RS422 Konverter für Clipper Windinstrumente

Abb.: Clipper Windinstrument

Einige ältere Modelle der Clipper-Windinstrumente besitzen auf der Rückseite einen 5-polige DIN-Buchse für ein Tochterdisplay. Über diese DIN-Buchse werden auch die Winddaten als NMEA0183 ausgegeben. Leider entsprechen die Signale nicht dem RS422 Standard und man kann sie nicht sinnvoll weiter verwenden. Als Ausgangssignal werden 5V-TTL-Pegel verwendet mit sehr geringer Strombelastbarkeit. Diese Signale können nicht direkt von RS422 verarbeitet werden. Mit einer kleinen Schaltung als Pegelanpasser kann aus dem unipolaren 5V-TTL-Sende-Signal ein differenzielles Signal nach RS422-Standard erzeugt werden.

Abb.: RS422 Wandler für Clipper Wind V1.0 mit DIN-Buchsen

Abb.: Clipper Wind V1.0 mit DIN-Buchse (rechts unten)

Die Schaltung besteht aus einem Spannungswandler LM7805 (IC2) für eine 5V-Stromversorgung für IC1 und zwei Komperatoren die sich in einem LM358N (IC1) befinden. Die Versorgungsspannung der Schaltung wird vom NASA/Clipper-Windinstrument abgegriffen (Pin 2 und 4). Das 5V-TTL-Datensignal T+ von Pin 3 wird dem Komparator IC1A zugeführt und mit einem 1V-Referenz-Signal verglichen, dass über den Spannungsteiler R6 und R7 erzeugt wird. Signale von T+ die größer als 1V sind werden als ein High-Signal erkannt und es wird ein 5V-Signal an A+ ausgegeben, das ca. 20mA an Last treiben kann. Dieses verstärkte Signal wird dem zweiten Komparator IC1B zugeführt, der ein invertiertes Signal an A- ausgibt, das ebenfalls ca. 20mA an Last treiben kann. Damit werden die beiden differenziellen Signale A+ und A- für RS422 erzeugt.

Bei der neueren Variante V2.0 von Clipper Wind ist keine DIN-Buchse mehr verbaut und die Anschlussbelegung ist etwas anders. Die obere Schaltung kann aber auch für die neuere Variante verwendet werden.

Abb.: NMEA0183-Anschüsse für Clipper Wind V2.0

Die Schaltung kann auf einer Lochrasterplatine aufgebaut und in einem kleinen Gehäuse untergebracht werden. Mit der Schaltung lassen sich sowohl das Hauptdisplay als auch das Tochterdisplay gleichzeitig betreiben und die ausgeleiteten Signale können z.B. in SignalK über einen RS422-USB-Wandler eingespeist werden.

Im Internet findet man auch eine etwas einfachere Schaltung für eine RS232-Schnittstelle. Je nach verwendeten RS232-USB-Wandler funktioniert die Schaltung oder auch nicht. Eine sichere Funktionsweise ist nicht immer gegeben und hängt vom verwendeten RS232-Chip ab, da einige Chips auch nicht RS232 konforme Signale verarbeiten können. Nachteil dieser einfachen Schaltung ist allerdings, dass ein Tocherdisplay nicht gleichzeitig betrieben werden kann, da der Ausgangstreiber in der Haupteinheit zu wenig Strom liefert.

Hier ist noch ein interessantes Projekt wo mit einem Wemos D1 mini die NMEA0183-Telegramme per WiFi benutzt werden können:

https://hackaday.io/project/12986-nasa-wind-decoder