RS-485 este un standard care a fost adoptat pentru prima oară de Asociația Industriei Electronice. Până în prezent, acest standard abordează caracteristicile electrice ale tuturor tipurilor de receptoare și emițătoare utilizate în diferite sisteme digitale echilibrate.
Ce este?
Printre specialisti, RS-485 este numele unei interfete destul de populare care este utilizata in mod activ in diferite sisteme de control al proceselor industriale pentru a conecta mai multi controlori, precum si multe alte dispozitive intre ele. Principala diferență a acestei interfețe de la RS-232 nu este mai puțin comună este aceea că asigură o combinație simultană a mai multor tipuri de echipamente.
Cu ajutorul RS-485, este posibilă schimbul de informații de mare viteză între mai multe dispozitive printr-o singură linie de comunicație cu două fire în modul semiplex. Este utilizat pe scară largă în industria modernă în procesul de formare a unui sistem automatizat de control al procesului.
Raza și viteza
Prin intermediul acestui standard sunt valabile numai difuzarea de informații la viteze de până la 10 Mbit / s, în timp ce intervalul maxim posibil va depinde în mod direct de viteza cu care sunt transmise date. Astfel, pentru a asigura date de viteză maximă pot fi transmise nu este mai mare de 120 m, în timp ce la o viteză de 100 kbit / s informații sunt difuzate mai mult de 1200 de metri.
Numărul de dispozitive care trebuie conectate
Numărul de dispozitive care pot integra interfața RS-485 va depinde direct de transmițătoarele utilizate în dispozitiv. Fiecare emițător este proiectat pentru controlul simultan 32 de către receptoarele standard, dar trebuie să se înțeleagă că există receptoare, impedanța de intrare este de 50%, 25% sau o parte chiar mai mică a standardului, iar în cazul utilizării unor astfel de echipamente numărul total de dispozitive va crește în mod corespunzător.
Conectori și protocoale
Cablul RS-485 nu standardizează niciun format special de cadre de informații sau protocol de schimb. În majoritatea cazurilor, aceleași cadre care utilizează RS-232, adică biți de date, biți de oprire și pornire și bitul de paritate, dacă este cazul, sunt utilizați pentru transmisia de date.
Este demn de remarcat faptul că cablul RS-485 are, de asemenea, un anumit tip specific de conectori sau lipire, care este, se poate produce conectori de prindere, DB9 și altele.
conexiune
Cel mai adesea, cu utilizarea acestei interfețe, există o rețea locală care combină mai mulți transmițători în același timp.
La conectarea RS-485 este necesară combinarea circuitelor de semnal, numite de obicei A și B. În acest caz, polaritatea inversă nu este atât de teribilă, dispozitivele conectate simplu nu vor funcționa.
Sfaturi utile
Folosind interfața RS-485, trebuie să luați în considerare câteva caracteristici ale funcționării sale:
- Cel mai optim mediu pentru transmisia semnalului este un cablu twisted-pair.
- Capetele cablului trebuie amortizate prin intermediul rezistențelor terminale specializate.
- O rețea care utilizează RS-485 standard sau USB trebuie așezată fără nici o ramură în topologia magistralei.
- Dispozitivele trebuie să fie conectate la cablul cu fire cât mai scurte posibil.
În acest caz, soluția cea mai optimă pentru stabilirea interfeței RS-485 este o pereche torsadată, deoarece are o emisie minimă de semnal parazitar și are, de asemenea, o protecție foarte bună împotriva interferențelor. Dacă echipamentul funcționează în condiții de interferență excesivă, este mai bine să utilizați cabluri cu pereche torsadată ecranată, în timp ce ecranul cablului este combinat cu pământul de protecție.
acord
Cu ajutorul rezistențelor terminale, RS-485 standard sau USB asigură potrivirea completă a capătului deschis al cablului cu următoarea linie, eliminând astfel complet posibilitatea de reflexie a semnalului.
rezistențe de rezistență standard este impedanța caracteristică corespunzătoare a cablului și acele cabluri care se bazează pe cablu torsadat, în majoritatea cazurilor, o avantajoasă este de aproximativ 100-120 ohmi. De exemplu, cel mai popular cablu UTP-5, utilizat în mod activ în procesul de stabilire a rețelei Ethernet, are o impedanță de 100 ohmi. Pentru alte opțiuni prin cablu, poate fi utilizată o altă clasificare.
