Материал взят с сайта www.mirpu.ru автор провел большую работу, грамотно расписан протокол и порядок ремонта COM интерфейса. На сайте www.mirpu.ru помимо этого материала очень много другого полезного материала по ремонту, рекомендую зайти на сайт источник! Качество написания статей можно оценить по данной статье.

Возможность управления источниками бесперебойного питания, а также возможность получать от UPS сигналы предупреждения об аварийных ситуациях, позволяет вывести организацию электропитания на отдельном рабочем месте или внутри рабочей группы на совершенно иной уровень. Интерфейсы источников бесперебойного питания обеспечивают такие возможности но при соблюдении определенных условий, среди которых можно назвать знание принципов организации и работы этих интерфейсов, и конечно же их исправность. Именно эти вопросы и являются основной темой нижеследующей статьи.

Источниками бесперебойного питания корпорации APC для связи с компьютером используется 9-контактный разъем. С помощью этого коммуникационного интерфейса и специального интерфейсного кабеля можно обеспечить контроль состояния источника питания, а также можно управлять его работой.

Источники бесперебойного питания семейства SmartUPS поддерживают два типа коммуникационных режимов:

- стандартный сигнальный режим («standard» signaling mode);

- интеллектуальный сигнальный режим («smart» signaling mode).

В стандартном режиме, контроль состояния UPS осуществляется путем простого анализа уровней сигналов интерфейса, а управление – установкой определенных линий интерфейса в соответствующие уровни напряжений.

А вот интеллектуальный режим подразумевает использование специальных командных последовательностей для мониторинга UPS и управления его работой. Команды, посылаемые на UPS в интеллектуальном коммуникационном режиме, представляют собой определенные последовательности ASCII-кодов, образующих, так называемый, язык управления связью с UPS (UPS-Link Control Language). Эти команды передаются на UPS с использованием протокола передачи последовательных данных по RS-232. Разговор о языке управления, командах этого языка, их формате и выполняемых функциях у нас еще впереди, а сейчас в поле нашего зрения попал именно коммуникационный интерфейс и его сигналы.

Как мы уже сказали, управлять и контролировать состояние UPS можно простым способом – через сигналы коммуникационного интерфейса. Разъем этого интерфейса, обычно, находится на основной плате UPS и представляет собой двухрядный 9-контактный разъем D-типа (female – розетка), распределение сигналов на котором показано на рис.1.

Рис.1

Каждый из 9-ти контактов этого интерфейса имеет вполне определенную функцию. Рассмотрим назначение сигналов интерфейса на примере источников бесперебойного питания SmartUPS. Описание сигналов дается в таблице1.

Таблица 1. Описание сигналов источников беспереьойного питания SmartUPS.

Рис.2

Стоит отметить, что источники и других семейств (BackUPS и BackUPS PRO) имеют почти такой же интерфейс, за исключением конт.8, который в большинстве моделей BackUPS и BackUPS PRO просто не используется (не подключен).

Для связи компьютера с UPS существует несколько типов соединительных кабелей:

1. APC Dumb UPS Cable (Simple) – номер по фирменному каталогу № 940-0020. Можно встретить еще такое название этого кабеля, как Simple Signaling Cable. Этот кабель серого цвета (gray cable) с двумя 9-ти контактными разъемами на концах (рис.3) и предназначен он, в основном, для UPS семейства BackUPS.

Рис.3

Схема соединения контактов в данном кабеле демонстрируется на рис.4.

Рис.4

Для работы с UPS посредством данного кабеля, используется программа APC PowerChute Plus. Как видно из схемы соединений, применяя этот кабель, можно управлять включением и выключением UPS (сигнал Shutdown), а также получить сообщение от UPS о его переходе на работу от аккумулятора, т.е. о пропадании входного сетевого напряжения (сигнал AC Fail). Состояние аккумуляторных батарей, т.е. низкий уровень их заряда, данным интерфейсом не контролируется, хотя соответствующий сигнал на разъеме UPS присутствует (конт.5 – сигнал Low Battery). Поэтому кабель Dumb UPS можно несколько доработать для того, чтобы можно было проверять и состояние аккумуляторов. Схема доработанного кабеля представлена на рис.5.

