Ưu điểm nổi bật của rơle số là nĩ cĩ khả năng trao đổi thơng tin với thiết bị ở xa. Chức năng này đ−ợc thực hiện thơng qua giắc cắm chữ D cĩ 9 hoặc 25 chân đặt ở mặt tr−ớc hay mặt sau của rơle.
Đĩ chính là các cổng vào ra thơng tin tuần tự đ−ợc nối tới bộ giao diện vào/ra thơng tin số. Bộ giao diện này cĩ những chức năng sau:
• Phối hợp giữa bộ phận truyền thơng tindạng song song bên trong rơle số với bộ phận truyền thơng tin tuần tự ở bên ngồi.
• 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 thơng tin trong chúngđ−ợc truyền với tốc độ khác nhau. Vì vậy phải đồng bộ hĩa chế độ làm việc của hai phía về mặt thời gian.
Để các thiết bị thu phát cĩ thể làm việc cĩ hiệu quả và khơng gặp rắc rối khi làm việc phối hợp, từ lâu ng−ời ta đã đặt ra tiêu chuẩn cho các cổng vào ra tín hiệu tuần tự trong các thiết bị số. Đĩ 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 th−ờng 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 thơng qua thơng 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 khơng 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 nĩ là phối hợp 2 thiết bị cĩ xung đồng bộ khác nhau theo ph−ơng thức gọi là thơng tin liên lạc khơng đồng bộ. Điều này cĩ nghĩa là các bit thơng tin đ−ợc trao đổi qua lại khơng kèm theo tín hiệu đồng bộ thời gian để chỉ điểm đầu và điểm cuối của gĩi thơng tin.
Trên đ−ơng truyền các bit dữ liệu cĩ thể bị sai lệch vì vậy, để phát hiện ra sai lệch của gĩi thơng tin ng−ời ta sử dụng thêm bit “chẵn lẻ” (Parity) đặt ở vị trí cĩ nghĩa cao nhất (bên trái) của bit dữ liệu.
Ví dụ: Mã ASCII của chữ Alà: 1000001
Sau khi sử dụng bite “chẵn lẻ” cĩ mã: 11000001
Bite chẵn lẻ là: 1
Cĩ 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 tốn 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 thơng tin tuần tự
Chân 1 và 7 nối đất, chân 2 (TD) là đ−ờng truyền dữ liệu theo một chiều tới thiết bị bên ngồi. 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 khơng đảo của nĩ đ−ợc giữ ở 2V, khi điện áp v−ợt quá 2.5V điốt sẽ thơng mạch, bộ Comparator dẫn điện theo chiều từ đầu ra tới đầu vào và điện áp đầu ra của nĩ tụt xuống 0V t−ơng ứng với mức logic 0. Khi tín hiệu đầu vào nhỏ hơn +2.5V, bộ Comparator sẽ khơng dẫn điện, điện áp ở đầu ra là +5V t−ơng 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) thơng báo rơle đã đặt xong dữ liệu để gửi, khi đĩ chân 20 (DTR) thiết bị ngoại vi sẽ gửi tín hiệu ng−ợc thơng báo rằng nĩ sẵn sàng nhận thơng tin từ phía rơle. Chân 5 (CTS) nhận tín hiệu truyền từ thiết bị bên ngồi, chân 4(RTS) là nơi mà bộ UART gửi tín hiệu ra cho thiết bị bên ngồi nh− Mơđem yêu cầu gửi tín hiệu đi xa. Các chân khác đ−ợc sử dụng tùy theo từng tr−ờng hợp cụ thể.