Rezistențele, dacă este necesar, pot fi sigilate pe contactele conectorilor de cabluri deja existenți în dispozitivele terminale. Rareori, rezistențele sunt instalate în dispozitiv, ceea ce înseamnă că sunt necesare racorduri pentru conectarea rezistenței. În acest caz, dacă dispozitivul este oprit, linia este total dezacordată. Și pentru a asigura funcționarea normală a restului sistemului, trebuie să conectați un conector de potrivire.
Nivelurile de semnal
Portul RS-485 utilizează o schemă de transmisie echilibrată a datelor, adică nivelurile de tensiune pe circuitele de semnal A și B se vor schimba în antifază.
Senzorul trebuie să furnizeze un nivel de semnal de 1,5 V la sarcină maximă și maximum 6 V în cazul în care dispozitivul este în ralanti. Nivelul de tensiune se măsoară diferențial, fiecare linie de semnal față de cealaltă.
În cazul în care receptorul este localizat, nivelul minim al semnalului recepționat ar trebui să fie, în orice caz, la un nivel de cel puțin 200 mV.
În cazul în care nu există nici un semnal pe circuitele de semnal, există o ușoară părtinire, care protejează receptorul de alarmele false.
Experții recomandă o deplasare de puțin peste 200 mV, deoarece această valoare corespunde zonei de fiabilitate a semnalului de intrare în conformitate cu standardul. În acest caz, lanțul A este tras la polul pozitiv al sursei, în timp ce lanțul B este tras în comun.
În funcție de deplasarea și tensiunea necesară a sursei de alimentare, se efectuează calculul valorilor rezistorului. De exemplu, în cazul în care este necesar să se obțină offset la 250 mV folosind rezistor terminale RT = 120 ohmi că sursa are o tensiune de 12 V. Deoarece, în acest caz, cele două rezistențe sunt conectate în paralel una cu alta și sunt absolut nu iau în considerare sarcina pe partea receptorului, curentul de polarizare este de 0,0042 A, în timp ce rezistența totală a circuitului de polarizare este de 2857 Ω. Rcm în acest caz va fi de aproximativ 1400 Ohm, deci trebuie să alegeți cea mai apropiată denominație.
De exemplu, se va folosi un rezistor de 1,5 kΩ destinat părtinilor, precum și un rezistor extern de 12 volți. În plus, în sistemul nostru există o ieșire decuplată a unității de alimentare a controlerului, care este linia de frunte în segmentul său de circuit.
Desigur, există multe alte realizări ale prejudecată care utilizează RS-485 și alte elemente, dar, în orice caz, de punere în aplicare a circuitelor aranjament prejudecată, este necesar să se ia în considerare faptul că site-ul, care va furniza, vor fi închise periodic în jos sau chiar termina poate fi complet eliminat din rețea.
Dacă există un decalaj, atunci potențialul circuitului A la ralanti este pozitiv față de circuitul B, care este o indicație dacă un nou dispozitiv este conectat la cablu fără a marca firele.
Cablarea și distorsiunea necorespunzătoare
Punerea în aplicare a recomandărilor de mai sus face posibilă transmiterea normală a semnalelor electrice către diferite puncte ale rețelei, dacă se folosește baza protocolului RS-485. Dacă oricare dintre cerințe nu este îndeplinită, vor apărea distorsiuni de semnal. Distorsiunile cele mai notabile încep să apară în cazul, în cazul în care rata de date este mai mare de 1 Mbit / s, dar, de fapt, chiar și în cazul unor viteze mai mici, nu se recomandă să ignore aceste recomandări, chiar dacă rețeaua este „funcționează bine.“
Cum să programați?
În procesul de programare a diferitelor aplicații care funcționează cu dispozitive care utilizează un splitter RS-485 și alte dispozitive cu această interfață, trebuie luate în considerare mai multe puncte importante. Le listam:
- Înainte de a începe expedierea parcelei, trebuie să activați emițătorul fără probleme. În ciuda faptului că, potrivit unor surse, extrădarea poate avea loc imediat după pornirea, unii experți recomandă pauză inițială, care, în timp, va fi egală cu rata de un cadru. În acest caz, programul de recepție corect va avea timp să determine complet erorile procesului tranzitoriu, să efectueze procedura de normalizare și să se pregătească pentru recepționarea ulterioară a datelor.
