KR100439379B1 - 무전원방식 통신용 레벨컨버터 - Google Patents

무전원방식 통신용 레벨컨버터 Download PDF

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Abstract

RS-232c신호를 RS-485신호로 변환하여 외부에서 전원을 공급하지 않아도 되는 무전원방식의 레벨컨버터에 관한 것으로, 컴퓨터 유닛과 레벨컨버터의 내부회로를 연결하는 RS-232c신호 입출력부, RS-232c신호 입출력부에서 출력된 RS-232c신호를 수신하며, 수신된 신호가 ±12V레벨의 RS-232c신호인 경우 0∼5V의 TTL신호로 변환하고, 0∼5V의 TTL신호인 경우 ±12V레벨의 RS-232c신호로 변환하는 RS-232c ↔ TTL 레벨변환부, RS-232c ↔ TTL 레벨변환부에서 출력된 신호를 수신하며, 수신된 신호가 0∼5V의 TTL신호인 경우 0V와 5V의 RS485/422신호로 변환하고, 0V와 5V의 RS485/422신호인 경우 0∼5V의 TTL신호로 변환하는 TTL ↔ RS485/422 레벨변환부, 레벨컨버터의 외부에서 들어오는 각종 노이즈 등의 위험신호를 차단하는 보호회로, TTL ↔ RS485/422 레벨변환부에서 출력된 신호를 수신하며, 외부의 RS485/422 송수신 기기와 레벨컨버터를 접속하는 RS485/422 신호 입출력부 및 RS-232c신호 입출력부에서 출력된 상기 RS-232c신호에서 상기 레벨컨버터 내부의 각각의 회로를 구동하기 위한 전원을 추출하는 전원생성부를 마련한다.
이러한 장치를 이용하는 것에 의해, 장거리 및 고속통신을 하기 위해 각각의 컴퓨터마다 전원선을 설치하는 번거로움을 해소할 수 있다.

