1009 RPi0 DRS485

关键词

树莓派、 Raspberry Pi Zero、Zero W、Zero WH、Zero 2W、USB2.0-A、以太网、扩展板、双RS485

一、简介

此扩展板基于树莓派Zero系列开发板，利用Zero反面的USB和电源触点，通过镀金顶针和Zero连接，扩展两路RS485接口，一路百兆以太网口和一路USB2.0。扩展板实际等同于一个USB集线器，将Zero自身的USB口作为HOST使用；故树莓派Zero自身的USB口将不能再外挂任何设备。整个系统采用USB-C供电，树莓派Zero自身无需再供电，且不占用Zero的40-pin GPIO口。

扩展板支持树莓派Zero全系列开发板，包括Zero、Zero W、Zero WH和Zero 2W。

RS845模块具有电源隔离功能，工业级，其速度可达600Kbps，支持64个节点。

二、硬件资源

1. 两组镀金顶针分别用于扩展板的供电和USB通讯；

2. 一路USB-C供电接口，可通过此接口给系统供电，此时树莓派Zero自身的MicroUSB电源口无需再供电；也可以用Zero上的MicroUSB电源口供电（供电二选一使用）；

3. 一路百兆以太网；

4. 一路USB2.0-A口；

5. 两路RS485模块，工业级，带电源隔离；

6. 尺寸：69*55mm；

7. PCB板材通过UL和ROHS认证，防火等级94V-0；

注意1：连接了此扩展板后Zero上的MicroUSB将不可使用。

注意2：部分系统下需要禁用OTG功能并将USB模式设置为Host模式。

三、树莓派OS的使用

硬件平台：树莓派Zero 2W+扩展板；

软件平台：树莓派OS的版本为2024-07-04-raspios-bookworm-arm64.img.xz，树莓派OS下载地址：

https://www.raspberrypi.com/software/operating-systems/#raspberry-pi-os-64-bit

（若使用树莓派Zero一代系列，只支持32位系统，请注意下载版本。)

3.1 查看硬件设备

3.1.1 查看USB设备

扩展板上的USB-A口接了无线键鼠，打开树莓派OS的终端，输入命令lsusb，如下图所示：

Device 006：百兆以太网；

Device 005/004：两路USB转RS485串口；

Device 003：USB2.0-A接口（接无线键鼠）；

Device 002：外挂USB Hub。

注意，如果USB口不接设备，那lsusb里是不会出现相应的设备编号的。

如果系统卡在树莓派logo处无法启动：

或者启动后键盘鼠标等无法使用，请仔细观察顶针是否对准了镀金触点，并请在PC端打开TF卡系统分区根目录下的config.txt检查USB的初始化脚本：

需要确认下图中的三处红框的位置是否都配置成完全，如果没有，请手动添加完整并保存文件：

# otg_mode=1（建议按此注释掉）

dtoverlay=dwc2,dr_mode=host（两处必须确保加上）

3.1.2 查看网络设备

打开树莓派OS的终端，输入命令ifconfig -a，如下图所示：

3.2 测试网络设备

3.2.1 ping包测试

可以用-I参数指定从哪个网卡开始ping包，如下所示：

ping www.mcuzone.com -I eth0

ping www.mcuzone.com -I wlan0

我们也可以通过关闭某个网卡，达到强制指定通过另一个网络进行通讯，如需关闭eth0，可执行下面的命令：

sudo ifconfig eth0 down

以及通过执行下面的命令来开启eth0：

sudo ifconfig eth0 up

3.2.3 iperf3测速

Windows版iperf3下载：

http://www.mcuzone.com/down/Software.asp?ID=10000634

Linux下iperf3安装：

sudo apt-get install iperf3

百兆以太网测速结果，client模式92Mbps左右：

server模式95Mbps左右：

注意：USB转百兆有线网速受Zero 2W性能和USB Hub带宽占用影响，请以实际测速为准，本测速结果仅供参考。

3.3 双RS485串口测试

测试需要安装串口软件CuteCom，安装命令为：

sudo apt install cutecom

安装完毕后，点击桌面左上角的树莓派图标，在“System Tools”有CuteCom的快捷方式：

如果在使用过程中有权限不足的问题，请打开树莓派OS终端，输入：

sudo cutecom

来启动CuteCom。两个RS485接口，如下图：

3.3.1 RS485和PC数据收发测试

测试ttyUSB0与PC之间的数据收发：

在PC端插上一个USB转485的转换器，与扩展板上的RS485接口（ttyUSB0）相连，各自打开串口软件进行收发，结果如下：

树莓派OS端/Windows端：

经过实测，波特率最高可达到550kbps（以传输数据不发生乱码、缺失为准）。

测试ttyUSB1与PC之间的数据收发：

在PC端插上一个USB转485的转换器，与扩展板上的RS485接口（ttyUSB1）相连，各自打开串口软件进行收发，结果如下：

树莓派OS端/Windows端：

经过实测，波特率最高可达到600kbps（以传输数据不发生乱码、缺失为准）。

3.2.2 两路RS485间数据收发测试

扩展板上的两个RS485接口（ttyUSB0与ttyUSB1）相连，各自打开串口软件进行收发，结果如下：

ttyUSB0的树莓派OS端/ttyUSB1的树莓派OS端：

经过实测，波特率最高可达到2.5Mbps（以传输数据不发生乱码、缺失为准）。

四、扩展板选型表

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