Наш магазин на eBay Наш магазин на AliExpress Наш канал в telegram

Российский USB HART-модем с гальванической развязкой RH-0012

Текущая ситуация на рынке HART-модемов

В настоящее время на рынке промышленной электроники сложилась довольно парадоксальная ситуация. Несмотря на дешивизну и доступность различных электронных компонентов, стоимость готовых изделий превосходит все разумные пределы. Скажем, харт-модемы от известных зарубежных фирм, таких как Endress-Hauser или Pepperl+Fuchs стоят около 800-1000 долларов. Отечественные разработки дешевле, но, во-первых, всё равно довольно дороги, во-вторых, они порой имеют в реализации харта досадные ошибки (например, мне в руки попадал один прибор, который всегда отвечал только главному мастеру, не обращая внимание на то, от какого мастера пришёл запрос, другой прибор периодически наглухо зависал и так далее), в третьих, они не всегда совместимы с западным программным обеспечением, да и просто не всегда сделаны руками (дизайн всегда был слабой стороной отечественного приборостроения).

Ситуация отчасти вызвана тем, что специализированных чипов для HART существует не так уж и много и подавляющее их большинство американского производства. Причём даже китайские разработки на поверку часто оказываются сделанными всё на тех же специализированных американских чипах (чем, собственно, и объясняется высокая стоимость этих разработок).

Вместе с тем, HART является одним из самых востребованных и популярных пормышленных протоколов. Большинство современных приборов либо имеют HART из коробки, либо опционально позволяют заказать исполнение прибора с этим протоколом. Как следствие, — оборудование для работы с хартом (харт-модемы, коммуникаторы) просто необходимо иметь на каждом промышленном предприятии. Причём это оборудование должно быть не в единичных экземплярах, не под замками в специальных отделах (чтобы не дай бог кто-нибудь не сломал дорогущую вещь), оно должно быть доступно широкому кругу простых рабочих, в идеале — по несколько штук в каждой мастерской. Работа с таким оборудованием должна стать обыденностью для каждого (а не только для специально обученных инженеров) и никто не должен бояться к нему прикасаться.

Все эти мысли привели меня к идее о необходимости создания собственного HART-модема, способного превзойти иностранные разработки как в техническом плане, так и в плане цены. Звучит довольно амбициозно, но в итоге такой модем был создан и сегодня я расскажу, чем же он лучше аналогов.

Обзор HART-модема RH-0012 и сравнение его с аналогами.

HART-модем RH-0012 осуществляет физическое преобразование интерфейсов, без какого-либо вмешательство в протокол. При этом технически модем состоит из двух частей: преобразователь USB-UART и преобразователь UART-HART. Первая часть построена на широко распространённой микросхеме cp2102, а вторая — на дешёвом общепромышленном микроконтроллере. Обе микросхемы не какие-то узкоспециализированные, а самый что ни на есть ширпотреб, который в случае необходимости легко может быть заменён на китайские или любые другие аналоги. Ниже можно увидеть фотографии платы и устройства в сборе.

Плата HART-модема RH-0012

плата HART-модема RH-0012

[свернуть]
Внешний вид HART-модема RH-0012 (в сборе)

внешний вид HART-модема RH-0012

[свернуть]

Питается устройство прямо от разъёма USB, а со стороны компьютера определяется как виртуальный COM-порт. Единственное, что нужно компьютеру для работы с этим HART-модемом (кроме специализированного ПО для настройки приборов, конечно) — это лежащий в открытом доступе (а иногда и сразу встроенный в ОС) драйвер для моста cp2102. Если что — вот ссылка на официальные дрова с сайта производителя (Silicon Labs).

