1. Einleitung
Der Waveshare 4-Kanal RS485 zu RJ45 Ethernet-Seriellserver, Modell 4-CH RS485 TO POE ETH (B), ist ein multifunktionales Industriegerät für Datenerfassung und IoT-Gateway-Anwendungen. Er verfügt über vier unabhängige RS485-Kanäle für eine effiziente und isolierte Datenübertragung. Das Modul integriert Funktionen wie einen seriellen Server, ein Modbus-Gateway, ein MQTT-Gateway und die RS485-zu-JSON-Konvertierung und eignet sich daher für diverse industrielle Netzwerkumgebungen. Sein robustes Design mit Stromversorgung und Signalisolierung sowie umfassenden Schutzfunktionen gewährleistet einen stabilen und zuverlässigen Betrieb.
Video 1: Überview Der Waveshare 4-Kanal-RS485-zu-RJ45-Ethernet-Seriellserver wird in diesem Video vorgestellt. Es demonstriert die wichtigsten Funktionen und Anwendungsbereiche des Geräts und hebt seine Multifunktionalität sowie sein robustes Design für den industriellen Einsatz hervor.
2. Packungsinhalt
Bitte überprüfen Sie beim Auspacken, ob alle folgenden Artikel enthalten sind:
- 1x 4-Kanal RS485 zu PoE ETH (B) Modul
- 1x Schienenbefestigungsschnalle
- 1x Schraubendreher
- 1x Schraubenpackung (4 Schrauben)
Bild 1: Abbildung des Waveshare 4-Kanal RS485 zu RJ45 Ethernet-Seriellservers und des mitgelieferten Zubehörs, wie z. B. der Schienenbefestigungsschnalle, des Schraubendrehers und der Schrauben.
3. Funktionen auf einen Blick
Der serielle 4-Kanal-RS485-zu-RJ45-Ethernet-Server bietet einen umfassenden Funktionsumfang für industrielle Kommunikationsanforderungen:
- Unabhängige RS485-Kanäle: Vier RS485-Kanäle arbeiten unabhängig voneinander und gewährleisten so eine effiziente und isolierte Datenübertragung ohne gegenseitige Störungen.
- Multifunktionale Integration: Kombiniert serielle Server-, Modbus-Gateway-, MQTT-Gateway- und RS485-zu-JSON-Funktionalitäten.
- Stabile Stromzufuhr: Verwendet eine Schraubklemme für eine zuverlässige und stabile Stromverbindung.
- Flexible Montage: Unterstützt sowohl Wand- als auch Schienenmontage für eine schnelle Installation und Erweiterung in industriellen Umgebungen.
- Industrielle Isolation: Verfügt über Strom- und Signalisolierung für erhöhte Zuverlässigkeit und Störfestigkeit.
- PoE-Ethernet-Anschluss: Beinhaltet einen Power over Ethernet (PoE)-fähigen RJ45-Anschluss für vereinfachte Strom- und Datenverbindungen (nur PoE-Version).
- Unterstützung mehrerer Hosts: Entwickelt, um Übersprechen bei der Kommunikation mit mehreren Netzwerkgeräten zu verhindern.
- Konfigurierbar: Unterstützt web Bibliothek mit Browserkonfigurations-, DHCP-, DNS- und Geräteverwaltungsfunktionen.
Bild 2: Visuelle Darstellung der Kernfunktionen, einschließlich industrieller Isolation, Schienenmontagefähigkeit, Modbus-Gateway, 4-Kanal unabhängiger RS485 und mehreren Stromversorgungsmethoden.
