RS-232 Proudová smyčka

Proudová smyčka (Current Loop) je alternativa k napěťovému přenosu RS-232 pro delší vzdálenosti a rušné prostředí.

Princip

Informace zakódována v proudu, ne napětí.
20 mA = logická 0 (Space, "On", aktivní)
0 mA = logická 1 (Mark, "Off", klidový stav)
Smyčka = uzavřený obvod: zdroj proudu → vysílač → vedení → přijímač → zpět ke zdroji.

Pozor: Nezaměňovat s 4–20 mA analogovou smyčkou pro přenos měřených veličin (teplota, tlak). Ta používá proud 4–20 mA pro analogovou hodnotu, ne pro digitální data.

Výhody oproti RS-232

Vlastnost	RS-232	Proudová smyčka 20 mA
Dosah	~15–20 m	Stovky metrů (až 1–2 km)
Odolnost proti rušení	Nízká (common-mode 3 V)	Velmi vysoká (proud se mění těžce)
Galvanické oddělení	Vyžaduje optooddělovače	Snadné (optopár v přijímači/vysílači)
Počet vodičů	3–9 (min. TxD, RxD, GND)	4 vodiče (2 pro Tx smyčku, 2 pro Rx smyčku)
Kabel	Stíněný, kapacita < 2500 pF	Obvykle stačí běžný kroucený pár

Topologie

┌─────────────┐     Smyčka Tx (20 mA)      ┌─────────────┐
│  Zařízení A │ ──────────────────────────→ │  Zařízení B │
│  (Vysílač)  │                             │  (Přijímač) │
└─────────────┘                             └─────────────┘
      ↑                                           │
      │           Smyčka Rx (20 mA)               │
      └───────────────────────────────────────────┘

Každý směr = samostatná smyčka (4 vodiče celkem pro full-duplex).

Typy uzlů

Typ	Popis
Aktivní vysílač	Samotný generuje proud 20 mA (vlastní zdroj).
Pasivní vysílač	Jen ovládá proud ze zdroje v příjímači (přerušuje smyčku).
Aktivní přijímač	Obsahuje vlastní zdroj pro smyčku (rezistor + optopár).
Pasivní přijímač	Pouze optopár/rezistor, proud dodává vysílač.

Pravidlo: Vždy aktivní vysílač + pasivní přijímač (nebo naopak). Nikdy dva aktivní ani dva pasivní v jedné smyčce.

Parametry převodníků RS-232 ↔ Proudová smyčka (z katalogu HW Group)

Parametr	Hodnota
Přenosová rychlost	50–115200 Bd
Impedance vedení	max. 200 Ω (rozhoduje odpor, ne kapacita)
Napájení	5 V / 12 V / 24 V (síťový adaptér)
Galvanické oddělení	Volitelné (optopáry)
Teploty	0–45 °C
Konektory	DB-25, DB-9, RJ45, DIN lišta

Modely (příklady)

Model	Kanály	Oddělení	Napájení	Konektory
CON11_0A	1 (TxD, RxD)	Ne	12 V	DB-25 F/M
CON11_0G	1	Ano (galvanické)	5 V	DB-25 F/M
CON12_0A	2 (TxD, RxD, RTS, CTS)	Ne	12 V	DB-25 F/M
CON12_0G	2	Ano	5 V	DB-25 F/M
CON11_DIN35	1	Ano	24 V	Roz vaděč (DIN lišta)
CON12_DIN35	2	Ano	24 V	Roz vaděč
CON19_0A	1	Ne	5 V	DB-9 F / DB-9 M

Zapojení

Minimální (2 smyčky = 4 vodiče)

Zařízení A (aktivní Tx) ──→──┬──→── Zařízení B (pasivní Rx)
                             │
                          Zdroj 20 mA
                             │
Zařízení B (aktivní Tx) ──→──┴──→── Zařízení A (pasivní Rx)

S galvanickým oddělením

Optopár v přijímači odděluje smyčku od logiky zařízení. Chrání proti:

Rozdílovým zemním potencialům (ground loops)
Přepětí z blitzu/rušení
Kratkým obvodům na vedení

Omezení

Pouze TxD a RxD – řídicí signály (RTS, CTS, DTR, DSR) se standardně nepřenášejí.
Pro řídicí signály → 2 kanálový převodník (CON12_xx).
Rychlost omezena odporem vedení (ne kapacitou jako u RS-232).
Vyžaduje zdroj proudu (aktivní strana).

Související poznámky

RS-232 Převodníky a úrovně – přehled všech převodníků
RS-232 Elektrické parametry – porovnání s RS-232
MOC – mapa RS-232
Zdroj: Převodníky z RS232 na RS422.doc (kapitola "RS-232 / Proudová smyčka 20mA"), rs-232.htm