Vítejte, dnes je
pátek
26.
duben
2024
Odborný časopis a portál zaměřený na vývoj a výrobu elektroniky Mohou konektory D-Sub ještě stále konkurovat HDMI nebo USB?
Komunikace mezi jednotlivými zařízeními je základem automatizace – jak domácí, tak i průmyslové. V dnešní době jsou bezdrátová připojení intenzivně rozvíjena. Ta jsou však náchylná k rušení a mají určité zpoždění při přenosu signálů, proto se používají především v systémech inteligentních domů a jsou nepříliš často používány v průmyslu.
Očekávání týkající se komunikace mezi používanými průmyslovými zařízeními se v průběhu let měnila a spolu s nimi se objevovaly nové technologie. Nyní se ethernetové kabely pro komunikaci mezi jednotlivými prvky kabelových sítí používají běžné. Umožňují velmi rychlý přenos dat (až 40 gigabitů za sekundu), a právě proto jsou schopny předávat složité pokyny mezi počítači nebo ovladači a akčními členy nebo panely operátorů. Avšak předtím, než se tzv. kroucená dvojlinka natrvalo zabydlela v průmyslových halách, převládaly zde spoje založené na konektorech D-Sub.
D-Sub (D-subminiatura) je celá řada konektorů používaných ke komunikaci mezi elektronickými zařízeními. Písmeno „D“ v názvu je odvozeno od charakteristického tvaru samotné zástrčky nebo zásuvky, připomínajícího právě toto písmeno. Existuje mnoho typů zástrček D-Sub. Nejmenší mají ve standardní verzi 9 pinů, největší - 104 pinů.
Historie konektorů D-Sub sahá až do padesátých let, a přesto jsou dodnes poměrně široce používány. Částečně je to způsobeno tím, že na mnoha místech se stále používají zařízení vyrobená v minulém století, kdy byl tento konektor nejběžněji používán. Nejběžnější aplikací konektorů D-Sub je komunikace pomocí rozhraní RS-232 a RS-485. Tyto umožňují výstavbu více či méně rozsáhlých sítí propojení mezi zařízeními používanými v průmyslových halách.
První rozhraní, RS-232, bylo v minulosti používáno hlavně k připojení koncových zařízení a různých periferních zařízení, jako jsou například tiskárny a klávesnice, k počítači. Používalo se také k připojení počítače k modemu. V každodenním používání bylo nahrazeno nyní široce používanými konektory USB a Ethernetem.
V průmyslu je však RS-232 i nadále používáno. Tam, kde ho nevytlačila kroucená dvojlinka, se stále používá ke komunikaci počítače s PLC moduly nebo s HMI panely. Má však určitou nevýhodu. Vzhledem k tomu, že přenášené napěťové signály - od -3 do -15 V jsou logické "1", od +3 do +15 V jsou logické "", a napětí od -3 do 3 V se nepoužívá, je využití rozhraní RS-232 možné pro maximální délku 15 metrů, při rychlosti 20 Kbit/s. U delších vodičů mohou být poklesy napětí příliš velké na to, aby bylo možné efektivně přenášet signál do připojeného zařízení. RS-232 se nejprve používalo za účelem využití protokolu Modbus, časem však tuto funkci převzalo RS-485.
RS-485 je v jistém smyslu rozšířením rozhraní RS-232. Umožňuje přenášet data ve formě sběrnice mezi více zařízeními. Je rychlejší než výše uvedené rozhraní a má větší odolnost proti rušení. RS-485 může pracovat s rychlostí 35 Mbit/s v délce až 10 metrů, ale podle potřeby může mít jeden kabel délku až 1200 metrů. Přenosová rychlost pak klesne na 100 Kbit/s, což je stále několikanásobně větší rychlost než u RS-232. Kromě toho pomocí protokolu RS-485 je možné propojit až 32 zařízení. Tyto počty (jak z hlediska délky úseků, tak i z hlediska počtu připojených zařízení) mohou být navýšeny.
Opakovač umožňuje připojit další zařízení fungující v jedné lince nebo zvětšit vzdálenost mezi jednotlivými zařízeními o dalších 1200 metrů.
Na rozdíl od RS-232 využívá 485 diferenciální napětí, které umožňuje provoz na delší vzdálenosti než u jednoduššího rozhraní 232. Logická „1“ pro RS-485 je hodnota nižší než -200 mV, naproti tomu logická "" se vyskytne, když je napětí větší než +200 mV.
Vzhledem k tomu, že v mnoha případech síť založená na protokolech RS-232 nebo RS-485 stále plní své úkoly, používají nadále podniky konektory D-Sub. Mnoho starších strojů a zařízení nepodporuje ovládání přes ethernet, avšak stále jsou plně funkční a plní své úkoly. Není tedy třeba přestavovat to, co funguje bezchybně.
Kromě sítě Modbus RTU se v sítích Profibus DP používají konektory RS-232 a RS-485, tedy konektory D-Sub. V obou případech je fungování s využitím RS-485 podobné.
Konektory D-Sub lze použít k ovládání všude tam, kde není třeba předávat složité příkazy. Skvělým příkladem tohoto typu řešení je ovládání ventilových ostrovů. V tomto případě je vysoký stav na pinu zodpovědný za ovládání jedné z cívek.
Charakteristickým prvkem konektoru D-Sub jsou šrouby na obou stranách zástrčky. Pomáhají správně upevnit zástrčku v zásuvce, ale také chrání před náhodným odpojením ze zásuvky. Toto je jeden z důvodů, proč jsou konektory D-Sub stále běžně používány v železničním průmyslu.
Skutečnost, že připojení je zajištěno šrouby, snižuje riziko rozpojení kabelu v důsledku vibrací na spoji. Hovoříme-li o jedoucím vlaku, je zřejmé, že vibrace nejsou malé, a skutečně mohou mít v extrémních případech vliv na uvolňování zástrček, což v žádném případě není pozitivní jev. Zvláště když hovoříme o odvětví, kde chyby spojené s ovládáním mohou vést k železniční nehodě.
Nejoblíbenějším, ale mimochodem již zastaralým, použitím konektorů D-Sub je klasická VGA zástrčka, která je určena pro připojení monitorů. Tento standard byl nejprve nahrazen DVI zásuvkou, avšak časem se stál nejpopulárnějším konektorem, kterým se k počítači připojovaly monitory, HDMI.
Pokrok je nezbytný a inovace v průmyslu mají obrovský význam. Nedá se říct, že komunikace s použitím zkroucených dvojlinek je horší než v případě několik desítek let starých protokolů využívajících D-Sub konektory. Je však třeba poznamenat, že v průmyslovém sektoru přicházejí revoluce mnohem pomaleji, než by se to mohlo zdát. Inovace jsou často doprovázeny velmi vysokými náklady a jistým rizikem. A toto si každá společnost nemůže dovolit. Technologické změny mohou také vynutit změny v organizaci práce a infrastruktuře budovy. Proto navzdory plynoucímu času, mnoho zařízení stále používá, jak by se mohlo zdát, zastaralé technologie. Navíc se stále vyrábějí nová zařízení, s nimiž lze komunikovat prostřednictvím konektorů D-Sub. Umožňuje to snadné nahrazení prvků začleněných do sítě před mnoha lety, novými prvky, aniž byste museli měnit způsob komunikace, například pomocí kroucené dvojlinky.
Text připravila společnost Transfer Multisort Elektronik Sp. z o.o.
Původní zdroj textu: www.tme.eu