4. Spezifikationen
Detaillierte technische Spezifikationen für das 4-Kanal RS485 zu PoE ETH (B) Modul:
| Kategorie | Spezifikation |
|---|---|
| Produkttyp | Serieller Server, Modbus-Gateway, MQTT-Gateway |
| Grundfunktion | Bidirektionale transparente Datenübertragung zwischen RS485 und Ethernet |
| Kommunikationsschnittstelle | 4 RS485-Anschlüsse, 1 Ethernet-Anschluss |
| Stromversorgung | Schraubanschluss für Gleichstrom 6–45 V oder PoE-Anschluss |
| Isolationsschutz | Stromisolierung, Signalisolierung |
| Ethernet | RJ45 10/100M Auto-Negotiation, 2 kV Überspannungsschutz, IEEE 802.3af-konform (PoE) |
| Serielle Schnittstelle | Isolierte RS485-Schnittstelle (4 Kanäle können unabhängig voneinander senden und empfangen) |
| Baudrate | 300 - 115200 bps |
| Paritätsbit | Keine, ungerade, gerade, Markierung, Leerzeichen |
| Daten Bit | 5 - 9 Bit |
| Durchflussregelung | N / A |
| Protokoll | Ethernet, IP, TCP, UDP, HTTP, ARP, ICMP, DHCP, DNS |
| Konfiguration | Gastgeber, web Bibliothek für Browser- und Geräteverwaltungsfunktionen |
| Kommunikationsmethode | TCP/IP-Direktkommunikation, VCOM |
| Betriebsart | TCP-Server, TCP-Client (koexistiert mit einem TCP-Server), UDP, UDP-Multicast |
| Betriebstemperatur | -40°C bis 85°C |
| Feuchtigkeitsbereich | 5 % - 95 % relative Luftfeuchtigkeit |
| Maße | L × B × H: 91.0 × 64.5 × 24.2 mm |
| Artikelgewicht | 7.4 Unzen |
Bild 3: Eine umfassende Tabelle mit den technischen Spezifikationen und Versionsoptionen für den waveshare 4-Kanal RS485 zu RJ45 Ethernet-Seriellserver.
5. Einrichtung
Führen Sie diese Schritte aus, um Ihren Waveshare 4-Kanal RS485 zu RJ45 Ethernet-Seriellserver einzurichten:
5.1. Stromanschluss
- Gleichstromeingang: Schließen Sie ein Gleichstromnetzteil (6–45 V) an die Schraubklemmen V+ und V- an. Achten Sie auf die richtige Polarität.
- PoE (Stromversorgung über Ethernet): Bei Verwendung der PoE-Version schließen Sie ein PoE-fähiges Ethernet-Kabel an den RJ45-Anschluss an. Dadurch werden sowohl Strom als auch Datenverbindung bereitgestellt.
5.2. Netzwerkverbindung
- Verbinden Sie ein Standard-RJ45-Ethernetkabel von Ihrem Netzwerk-Switch oder Router mit dem Ethernet-Anschluss des Moduls.
- Das Modul verwendet standardmäßig statische IP-Adressen im Bereich von 192.168.1.200 bis 192.168.1.204. Es wird empfohlen, das Gerät zunächst in einem isolierten Netzwerk einzurichten, um IP-Konflikte zu vermeiden.
5.3. RS485-Geräteanschluss
- Verbinden Sie Ihre RS485-Geräte mit den entsprechenden A+, B- und Signal Ground-Anschlüssen für jeden der vier RS485-Kanäle.
- Für eine einwandfreie Kommunikation muss die korrekte Verdrahtungspolarität (A+ an A+, B- an B-) sichergestellt werden.
5.4. Erstkonfiguration
- Greifen Sie über einen auf die Konfigurationsschnittstelle des Geräts zu. web Im Browser durch Eingabe der Standard-IP-Adresse (z. B. 192.168.1.200).
- Alternativ können Sie die mitgelieferte VirCom-Software (verfügbar im Waveshare Wiki) verwenden, um das Gerät in Ihrem Netzwerk zu erkennen und zu konfigurieren.
- Sie können die IP-Einstellungen auf DHCP ändern oder eine statische IP-Adresse innerhalb Ihres Netzwerkbereichs zuweisen.
Bild 4: Diagramm zur Veranschaulichung der Hauptfunktion der bidirektionalen Datenübertragung, der verschiedenen Stromversorgungsoptionen (PoE und Schraubklemme) und der industriellen Schienenmontage.
6. Bedienungsanleitung
Der serielle 4-Kanal-RS485-zu-RJ45-Ethernet-Server unterstützt verschiedene Betriebsmodi und Protokolle:
6.1. Mehrere Kommunikationsmodi
- TCP-Server: Unterstützt bis zu 30 gleichzeitige TCP-Verbindungen. Das Modul überwacht die konfigurierten Ports und überträgt Daten von seriellen Geräten an die verbundenen TCP-Clients.
- TCP-Client: Ermöglicht die gleichzeitige Verbindung zu bis zu 7 Ziel-IP-Adressen. Es kann zudem gleichzeitig als Server fungieren und unterstützt 22 gleichzeitige Client-Verbindungen. Es stellt eine bidirektionale, transparente Datenübertragung zwischen Server und seriellem Gerät her.
