Electronique > Réalisations > Interfaces / DMX > Interface RS485 (DMX) isolateur 001
Dernière mise à jour : 30/05/2021Présentation
Cette interface a été conçue pour garantir une isolation électrique totale entre un ordinateur et une liaison différentielle RS485 (par exemple liaison DMX, qui s'appuie sur ce protocole).
Le but de ce circuit d'isolation est double :
- limiter les risques de parasites / interférences
- protéger l'ordinateur en cas de surtension sur la ligne RS485
Il s'agit d'un circuit exclusivement utilisé pour des tests sur le terrain durant la phase de développement d'interfaces RS485. Dans un produit commercial, ce type de protection fait normalement partie intégrante du système.
Voir aussi Interface RS485 isolateur 002, qui propose un schéma basé sur des composants traversants plus faciles à trouver, mais en plus grand nombre (surface PCB requise plus grande).
Schéma
Un schéma qui permet une grande protection, pas compliqué et de faible dimensions, mais qui fait usage de composants pas spécialement courants (en tout cas pour les débutants).
Le composant le plus drôle de ce système est sans doute la self de mode commun ACM2520-301-2P (T1)...
Interfaçage RS485 et isolation galvanique
Le circuit intégré U1 est fabriqué par Mornsun (MORNSUN Guangzhou Science & Technology Co., Ltd.). Il s'agit d'un TD301M485 (si alimentation uC en +3V3) ou un TD501M485 (si alimentation uC en +5V). Ce circuit renferme le circuit d'interface RS485, mais aussi le convertisseur DC-DC qui permet d'obtenir une tension de +5V ou +3V3 totalement isolée de celle fournie au circuit. En résumé, ce seul circuit intégré U1 fait tout, et cela dans un petit boitier assurant une isolation "entrée/sortie" de 2500 V.
La première chose qui peut sauter aux yeux est que ce circuit isolateur ne possède pas de broche de commande de direction Tx/Rx. La raison en est simple, il est bi-directionnel avec commutation émission/réception automatique (principe probablement similaire à celui adopté pour les isolateurs USB).
La vitesse de transfert des données est de 500 kbps au maximum, les 250 kbps du DMX passent donc sans problème. La résistance R3 constitue la terminaison de ligne, elle ne doit être mise en circuit (avec le cavalier JP1) que si l'interface est le dernier équipement de la chaine DMX.
Protection supplémentaire
La liaison RS485 pouvant être de grande longueur, et bien que par nature symétrique (différentielle), elle est sujette aux perturbations externes. On ne doit donc pas considérer comme du luxe j'ajout de composants dédiés à la protection contre les surtensions pouvant affecter les lignes "A" et "B", par rapport à la masse du connecteur XLR J2.
Le premier élement de protection est le composant marqué U2, un tube éclateur à gaz à trois broches de type B3D090L-C (ou autre tube de même accabit entrant en conduction à une tension de 90 V, 185 V, 230 V ou 300 V et supportant une intensité de courant de quelques kA (par exemple BOURNS 2056-09-B3LF, TDK EZ0-A90XSMD ou EPCOS88069X8690B502).
Les diodes D1 à D3 complètent cette première protection en réduisant davantage les surtensions déjà bien atténuées par le tube à gaz. Le courant qui traverse ces diodes (si bien sûr elles entrent en conduction) est limité par les résistances R4 et R5.
Alimentation
L'alimentation requise par le TDx01M485 dépend du circuit (avec microprocesseur ou micrcontrôleur) auquel raccorder l'interface.
- si alimentation uC en +3V3 => utiliser un TD301M485
- si alimentation uC en +5V => utiliser un TD501M485
Le courant consommé peut varier entre 18-22 mA (sans transfert de données) et 70-90 mA (avec transfert de données), il faudra donc prévoir une source de tension pouvant débiter une intensité de courant d'au moins 100 mA.
Prototype
En cours de réalisation (PCB réalisé, en attente de certains composants actuellement en rupture de stock)
Le PCB utilisé pour ce prototype a fait l'objet de retouches après son assemblage. L'implantation des composants proposée ci-après tient compte de ces retouches.Je ne sais pas si je terminerai cette interface, car le composant principal TD501M485 est difficile à trouver...
Circuit imprimé (PCB)
Réalisé en double face, avec principalement des composants
CMS.
L'éclateur à gaz peut être choisi parmi les modèles traversants ou CMS.
Pourrez-vous localiser la grosse self de mode commun (T1) en moins de
3 secondes ?
PCB version du 26/05/2021
Typon (PCB) au format PDF
Historique
30/05/2021
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Première mise à disposition.