- După emiterea ultimului octet de date, este de asemenea recomandat să întrerupeți înainte de a deconecta dispozitivul RS-485. În particular, acest lucru se datorează faptului că operatorul de port serial adesea prezente simultan două registre, dintre care prima este paralelă cu orificiul de intrare și este destinat pentru primirea de date, în timp ce se utilizează a doua ieșire de deplasare și pentru ieșirea serială. Orice transfer de întrerupere de către controlor este generat atunci când registrul de intrare este gol, atunci când informațiile au fost deja furnizate registrului de deplasare, dar nu au fost încă emise. Din acest motiv, după ce difuzarea este întreruptă, este necesar să se mențină o anumită pauză înainte de oprirea emițătorului, care ar trebui să fie cu aproximativ 0,5 biți mai lungă decât cadrul. Pentru calcule mai precise, se recomandă să se studieze în detaliu documentația tehnică a controlerului de port serial folosit.
- Deoarece transmițătorul, receptorul și, eventual, convertorul RS-485 sunt conectate la o singură linie, receptorul propriu va percepe transmisia efectuată de propriul emițător. Adesea se întâmplă atunci când în sisteme caracterizate prin acces aleatoriu la linie, această caracteristică este utilizată în procesul de verificare pentru absența unei coliziuni între două emițătoare. În sistemele standard care funcționează în conformitate cu principiul "master-slave", se recomandă închiderea completă a întreruperilor de la receptor în timpul transmisiei.
Configurarea formatului "bus"
Această interfață oferă posibilitatea combinării dispozitivelor în format "bus", când toate dispozitivele sunt combinate cu o singură pereche de fire. În acest caz, linia de comunicație trebuie neapărat să fie coordonată de rezistorii de capăt ai celor două capete.
Pentru a asigura coerența în acest caz, rezistențele sunt setate, caracterizate printr-o rezistență de 620 ohmi. Ele sunt întotdeauna instalate pe primul și ultimul dispozitiv conectat la linie. În majoritatea dispozitivelor moderne există rezistență de potrivire încorporată, care, dacă este necesar, poate fi inclusă în linie prin instalarea unui jumper special pe placa dispozitivului.
Pentru a asigura o linie de comunicare mai lungă, se recomandă utilizarea repeaterilor specializați-repetoare, echipate cu comutarea automată a direcției de transmisie.
Configurarea formatului de stele
Orice ramură din linia RS-485 este nedorită, deoarece în acest caz există o distorsiune destul de puternică a semnalului, dar din punct de vedere practic, ele pot fi tolerate dacă există o lungime scurtă a ramificației. În acest caz, nu este necesar să se instaleze rezistoare de terminare pe ramuri individuale.
Sistemul de distribuție a RS-485, care este controlat de la panoul, iar dacă ultimul dispozitiv conectat la aceeași linie, dar sunt alimentate din surse diferite, va trebui să combine un lanț de 0 toate dispozitivele și telecomanda pentru a se asigura alinierea potențialului lor. Dacă această cerință nu este îndeplinită, atunci consola poate avea o comunicare instabilă cu dispozitivele. În cazul în care cablul este de a fi utilizat cu mai multe perechi de fire răsucite, în acest caz, pentru un potențial de circuit de egalizare poate fi utilizat pereche complet gratuit, dacă este necesar. Printre altele, este posibilă și utilizarea unei perechi răsucite ecranate, în cazul în care nu există niciun fel de sol de protecție.
Ce trebuie să luați în considerare?
În mod avantajos cele mai actuale, care trece prin echipotențială de sârmă, este destul de mic, dar în cazul 0 V dispozitive sau ele însele surse de alimentare sunt conectate la mai multe autobuze locale care stau la baza diferenței de potențial între diferite circuite 0V pot fi de mai multe unități, și în unele cazuri chiar zeci de volți, în timp ce curentul care trece prin circuitul de legare la echilibru potențial poate fi destul de semnificativ. Acesta este motivul frecvent în care există o legătură instabilă între consola și dispozitive, astfel încât acestea pot chiar să nu reușească.
Din acest motiv, este necesar să se elimine posibilitatea de legare la pământ a circuitului de 0 V sau, cel mult, să se pună la masă acest circuit într-un anumit punct. De asemenea, este necesar să se ia în considerare posibilitatea unei relații între 0 V și circuitul de protecție a pământului prezent în echipamentul utilizat în sistemul OPS.
La amplasamentele pentru care este tipic un mediu electromagnetic destul de greu, se prevede ca această rețea să poată fi conectată printr-un cablu pereche torsadată ecranat. În acest caz, este posibil să existe un interval de limitare mai mic, deoarece capacitatea cablului este mai mare.