- UDP-Multicast: Im UDP-Multicast-Modus sendet und empfängt das Modul Daten an und von einer Multicast-Gruppe, wodurch die Netzwerklast reduziert wird.
- UDP-Modus: Das Modul kommuniziert mit spezifischen IP- und Portnummern, wodurch die Genauigkeit der Datenübertragung verbessert wird.
6.2. Modbus-Gateway-Unterstützung
Das Modul fungiert als Modbus-Gateway und ermöglicht die Kommunikation zwischen Modbus-TCP- und Modbus-RTU-Geräten. Es eignet sich ideal zur Modernisierung von Modbus-Netzwerkinfrastrukturen.
6.3. MQTT/JSON-zu-Modbus-Konvertierung
Als MQTT-Gateway kann das Gerät serielle Daten transparent an einen MQTT-Server übertragen. Es unterstützt verschiedene Cloud-Plattformen. Erfasste Modbus-RTU- oder nicht standardkonforme serielle Daten können in das JSON-Format geparst und in MQTT-Datenpakete für den Upload verpackt werden. Als JSON-Datenerfassungs-Gateway kann es sich über RS485 mit Datenerfassungsgeräten verbinden, Daten erfassen, in JSON konvertieren und an einen Server senden. Das Format der hochgeladenen Daten kann über den Host konfiguriert werden, und als JSON-Upload-Protokoll stehen MQTT, HTTP POST, HTTP GET usw. zur Verfügung.
6.4. Unterstützung für Roll-Polling auf mehreren Hosts
Diese Funktion stellt sicher, dass unterschiedliche Netzwerkgeräte erkannt und entsprechend angesprochen werden, wodurch Übersprechen bei der Kommunikation mit mehreren Netzwerkgeräten verhindert wird.
6.5. Benutzerdefiniertes Heartbeat-/Registrierungspaket
Ermöglicht die einfache Cloud-Kommunikation und Geräteidentifizierung durch benutzerdefinierte Heartbeat- und Registrierungspakete.
6.6. Unterstützung des NTP-Protokolls
Unterstützt das Network Time Protocol (NTP) zum Abrufen von Netzwerkzeitinformationen oder zur Synchronisierung von Daten-Uploads.
6.7. Multi-Konfigurationsmethoden
Das Modul kann mit verschiedenen Methoden konfiguriert werden, darunter web Eine Browserschnittstelle, die dynamische IP-Adressen per DHCP bezieht und über das DNS-Protokoll mit der Domain-Serveradresse verbunden ist, ist ebenfalls verfügbar. Eine Bibliothek mit Geräteverwaltungsfunktionen ist ebenfalls vorhanden.
Bild 5: Visuell vorbeiview mit erweiterten Funktionen wie MQTT/JSON-zu-Modbus-Konvertierung, Multi-Host-Roll-Polling, NTP-Protokollunterstützung und verschiedenen Konfigurationsmethoden.
7. Einführung in die Benutzeroberfläche
Das Verständnis der physikalischen Schnittstellen und Indikatoren ist für den ordnungsgemäßen Betrieb unerlässlich:
7.1. Physikalische Schnittstellen
- RST-Taste: Dient dazu, das Gerät auf die Werkseinstellungen zurückzusetzen.
- Gleichstromeingang 6-45V: Schraubklemmen zum Anschluss externer Gleichstromversorgung (V+, V-).
- RS485-Anschlüsse (1-4): Jeder Port verfügt über A+, B- und Signal Ground-Anschlüsse zum Anschluss von RS485-Geräten.
- PoE ETH-Port: RJ45-Anschluss für Ethernet- und Power over Ethernet (PoE)-Eingang.
7.2. Indikatorbeschreibung
- PWR (Betriebsanzeige): Leuchtet auf, wenn das Gerät eingeschaltet ist.
- NET (Netzwerkindikator): Blinkt, wenn eine Verbindung zum Ethernet-Netzwerk besteht.
- LINKx (Link-Indikator): Leuchtet auf, wenn eine Verbindung über den entsprechenden RS485-Kanal (x=1, 2, 3, 4) hergestellt wird.
- ACTx (Aktivitätsindikator): Leuchtet auf, wenn Daten über den entsprechenden RS485-Kanal (x=1, 2, 3, 4) übertragen werden.