Рис.5

Так как конт.5 на разъеме UPS является выходом с открытым коллектором, то его можно подключить к базе транзистора Q1 прямой проводимости. Полученный вариант кабеля тестировался на операционных системах Windows 2000 и Windows 2003. При тестировании использовалась программа PowerChute 5.2.x для Win'2000, а также встроенная системная служба UPS этих операционных систем.

2. APC Smart Signaling Cable – номер по фирменному каталогу №940-0024С. Этот кабель черного цвета (black cable) также имеет два 9-ти контактных разъема типа D-SUB на концах (рис.6).

Рис.6

Этот «интеллектуальный» кабель предназначен для работы с UPS семейств BackProUPS и SmartUPS. Этот кабель разрабатывался специально для режима работы Smart Signaling, хотя и режим Simple Signaling также может поддерживаться данным кабелем. Для работы с кабелем APC Smart Signaling Cable должны использоваться такие программы, как APC PowerChute Plus, PowerChute V/S, хотя возможно применение и программы PowerChute Pro. Схема соединения контактов в данном кабеле демонстрируется на рис.7.

Рис.7

3. APC Back-UPS Pro Cable - номер по фирменному каталогу №940-0095A. Этот кабель фирмой APC часто называется кабелем Plug&Play. Уже из названия понятно, что данный кабель предназначен для источников семейства BackUPS Pro и для работы с ним используется программа PowerChute Pro. Схема соединения контактов в данном кабеле демонстрируется на рис.8.

Рис.8

Интересной особенностью данного кабеля является то, что сигнал RI подключен параллельно сигналу RxD. Это дает возможность UPS'у после подачи питания в нагpузку, включать компьютер форм-фактора ATX при условии, что этим компьютером поддерживается и в нем активизирована функция "Power Up at Ring on COMx" (включение питания при вызове по линиям COM).

Встречается и другая модификация рассматриваемого кабеля. Эта модификация кабеля имеет номер по каталогу №940-0095В. Основное отличие его от рассмотренного варианта заключается в том, что сигнал RTS взаимодействует с TxD так, что при активном RTS передача невозможна. Это можно рассматривать в качестве защиты от посылки на UPS несанкционированных команд разными не сертифицированными программными продуктами. А вот программа PowerChute снимает сигнал RTS при своей работе, и обеспечивает себе доступность UPS. Наличие защиты посредством сигнала RTS делает невозможным доступ к UPS через терминал. Схема соединения контактов в кабеле №940-0095В демонстрируется на рис.9

Рис.9

4. APC Rack Mount Smart Signaling DB9 cable – этот кабель предназначен для UPS, монитруемых в стойку. Кабель распространяется под фирменным номером №940-1524С. Этот кабель полностью аналогичен кабелю с № 940-0024С (Smart Signaling Cable), но имеет большую длину – 5 метров, что предусматривает более высокие требования к экранированию и изоляции кабеля.

Теперь переходим к вопросу тестирования коммуникационного интерфейса источников бесперебойного питания фирмы APC.

Методика тестирование коммуникационного интерфейса UPS фирмы APC

Тестирование работоспособности коммуникационного интерфейса UPS осуществляется на основании информации, представленной в табл.1, в которой описывается назначение сигналов и особенности их формирования. Для полнофункционального тестирования потребуются следующие приборы и измерительные инструменты:

- регулируемый автотрансформатор – ЛАТР (Variac);

- мультиметр;

- резистор номиналом 48 кОм (±5 кОм);

- провод-перемычка.

Подготовив все это, начинаем процедуру тестирования в следующем порядке.

1. UPS подключаем к выходу ЛАТР, а ЛАТР включаем в сеть.

2. На выходе ЛАТР устанавливаем напряжение переменного тока величиной 230В (проверяем это с помощью мультиметра).

3. Измеряем на коммуникационном интерфейсе напряжение между конт.2 и конт.9 (GND). На конт.2 должно присутствовать напряжение от -8 до -12В относительно конт.9.

4. Отключаем UPS от ЛАТР, т.е. имитируем пропадание сетевого напряжения. При этом UPS переходит на питание от аккумуляторов, а на конт.2 должно появиться напряжение «высокого» уровня, т.е. напряжение от +8 до +12В.