Description

무전원방식 통신용 레벨컨버터{ Level converter for wommunication of technic of no-power }
본 발명은 무전원방식의 레벨컨버터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 RS-232c신호를 RS-485신호로 변환하여 외부에서 전원을 공급하지 않아도 되는 무전원방식의 레벨컨버터에 관한 것이다.
일반적으로, 우리가 사용하는 컴퓨터에는 외부 기기와의 통신을 위하여 통신포트(COM1, COM2)가 준비되어 있다. 이 포트를 RS-232포트라고 하는데 이는 RS-232c라는 표준규격에 근거한 통신방식이기 때문이다. 그러나, 이 통신방식은 통신거리가 짧고(15M) 전파 노이즈에 매우 취약하여 산업용으로는 거의 사용되지 않고 RS-485/422방식이 많이 사용되고 있다. RS-485/422방식은 통신거리가 길고(1200M) 전파 노이즈에 강한 규격으로 되어 있기 때문이다.
그러나, 대부분의 컴퓨터에 있어서는 RS-485/422 통신을 지원하지 못하므로, 도 1에 도시된 바와 같이, 레벨컨버터를 사용하여 RS-232c신호를 RS485/422신호로 변환하여 통신을 하고 있다. 현재 이러한 용도에 사용할 수 있도록 많은 레벨컨버터들이 개발되고 있다.
도 1은 상술한 바와 같이 개발되어 현재 사용되고 있는 레벨컨버터의 블록도이다. 도 1에 있어서, (11)은 컴퓨터에 공급되는 상용전원(AC110/220V)을 컨버터의 내부에서 필요로 하는 전원으로 변환하는 AC/DC어댑터이고, (12)는 이 AC/DC어댑터(11)에서 공급된 전압을 각각의 레벨컨버터(13),(14)에 인가하는 전원부이다.
RS-232c신호를 RS485/422신호로 변환하기 위해, RS-232c신호 입력부(15)에 입력된 RS-232c신호는 RS-232c↔TTL레벨 변환부(13)을 거쳐 TTL신호로 변환되고, 이 TTL신호는 TTL↔ RS485/422레벨 변환부(14)를 거쳐 RS485/422신호로 변환된 후, RS485/422신호 입출력부(16)을 통해 출력된다.
그러나, 도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 RS-232c↔TTL레벨 변환부(13)과 TTL↔ RS485/422레벨 변환부(14)는 모두 외부에서 전원을 공급하지 않으면 장거리(1200M) 및 고속(115kbps)통신을 할 수 없어 장거리 및 고속통신을 특징으로 하는 RS485/422 통신을 사용할 수 없으며, 장거리 및 고속통신을 하기 위해서는 전원용 어댑터(11)를 사용하여 각각의 컨버터에서 필요한 전원을 공급해야 한다.
따라서, 장거리 및 고속통신을 하기 위해서는 각각의 컴퓨터마다 전원선을 설치하는 번거로움과 불편함이 따르고 있다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것으로서, 각각의 레벨컨버터의 소비전력을 극소화시켜 소비전력을 저감하고 설치가 용이한 레벨컨버터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 각각의 레벨 변환부에서 필요로 하는 전원을 컴퓨터에 공급되는 RS-232c의 신호에서 마련하는 레벨컨버터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 외부에서 공급되는 전원을 제거하면서도 장거리 및 고속통신이 가능한 레벨컨버터를 제공하는 것이다.
도 1은 도 1은 현재 사용되고 있는 레벨컨버터의 블록도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레벨컨버터의 블록도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
21 : 컴퓨터 유닛 22 : RS-232c신호 입출력부
23 : RS-232c ↔ TTL 레벨변환부 24 : TTL ↔ RS485/422 레벨변환부
25 : 보호회로 26 : RS485/422 신호 입출력부
27 : 전원생성부 28 : PLC
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 레벨컨버터는 컴퓨터 유닛을 통해 고속 및 장거리 통신이 가능한 무전원방식의 통신용 레벨컨버터에 있어서, 컴퓨터 유닛과 레벨컨버터의 내부회로를 연결하는 RS-232c신호 입출력부, RS-232c신호 입출력부에서 출력된 RS-232c신호를 수신하며, 수신된 신호가 ±12V레벨의 RS-232c신호인 경우 0∼5V의 TTL신호로 변환하고, 0∼5V의 TTL신호인 경우 ±12V레벨의 RS-232c신호로 변환하는 RS-232c ↔ TTL 레벨변환부, RS-232c ↔ TTL 레벨변환부에서 출력된 신호를 수신하며, 수신된 신호가 0∼5V의 TTL신호인 경우 0V와 5V의 RS485/422신호로 변환하고, 0V와 5V의 RS485/422신호인 경우 0∼5V의 TTL신호로 변환하는 TTL ↔ RS485/422 레벨변환부, 레벨컨버터의 외부에서 들어오는 각종 노이즈 등의 위험신호를 차단하는 보호회로, TTL ↔ RS485/422 레벨변환부에서 출력된 신호를 수신하며, 외부의 RS485/422 송수신 기기와 레벨컨버터를 접속하는 RS485/422 신호 입출력부 및 RS-232c신호 입출력부에서 출력된 상기 RS-232c신호에서 상기 레벨컨버터 내부의 각각의 회로를 구동하기 위한 전원을 추출하는 전원생성부를 포함한다.
또, 본 발명의 레벨컨버터에 있어서, 전원생성부는 다수의 정류기 및 축전기를 사용하는 정전압회로로 구성된다.
또한, 본 발명의 레벨컨버터에 있어서, TTL ↔ RS485/422 레벨변환부는 송신데이터가 있을 때에만 송신회로를 동작시키는 송신 자동제어회로 및 2선방식과 4선방식을 전환시켜 주는 통신방식 전환회로로 구성된다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 동일부분에는 동일 부호를 사용하고 반복적인 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전원발생장치의 블럭도이다.