Bild 6: Detaillierte view der Schnittstellen des Geräts, einschließlich der Reset-Taste, des Stromeingangs, der RS485-Anschlüsse, des Ethernet-Anschlusses und einer Beschreibung der LED-Anzeigen (PWR, NET, LINKx, ACTx).
8. Mehrfacher Schutz, sicher und stabil
Das Modul ist mit mehreren Schutzmechanismen ausgestattet, um eine hohe Zuverlässigkeit und starke Störfestigkeit zu gewährleisten:
- Digitale Isolation: Bietet Isolation für digitale Signale.
- ESD-Schutz: Schutz vor elektrostatischer Entladung.
- Überstromschutz: Schutzmaßnahmen gegen Überstrom.
- Überlautstärketage Schutz: Schützt vor Voltage Spikes.
- TVS-Schutz: Eingebaute EinschwinglautstärketagDie TVS-Röhre (TV-Sperrrohr) unterdrückt effektiv die Stoßspannung.tage und vorübergehende Spitzenvolatilitättage im Schaltkreis.
- Rücksetzbare Sicherung und Schutzdiode: Gewährleistet eine stabile Strom- und Spannungsausgabe.tage, Verhinderung von Überstrom und Überspannungtage, und Verbesserung der Stoßfestigkeit.
9. Gehäuse aus Aluminiumlegierung
Das Gerät verfügt über ein robustes Gehäuse aus Aluminiumlegierung mit sandgestrahlter und eloxierter Oberfläche. Diese widerstandsfähige Konstruktion bietet soliden Schutz, liegt gut in der Hand und ermöglicht sowohl die Wand- als auch die Schienenmontage in industriellen Umgebungen.
10. Umrissmaße
Die physikalischen Abmessungen des Moduls sind wie folgt:
- Länge (L): 91.0 mm
- Breite (B): 64.5 mm
- Höhe (H): 24.2 mm
Bild 7: Diagramm mit den genauen Umrissabmessungen des Moduls in Millimetern sowie Informationen zur Unterstützung der Chargenanpassung.
11. Wartung
Um die Langlebigkeit und optimale Leistung Ihres waveshare 4-Kanal RS485 zu RJ45 Ethernet-Seriellservers zu gewährleisten, beachten Sie bitte die folgenden Wartungsrichtlinien:
- Regelmäßige Inspektion: Überprüfen Sie regelmäßig alle Kabelverbindungen (Strom, Ethernet, RS485), um sicherzustellen, dass sie fest sitzen und unbeschädigt sind.
- Umweltkontrolle: Betreiben Sie das Gerät innerhalb des angegebenen Betriebstemperaturbereichs (-40 °C bis 85 °C) und des angegebenen Feuchtigkeitsbereichs (5 % bis 95 % relative Luftfeuchtigkeit). Vermeiden Sie extreme Bedingungen, Staub und Feuchtigkeit.
- Reinigung: Halten Sie das Gerät sauber und frei von Staubablagerungen. Verwenden Sie zum Reinigen ein weiches, trockenes Tuch. Verwenden Sie keine flüssigen Reinigungsmittel.
- Firmware-Updates: Schauen Sie auf der offiziellen Waveshare-Website nach. webBesuchen Sie regelmäßig die Website oder das Wiki, um nach verfügbaren Firmware-Updates zu suchen. Durch die Installation von Updates können die Leistung verbessert, Funktionen hinzugefügt oder Fehler behoben werden.
- Power-Cycling: Wenn das Gerät nicht mehr reagiert, führen Sie als ersten Schritt zur Fehlerbehebung einen Neustart durch (Stromversorgung unterbrechen und wiederherstellen).
12. Fehlerbehebung
Dieser Abschnitt behandelt häufig auftretende Probleme, die beim Waveshare 4-Kanal RS485 zu RJ45 Ethernet-Seriellserver auftreten können:
12.1. Kein Strom / Betriebsanzeige aus
- Stromversorgung prüfen: Stellen Sie sicher, dass das 6-45-V-Gleichstromnetzteil korrekt an die Schraubklemmen angeschlossen ist und die korrekte Spannung liefert.tage.
- PoE prüfen: Wenn Sie PoE verwenden, vergewissern Sie sich, dass das Ethernet-Kabel an einen PoE-fähigen Port Ihres Switches/Injektors angeschlossen ist und dass die PoE-Quelle aktiv ist.
- Verkabelung prüfen: Vergewissern Sie sich, dass die Stromkabel fest in den Schraubklemmen sitzen und keine Kurzschlüsse oder Unterbrechungen vorliegen.
