Ưu điểm nổi bật của rơle số là nó có khả năng trao đổi thông tin với thiết bị ở xa. Chức năng này đ−ợc thực hiện thông qua giắc cắm chữ D có 9 hoặc 25 chân đặt ở mặt trước hay mặt sau của rơle.
Đó chính là các cổng vào ra thông tin tuần tự đ−ợc nối tới bộ giao diện vào/ra thông tin số. Bộ giao diện này có những chức năng sau:
• Phối hợp giữa bộ phận truyền thông tindạng song song bên trong rơle số với bộ phận truyền thông tin tuần tự ở bên ngoài.
• Đồng bộ về mặt thời gian giữa phần thu và phần phát. Bình th−ờng các bộ thu và phát thuộc các thiết bị khác nhau nên thông tin trong chúngđ−ợc truyền với tốc độ khác nhau. Vì vậy phải đồng bộ hóa chế độ làm việc của hai phía về mặt thời gian.
• Phối hợp về mức điện áp và mã số của tín hiệu đ−ợc truyền.
Để các thiết bị thu phát có thể làm việc có hiệu quả và không gặp rắc rối khi làm việc phối hợp, từ lâu người ta đã đặt ra tiêu chuẩn cho các cổng vào ra tín hiệu tuần tự trong các thiết bị số. Đó là tiêu chuẩn RS-232C, với giắc cắm chữ
D dao động từ 4 đến 37 chân (4, 9, 15, 25, 37 chân). Trong các rơle số thường dùng loại giắc cắm 9 chân và loại 25 chân.
Chuẩn RS-232 quy định mức áp, tốc độ truyền và chức năng của các chân của giắc. Để truyền tín hiệu xa hơn và nối tới nhiều thiết bị đầu cuối hơn ng−ời ta dùng chuẩn RS-485.
Nguyên lý làm việc của giao diện vào/ra số liệu tuần tự.
Tín hiệu tuần tự đ−ợc trao đổi với rơle thông qua thông tin hữu tuyến hoặc cáp quang, trong mọi tr−ờng hợp đ−ợc đ−a về dạng mã số tuần tự hoặc song song.
Bộ phận chính của thiết bị giao diện là mạch thu phát vạn năng không
đồng bộ UART, thực chất là bộ ghi dịch đ−ợc chế tạo thành vi mạch chuẩn. Vi mạch này gồm 3 phần chính: đầu thu, đầu phát và mạch điều khiển. Nhiệm vụ của nó là phối hợp 2 thiết bị có xung đồng bộ khác nhau theo phương thức gọi là thông tin liên lạc không đồng bộ. Điều này có nghĩa là các bit thông tin đ−ợc trao đổi qua lại không kèm theo tín hiệu đồng bộ thời gian để chỉ điểm đầu và
điểm cuối của gói thông tin.
Trên đương truyền các bit dữ liệu có thể bị sai lệch vì vậy, để phát hiện ra sai lệch của gói thông tin người ta sử dụng thêm bit “chẵn lẻ” (Parity) đặt ở vị trí có nghĩa cao nhất (bên trái) của bit dữ liệu.
Ví dụ: Mã ASCII của chữ Alà: 1000001
Sau khi sử dụng bite “chẵn lẻ” có mã: 11000001
Bite chẵn lẻ là: 1
Có 2 kiểu bite “chẵn lẻ” là chẵn và lẻ. Nếu bit theo kiểu lẻ thì tổng các số 1 trong các bit dữ liệu cộng với bit “chẵn lẻ” phải là số lẻ. Nếu bite theo kiểu chẵn thì tổng các số 1 trong các bit dữ liệu cộng với bit “chẵn lẻ” phải là số chẵn.
Bit “chẵn lẻ”do đầu phát tính toán và ghi lại. Đầu thu nhận dữ liệu sẽ kiểm tra bit “chẵn lẻ” và khi phát hiện ra lỗi sai sẽ yêu cầu đầu phát của tín hiệu ngoại vi phát lại. Trên hình vẽ giới thiệu giắc cắm 25 chân.
Hình 1 - 8: Nguyên lý làm việc của giao diện thông tin tuần tự
Chân 1 và 7 nối đất, chân 2 (TD) là đường truyền dữ liệu theo một chiều tới thiết bị bên ngoài. Các tín hiệu tuần tự đ−ợc truyền từ đầu phát của bộ UART tới đầu vào đảo (-) của bộ KĐTT làm việc theo chế độ so sánh. Nếu tín hiệu hiện tại (-) là 5 V và cao hơn điện áp 1.5 V tại (+), điện áp đầu ra của bộ KĐTT sẽ là - 12V, t−ơng ứng với mức logic 1. Nếu tín hiệu vào tại (-) là 0 V và nhỏ hơn điện
áp tại (+), điện áp đầu ra của bộ KĐTT sẽ là +12V, t−ơng ứng với mức logic 0.
Chân 3 (RD) là đ−ờng nhận dữ liệu của đầu vào tuần tự. Các tín hiệu ngoại vi truyền tín hiệu tới rơle qua chân này và điốt tạo ng−ỡng đến đầu vào đảo (-) của bộ Comparator. Đầu vào không đảo của nó đ−ợc giữ ở 2V, khi điện áp v−ợt quá
2.5V điốt sẽ thông mạch, bộ Comparator dẫn điện theo chiều từ đầu ra tới đầu vào và điện áp đầu ra của nó tụt xuống 0V t−ơng ứng với mức logic 0. Khi tín hiệu đầu vào nhỏ hơn +2.5V, bộ Comparator sẽ không dẫn điện, điện áp ở đầu ra là +5V tương ứng với mức logic 1. Khi tín hiệu đầu vào đổi trạng thái, đầu ra của bộ Comparator cũng thay đổi và làm cho các bit của thanh ghi dịch cung thay
đổi từ D0 đến D7.
Chân 8 (CD) là chân phát hiện cờ chàn, chân 6 (DSR) thông báo rơle đã
đặt xong dữ liệu để gửi, khi đó chân 20 (DTR) thiết bị ngoại vi sẽ gửi tín hiệu ng−ợc thông báo rằng nó sẵn sàng nhận thông tin từ phía rơle. Chân 5 (CTS) nhận tín hiệu truyền từ thiết bị bên ngoài, chân 4(RTS) là nơi mà bộ UART gửi tín hiệu ra cho thiết bị bên ngoài nh− Môđem yêu cầu gửi tín hiệu đi xa. Các chân khác đ−ợc sử dụng tùy theo từng tr−ờng hợp cụ thể.