛5一个,外观如下所示,其实和我现在用的是一个外壳,只不过颜色不一样,那么结构上基本就解决了:


那么接下来就是原理图的设计,由于手头还有一部分的FT232RL的存货,所以USB转串口部分就用FT232RL吧;然后可以看到这个外壳实际上很小,并且这个外壳的结构高度也限制的比较厉害,所以说就不能采用那种小型的隔离电源模块了(高度有点高),所以我使用了柯工推荐的自带隔离电源的隔离型的RS485芯片,这样就可以省去一个隔离电源模块的价钱,也省下了一个数字隔离器的价钱,这个芯片用的是川土微的CA-IS2092A,整体的原理图如下所示(嘉立创开源工程链接在文末):


然后CA-IS2092A这个芯片的价格也很合适,大概批量可以做到6块钱左右,性价比很高,要知道一个普通的RS485非隔离芯片也要1块钱左右,加上隔离电源模块也得3块钱左右,还有数字隔离器也差不多2块钱左右。而这个CA-IS2092A一颗芯片就搞定了,体积小,而且价格便宜,性价比很高:



然后这个CA-IS2092A就和常规的RS485芯片一个用法,就是DI,使能和RO三个地方,然后隔离侧输出电平可以通过SEL管脚去配置,可以配置输出电平为3.3V或者是5V(我画的图输出是3.3V):


然后是PCB部分,连连看,连接座子就照抄微雪的RS485模块吧:



然后经过七七四十五分钟,终于焊接好了,焊接好然后加上外壳的USB转的图片如下所示:


实测通讯效果也是非常的棒,下图是波特率为38400的通讯波形,我实测了一下1w个数据采集和写入均没有丢包:


通讯速率这块,看CA-IS2092A的手册最高可以达到0.5Mbps,我实测也是可以达到,不够我日常用38400波特率最多:
那么大家如果也有这种小型化的RS485隔离芯片的需求也欢迎大家添加柯工咨询(柯工名片在最后)。另外还有隔离型的CAN通讯芯片CA-IS2062A也推荐给大家,看起来也非常不错,下面是他的框图:

也有不带隔离电源的CAN收发芯片哦,型号是CA-IS3050CG:

感谢柯工提供的本期的RS485隔离芯片的样品,然后我把我的芯片代理朋友柯工的名片推荐给大家,需要的朋友可以保存,柯工所在公司代理一系列国产芯片,包括单片机MCU,RS485/232/CAN芯片(隔离/非隔离),DCDC/LDO欢迎联系咨询。:
最后补充一句:如果觉得FT232RL太贵的可以去购买沁恒的CH9101U,PIN to Pin可以替换,价格大概在5元左右,也可以去找柯工购买或索样。

最后是我的开源链接,这个也是我第一个在立创开源的工程,大爱嘉立创,祝嘉立创越来越好.
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