5. Далее, при работе UPS от аккумуляторов и при установленном высоком уровне на конт.2, проверяем функцию удаленного отключения UPS. Для этого необходимо подать на конт.1 сигнал «высокого уровня» интерфейса RS-232, т.е. напряжение от +8 до +12В. Можно, конечно, воспользоваться внешним лабораторным источником питания, но можно поступить и проще. Для этого необходимо с помощью перемычки «закоротить» конт.1 и конт.2 интерфейса. Через 20-30 секунд после такого шунтирования UPS должен отключиться.

6. В следующем шаге удаляем перемычку между конт.1 и конт.2 и подключаем UPS к ЛАТР'у. UPS вновь запускается в штатном режиме.

7. Проверяем наличие постоянного напряжения +24 В на конт.8.

8. Далее проверяем правильность формирования сигнала на конт.3 (сигнал Normally Open On Battery Signal). Тестирование заключается в том, что необходимо установить подготовленный заранее резистор номиналом 48кОм между конт.3 и конт.8. Таким способом обеспечивается подача смещающего напряжения на конт.3. После установки резистора, контролируем напряжение на конт.3 – оно должно быть более 19В при условии, что на конт.8 имеется напряжение +24В.

9. Далее отключаем UPS от ЛАТР, имитируя пропадание сетевого напряжения. UPS переходит на питание от аккумуляторов, а на конт.3 сигнал должен установиться в низкий уровень, т.е. напряжение на конт.3 не должно превышать 0.6 В.

10. Следующим действием является проверка правильности формирования сигнала на конт.5 (Low Battery). Для контроля этой функции нам потребуется нагрузка, подключаемая к выходу UPS. В качестве нагрузки проще всего использовать набор обычных ламп накаливания. Величину нагрузки необходимо выбрать в соответствии с мощностью UPS (Информацию об этом можно найти в №6 за 2005 год, где были очень подробно рассмотрены все методики полного функционального тестирования UPS). Кстати, при выборе нагрузки, не смешиваем понятия мощности, указанной в Ваттах и мощности в Вольт/Амперах. Итак, перед началом этого тестирования на конт.5 необходимо подать смещающее напряжение. Для этого, с помощью резистора сопротивлением 48 кОм соединяем конт.5 и конт.8, и измеряем напряжение на конт.5 – оно не должно быть менее 19В при условии, что на конт.8 установлено напряжение +24В. В этом эксперименте мы также должны исходить из предположения, что аккумуляторные батареи заведомо исправны.

11. Следующим нашим шагом будет отключение от ЛАТР UPS, к выходу которого подключена эквивалентная нагрузка. Напряжение на конт.5 изменяться не должно.

12. Далее ожидаем, когда аккумуляторные батареи разрядятся при работе на эквивалентную нагрузку (время работы от аккумуляторов мы также приводили в №6'2005). И в момент, когда напряжение на батареях станет ниже соответствующего порога, сигнал на конт.5 должен установится в «низкий» логический уровень, т.е. напряжение на конт.5 не должно превышать 0.6 В.

13. После проведения последнего теста необходимо снова подключить UPS к сети не менее чем на 6 часов для заряда его аккумуляторов.

На этом, тестирование коммуникационного интерфейса UPS можно считать законченным, и если что-то при выполнении этих проверок не соответствовало вышеприведенному описанию, то UPS требует ремонта. То, как осуществлять этот ремонт, зависит уже от ваших возможностей. Сервисные руководства APC рекомендуют проводить ремонт методом замены всей центральной платы. Но если вы не согласны с таким положением вещей, то помочь в ремонте на компонентном уровне должна схема ,демонстрирующая построение интерфейсной части источника APC Smart UPS 1000. Дадим краткое пояснительное описание к этой схеме.

1) Интерфейсный разъем, описанию которого и посвящается данная статья, на схеме обозначен, как J1. Все сигналы интерфейса формируются и контролируются специализированной микросхемой, выпускаемой по заказу APC. Эта микросхема на схеме имеет обозначение IC2. Назначение выводов этой микросхемы представлено в табл.2.