Всё вышеописанное позволяет харт-модему RH-0012 без проблем работать с различным западным программным обеспечением, будь то AMS от Emerson, Engineering Assistant от Rosemount, PACTWare от Vega…

Ключевые особенности и преимущества HART-модема RH-0012:

  • Гальваническая развязка между цепями HART и подключаемой линией (на входе установлен трансформатор)
  • Защита от перенапряжения
  • Использование для фильтрации помех активных фильтров верхних и нижних частот, что позволяет добиться большей помехозащищённости устройства (в аналогах активный зачастую только ФВЧ, а ФНЧ — пассивный)
  • Автоматическое управление линией RTS. Большинство харт-модемов всегда (как на моделях для COM-порта, так и на моделях для USB) управляли этой линией с компьютера. Но линия RTS — это управление передатчиком и если поручить его компьютеру, то возможны большие задержки, приводящие ухудшению или даже к полной потере связи (особенно актуально при использовании USB и/или если ПО установлено на виртуальной машине). Модем RH-0012 работает через USB стабильно (собственно, он так и задуман), в том числе и с ПО на виртуальных машинах.
  • Для удобства подключения к шине, HART-модем имеет специальные крючки. Причём эти крючки припаяны не к обычным проводам, а к силиконовым, мягким (чтобы сложнее было сломать) и приятным на ощупь. Так же для большей устойчивости к механическим нагрузкам, разъём USB размещён не напрямую на корпусе HART-модема, а на небольшом отрезке кабеля (на корпусе его бы неизбежно отломали и довольно быстро).
  • Модем имеет привлекательный внешний вид с округыми формами, минимизирующие возможность за что-то зацепиться (долой квадратные коробки!)
  • Модем снабжён двумя светодиодами, один из которых (жёлтый) позволяет определить готовность HART-модема к работе (на него подаётся питание, драйвер ОС распознал USB-UART мост), а второй (синий) мигает при любой активности на шине HART. Первый светодиод важен поскольку многие ноутбуки и операционки любят выключать питание на USB-порт и отменить эту опцию бывает тем ещё квестом, а так мы хотя бы видим, запитан модем или нет. Ну а второй светодиод позволяет быстро определить, идёт ли по шине какой-либо обмен данными (есть ли / работает ли другой мастер, включен ли режим burst-mode…)

Параметры сигналов, генерируемых модемом RH-0012 соответствуют спецификации HART. Ранее на сайте уже была статья, кратко описывающая теорию HART-протокола, там же есть ссылка на полную спецификацию, поэтому я не буду её здесь дублировать.

Более подробно об установке драйверов и работе с HART-модемом RH-0012 можно прочитать в инструкции: RH-0012_Operating_Manual.pdf

Приобрести HART-модем RH-0012 можно в нашем интернет-магазине: ссылка.

А также в магазине на Aliexpress: ссылка.

В дополнение к самому HART-модему вы можете бесплатно скачать ПО, позволяющее использовать его в качестве сканера шины HART. Это ПО позволяет собрать не только сырые данные (поток байт), но также выделить и дешифровать отдельные пакеты. Кроме того, вы можете использовать это ПО для отправки в шину любых HART-пакетов. В настоящий момент ПО доступно для Windows и Android (телефон должен иметь USB OTG), ссылки — ниже:

Скачать RH HART Analyzer (Windows, exe, 940 КБ)

Скачать RH HART Analyzer v.2.3 (Android, apk, 4,9 МБ)

Видео:

Видео работы с HART-модемом RH-0012 через Engineering Assistent и RH HART Analyzer

Тестирование Метран-270М с помощью RH HART Analyzer и HART-модема RH-0012

Продолжение тестов Метран-270М с помощью RH HART Analyzer и HART-модема RH-0012

Комментарии 8

  • Как подключать модем к линии 4-20мА, в разрыв?

  • и второй вопрос, с программами от Элемер — HARTmanager и HARTconfig работать будет? понимаю что скорее всего ответ -да. что в программе соответствующий комп порт указываешь , которым прикинулся модем и все будет работать. но на всякий случай спрошу!

  • А есть возможность запросить у вас макет платы для diy или только покупать весь

  • Не могу с вами связаться. Телеграм бот молчит, не отвечает, форма заказа в магазине непонятная, неясно, куда адрес, куда индекс, куда фио писать.

    • В Башкирии сейчас, к сожалению, не работают ни телега, ни вотсап.
      На форме вроде все поля подписаны: имя, фамилия, две строки для адреса (улица, квартира), населённый пункт, почтовый индекс, телефон, email. В любом случае, в какое бы поле вы чего не написали, я содержимое всех этих полей увижу и пазл сложу 🙂 Не беспокойтесь.
      Или можете прямо на почту все данные написать: pochta@radiohlam.ru

Добавить комментарий