12.2. Keine Netzwerkverbindung / Netzwerk-LED blinkt nicht
- Ethernet Kabel: Stellen Sie sicher, dass das RJ45-Ethernetkabel sowohl mit dem Modul als auch mit Ihrem Netzwerkgerät fest verbunden ist. Versuchen Sie es mit einem anderen Kabel.
- Netzwerkkonfiguration: Das Gerät verwendet standardmäßig statische IP-Adressen (192.168.1.200–192.168.1.204). Stellen Sie sicher, dass sich Ihr PC im selben Subnetz befindet (z. B. 192.168.1.x), um darauf zugreifen zu können. web Schnittstellen oder die VirCom-Software verwenden.
- IP-Konflikte: Falls andere Geräte in Ihrem Netzwerk die Standard-IP-Adressen verwenden, konfigurieren Sie das Modul zunächst in einem isolierten Netzwerk und ändern Sie anschließend dessen IP-Einstellungen.
- DHCP-Einstellungen: Wenn DHCP konfiguriert ist, stellen Sie sicher, dass in Ihrem Netzwerk ein DHCP-Server verfügbar ist.
12.3. RS485-Kommunikationsfehler / ACTx-LED blinkt nicht
- Verdrahtung: Überprüfen Sie die RS485-Verkabelung (A+ an A+, B- an B-) zwischen dem Modul und Ihren seriellen Geräten. Stellen Sie sicher, dass gegebenenfalls auch die Signalmasse angeschlossen ist.
- Serielle Parameter: Überprüfen Sie, ob die Baudrate, das Paritätsbit und die Datenbit-Einstellungen des Moduls mit denen Ihrer angeschlossenen RS485-Geräte übereinstimmen.
- Geräteadressierung: Bei Modbus oder anderen Protokollen muss sichergestellt werden, dass die Geräte korrekt adressiert und die richtigen Befehle verwendet werden.
- Isolierung: Obwohl das Modul eine Isolation bietet, muss sichergestellt werden, dass auch externe RS485-Geräte ordnungsgemäß isoliert oder geerdet sind, um Masseschleifen zu vermeiden.
12.4. Zugriff auf die Konfigurationsschnittstelle nicht möglich
- Standard IP: Vergewissern Sie sich, dass Sie die korrekte Standard-IP-Adresse (z. B. 192.168.1.200) oder die zuvor zugewiesene IP-Adresse verwenden.
- Netzwerkverbindung: Stellen Sie sicher, dass sich Ihr PC im selben Subnetz wie das Modul befindet.
- VirCom Software: Verwenden Sie die Waveshare VirCom Software, um die IP-Adresse des Geräts zu ermitteln, falls diese unbekannt ist.
- Firewall: Deaktivieren Sie vorübergehend die Firewall Ihres Computers, um eine Blockierung des Zugriffs auszuschließen.
- Zurücksetzen: Sollte alles andere fehlschlagen, drücken Sie die RST-Taste, um die Werkseinstellungen wiederherzustellen (dadurch wird die IP-Adresse auf den Standardwert zurückgesetzt).
Für detailliertere Hinweise zur Fehlerbehebung und erweiterte Konfigurationen konsultieren Sie bitte das offizielle Waveshare Wiki für das 4-CH RS485 TO POE ETH (B) Modul.
13. Garantie und Support
Dieses Waveshare-Produkt ist auf Zuverlässigkeit und Leistung ausgelegt. Die genauen Garantiebedingungen entnehmen Sie bitte der Kaufdokumentation oder wenden Sie sich an Ihren Händler. Waveshare bietet technischen Support und Ressourcen zur Unterstützung bei der Produktnutzung und Fehlerbehebung.
13.1. Technischer Support
Technische Unterstützung, detaillierte Dokumentation und Software-Downloads finden Sie auf der offiziellen Waveshare-Website. webWebsite oder deren Produkt-Wiki. Das Wiki enthält oft umfassende Anleitungen, z. B.ampLesungen und FAQs, die bei der Lösung komplexer Probleme helfen können.
13.2. Kontaktinformationen
Die Kontaktinformationen für den Waveshare-Support finden Sie in der Regel auf deren offizieller Website. webBitte halten Sie bei der Kontaktaufnahme mit dem Support Ihre Produktmodellbezeichnung (4-CH RS485 TO POE ETH (B)) und alle relevanten Kaufdetails bereit.