Таблица 2. Назначение выводов микросхемы  IC2

2) При работе интерфейса в «интеллектуальном» режиме (Smart Signaling) обмен информацией между ПК и UPS ведется посредством передачи команд и данных в виде последовательного потока через COM-порт. С позиции микросхемы интерфейса IC2 можно выделить внешний последовательный интерфейс (для связи с ПК) и внутренний интерфейс (для связи с микропроцессором UPS). Линии внутреннего интерфейса на схеме обозначены как SDI-ASIC и SDO-ASIC. По линии SDO-ASIC микропроцессор обеспечивает передачу данных в микросхему интерфейса IC2 (и далее в ПК), а линия SDI-ASIC предназначена для передачи данных из микросхемы интерфейса в микропроцессор (т.е. для передачи команд из ПК). Но передача данных между IC2 и микропроцессором UPS осуществляется не напрямую, а через микросхему мультиплексора 74HCT257 (IC22), выходами которого являются контакты 1Y, 2Y, 3Y, 4Y. Сигналы же, которые идут непосредственно к микропроцессору, на схеме обозначены, как DATA-IN (данные к микропроцессору) и SD-OUT (данные от микропроцессора). Все, что здесь описано, графически представлено на рис.10.

Рис.10

3) Микросхема питается двумя питающими напряжениями: +12В и -8В. Это позволяет ей, и обрабатывать и формировать сигналы в соответствии с уровнями интерфейса RS-232. В составе микросхемы также имеется внутренний источник опорного напряжения, формирующий на конт.16 напряжение +5В (кстати, на схеме на стр.56 допущена неточность – этот контакт ошибочно указан как №5). Этот внутренний источник +5 Вольт необходим для того, чтобы микросхема могла работать и с сигналами TTL уровней. Напряжение +5В получают из +12В.

4) Состояние сигнала Low Battery на коммуникационном интерфейсе управляется сигналом LO-BAT, который формируется микропроцессором и подается на вход IC2.

5) Выключение UPS через интерфейс осуществляется переводом сигнала REM-OFF на выходе IC2 в низкий уровень на время не менее 1 секунды. Этот сигнал низкого уровня прикладывается через R54 ко входу компаратора IC11 (конт.3). В результате на выходе компаратора формируется сигнал низкого уровня, транзистор Q6 закрывается, транзистор Q5 закрывается и UPS выключается. Действие сигнала REM-OFF абсолютно аналогично действию кнопки OFF на панели управления UPS. Кнопке OFF соответствует сигнал OFF_SW, который «заземляется» при ее нажатии.

6) Включение UPS через интерфейс осуществляется переводом сигнала REM-ON на выходе IC2 в низкий уровень на время не менее 1 секунды. В результате через диод D15 и резистор R48 на затворе Q5 создается также низкий уровень, транзистор открывается, появляется напряжение +24VFET и UPS запускается. Действие сигнала REM-ON абсолютно аналогично действию кнопки ON на панели управления UPS. Кнопке ON соответствует сигнал ON_SW, который «заземляется» при нажатии кнопки.

7) Напряжение +24В на конт.8 интерфейса создается с помощью микросхемы интегрального стабилизатора IC1 из напряжения +24 VFET. Напряжение +24 VFET появляется в момент открывания транзистора Q5 при включении UPS.

8) На приведенной схеме также представлен еще и разъем для подключения различных SNMP-устройств (разъем J14).

В заключении хочется сказать, что отказ цепей интерфейса, скорее всего, будет связан с неисправностью микросхемы IC2, но приобретение этой микросхемы без официального сервисного центра фирмы APC соответствующего уровня вряд ли возможно.

Также стоит добавить, что сигналы интерфейса можно проверять и в «динамическом» режиме, т.е. при работе в режиме Smart Signaling. Для контроля сигналов в этом случае понадобиться осциллограф и программа, позволяющая посылать на UPS соответствующие команды. А прохождение этих команд до процессора можно проследить, воспользовавшись приведенной схемой и рисунком 10.

Источник http://www.mirpu.ru/ups/84-shemups/172--apc-.html?7e140644fd59b5a50fc3bc698d26617e=64afaab7adc2e3634aa55dddfe070de0

Наверх