도 2에 도시된 구성에 있어서는 상기의 기술적 과제를 해결하기 위해 회로전체를 절전회로로 구성하고, 또 이를 위해 사용되는 모든 집적회로를 저소비전력형으로 사용하며, 집적회로로 구현하기 어려운 부분은 개별부품을 사용하여 회로를 구성하였다.
도 2에 있어서, (21)은 통신 등을 하기 위해 RS-232c 신호를 송수신하는 컴퓨터 유닛이고, (22)는 컴퓨터 유닛(21)과 본 발명의 컨버터의 내부회로를 연결하기 위한 RS-232c신호 입출력부로서, 송수신 데이터의 유무를 확인할 수 있는 저소비전력 표시회로, 송수신회선을 교환할 수 있는 회선전환회로, RS-232c규격을 충족시키기 위한 임피던스 매칭회로로 구성된다.
(23)은 RS-232c신호 입출력부(22)에서 출력된 RS-232c신호를 수신하며, ±12V레벨의 RS-232c신호는 0∼5V의 TTL신호로 변환하고, 0∼5V의 TTL신호는 ±12V레벨의 RS-232c신호로 변환하는 RS-232c ↔ TTL 레벨변환부로서, 다수의 개별반도체와 저항, 정류기 등으로 저소비전력을 실현하며, 온도보상회로를 구비하여 온도변화가 발생해도 고속통신이 가능하도록 회로를 마련한다.
(24)는 RS-232c ↔ TTL 레벨변환부(23)에서 출력된 신호를 수신하며, 0∼5V의 TTL신호는 0V와 5V의 RS485/422신호로 변환하고, 0V와 5V의 RS485/422신호는 0∼5V의 TTL신호로 변환하는 TTL ↔ RS485/422 레벨변환부로서, 저소비전력의 전용 집적회로를 사용하여 저소비전력에서도 고속 및 장거리통신을 가능하게 한다. 이 TTL ↔ RS485/422 레벨변환부(24)는 송신데이터가 있을 때에만 송신회로를 동작시키는 송신 자동제어회로 및 2선방식(RS485)과 4선방식(RS422)을 전환시켜 주는 통신방식 전환회로로 구성된다.
(25)는 외부에서 들어오는 각종 노이즈 등의 위험신호로부터 본 발명의 컨버터 등의 회로를 보호하기 위한 보호회로로서, 다수의 정류기를 사용하여 위험신호를 전원으로 흡수하도록 구성된다.
(26)은 TTL ↔ RS485/422 레벨변환부(24)에서 출력된 신호를 수신하며, 외부의 RS485/422 송수신 기기(PLC 등)와 본 컨버터의 RS485/422 회로를 접속하는 RS485/422 신호 입출력부로서, 과도신호 억제용 댐핑회로, 풀 업과 풀다운 회로 및 5Pin의 단자 블록으로 구성된다.
(27)은 RS-232c신호 입출력부(22)에서 출력된 ±12V의 신호의 RS-232c신호에서 본 발명에 따른 컨버터 내부의 각종 반도체를 구동하기 위한 전원(±5V)을 추출하는 전원생성부로서, 다수의 정류기 및 축전기를 사용하는 정전압회로로 구성된다.
(28)은 RS485/422 송수신 기기(PLC )이다.
또한, 도 2에 있어서는 도면의 복잡함을 피하기 위해 블록도로 표시하였지만, 본 발명에 있어서는 다음과 같은 기능이 부가되어 있다.
즉, 통신데이터의 방향을 나타내기 위해 송수신용으로 2개가 마련되며, 반도체램프로 구성되는 표시부, 통신신호의 접속위치를 전환하며 DIP Sw로 구성되는 접속위치 전환부, RS485와 RS422의 통신방식을 전환하며 DIP Sw로 구성되는 통신방식 전환부, 종단저항의 접속여부를 선택하며 DIP Sw와 저항으로 구성되는 종단저항 접속부, 송신데이터가 있을 때에만 송신을 가능하며 반도체와 저항 등으로 구성되는 송신 자동제어부 등을 구비한다.
다음에 본 발명에 따른 레벨컨버터의 동작에 대해서 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 유닛(21)의 통신포트와 RS-232c신호 입출력부(22)는 RS-232c신호를 수수하며, RS-232c신호 입출력부(22)에서 출력된 ±12V레벨의 RS-232c신호로부터 전원생성부(27)이 레벨컨버터 내의 각 회로로 공급될 전원(+5V)을 생성한다.
이 전원생성부(27)에서 생성된 +5V의 전원은 RS-232c ↔ TTL 레벨변환부(23)과 TTL ↔ RS485/422 레벨변환부(24)를 구동하기 위한 전원으로서 사용된다.
즉, 본 발명에 있어서는 컨버터내의 각 회로를 동작시키기 위한 전원을 기기 외부의 어댑터에서 공급받는 도 1에 도시된 종래의 기술과 달리, 컨버터 내에 마련된 전원생성부(27)에서 컨버터내의 각 회로를 구동하기 위한 전원을 생성하는 것이다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
즉, 상기 실시예에 있어서는 전원생성부(27)에서 생성된 +5V의 전원이 RS-232c ↔ TTL 레벨변환부(23)과 TTL ↔ RS485/422 레벨변환부(24)에만 공급되는 구성으로 하였지만, 레벨컨버터 내의 다른 회로들을 구동하는 구성으로 할 수 있는 것은 물론이다. 또, 상기 실시예에 있어서는 전원생성부(27)가 ±12V레벨의 RS-232c신호에서 +5V의 전원을 생성하는 것에 의해 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 각 회로에 공급될 전원의 사양에 따라 전원생성부(27)이 그에 대응하는 전압을 생성할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 컴퓨터 유닛을 통해 고속 및 장거리 통신이 가능한 무전원방식의 통신용 레벨컨버터의 본 발명에 따르면, 절전구성 및 내부전원회로에 의해 외부에서 전원을 공급하지 않아도 모든 회로에 충분한 전원이 공급되어 장거리 및 고속통신이 이루어지므로 외부에서 전원을 공급하기 위한 번거로움과 불편함을 해소할 수 있다.
또, 본 발명에 있어서는 레벨컨버터의 외부에서 들어오는 각종 노이즈 등의 위험신호를 차단하는 보호회로를 마련하는 것에 의해 시스템 전체의 신뢰성을 높일 수 있다는 효과도 얻어진다. 본 발명에서는 일실시예로서 컴퓨터 유닛에 대하여 기술하였지만 컴퓨터 유닛뿐만이 아니라 RS-232C 포트가 장착된 장비에도 적용됨은 물론이다.

Claims (3)

  1. RS-232c 포트가 장착된 장비를 통해 고속 및 장거리 통신이 가능한 무전원방식의 통신용 레벨컨버터에 있어서,
    상기 RS-232c 포트가 장착된 장비와 상기 레벨컨버터의 내부회로를 연결하는 RS-232c신호 입출력부,
    상기 RS-232c 신호 입출력부에서 출력된 RS-232c신호를 수신하며, 수신된 신호가 ±12V레벨의 RS-232c신호인 경우 0~5V의 TTL신호로 변환하고, 0~5V의 TTL신호인 경우 ±12V레벨의 RS-232c신호로 변환하는 RS-232c↔TTL 레벨변환부,
    상기 RS-232c↔TTL 레벨변환부에서 출력된 신호를 수신하며, 수신된 신호가 0~5V의 TTL신호인 경우 0V와 5V의 RS485/422신호로 변환하고, 0V와 5V의 RS485/422신호인 경우 0~5V의 TTL신호로 변환하는 TTL↔RS485/422 레벨변환부,
    상기 레벨컨버터의 외부에서 들어오는 각종 노이즈 등의 위험신호를 차단하는 보호회로,
    상기 TTL↔RS485/422 레벨변환부에서 출력된 신호를 수신하며, 외부의 RS485/422 송수신 기기와 상기 레벨컨버터를 접속하는 RS485/422 신호 입출력부 및
    상기 RS-232c신호 입출력부에서 출력된 상기 RS-232c신호에서 상기 레벨컨버터 내부의 각각의 회로를 구동하기 위한 전원을 추출하는 전원생성부를 포함하고,
    상기 TTL↔RS485/422 레벨변환부는 송신테이터가 있을 때에만 송신회로를 동작시키는 송신 자동제어회로 및 2선방식과 4선방식을 전환시켜 주는 통신방식 전환회로로 구성되는 것을 특징으로 하는 레벨컨버터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전원생성부는 다수의 정류기 및 축전기를 사용하는 정전압회로로 구성되는 것을 특징으로 하는 레벨컨버터.
  3. 삭제
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