Care este mai întâi conceptul de interfață RS485?
Pe scurt, este un standard pentru caracteristicile electrice, care este definit de Asociația Industriei Telecomunicațiilor și Alianța Industrielor Electronice. Rețeaua de comunicații digitale care utilizează acest standard poate transmite în mod eficient semnale pe distanțe lungi și în medii cu zgomot electronic ridicat. RS-485 face posibilă configurarea rețelelor locale cu costuri reduse și a legăturilor de comunicații multi-ramificate.
RS485 are două tipuri de cablare: sistem cu două fire și sistem cu patru fire. Sistemul cu patru fire poate realiza doar comunicare punct la punct și este rar folosit acum. În prezent, metoda de cablare a sistemului cu două fire este cea mai utilizată.
În inginerie de curent slab, comunicarea RS485 adoptă în general o metodă de comunicare master-slave, adică o gazdă cu mai multe slave.
Dacă aveți o înțelegere profundă a RS485, veți descoperi că există într-adevăr o mulțime de cunoștințe în interior. Prin urmare, vom alege câteva probleme pe care de obicei le luăm în considerare în electricitatea slabă pentru ca toată lumea să le învețe și să le înțeleagă.
Reglementări electrice RS-485
Datorită dezvoltării RS-485 din RS-422, multe reglementări electrice ale RS-485 sunt similare cu RS-422. Dacă se adoptă transmisia echilibrată, rezistențele de terminare trebuie conectate la linia de transmisie. RS-485 poate adopta metode cu două și patru fire, iar sistemul cu două fire poate realiza o comunicare bidirecțională reală în mai multe puncte, așa cum se arată în Figura 6.
Când se folosește o conexiune cu patru fire, cum ar fi RS-422, se poate realiza doar comunicare punct-la-punct, adică poate exista doar un singur dispozitiv principal, iar restul sunt dispozitive slave. Cu toate acestea, are îmbunătățiri în comparație cu RS-422 și poate conecta încă 32 de dispozitive pe magistrală, indiferent de metoda de conectare cu patru sau două fire.
Tensiunea de ieșire în modul comun RS-485 este între -7V și +12V, iar impedanța minimă de intrare a receptorului RS-485 este de 12k;, Driverul RS-485 poate fi aplicat în rețelele RS-422. RS-485, ca și RS-422, are o distanță maximă de transmisie de aproximativ 1219 metri și o rată de transmisie maximă de 10 Mb/s. Lungimea perechii răsucite echilibrate este invers proporțională cu rata de transmisie, iar lungimea maximă specificată a cablului poate fi utilizată numai atunci când viteza este sub 100 kb/s. Cea mai mare rată de transmisie poate fi atinsă doar pe o distanță foarte scurtă. În general, viteza maximă de transmisie a unei perechi răsucite de 100 de metri lungime este de numai 1 Mb/s. RS-485 necesită două rezistențe de terminare cu o valoare a rezistenței egală cu impedanța caracteristică a cablului de transmisie. Când se transmite la o distanță dreptunghiulară, nu este nevoie de un rezistor de terminare, care în general nu este necesar sub 300 de metri. Rezistorul de terminare este conectat la ambele capete ale magistralei de transmisie.
Puncte cheie pentru instalarea în rețea a RS-422 și RS-485
RS-422 poate suporta 10 noduri, în timp ce RS-485 acceptă 32 de noduri, astfel încât mai multe noduri formează o rețea. Topologia rețelei adoptă, în general, o structură de magistrală adaptată terminalului și nu acceptă rețele inel sau stea. Când construiți o rețea, trebuie reținut următoarele puncte:
1. Utilizați un cablu torsadat ca magistrală și conectați fiecare nod în serie. Lungimea liniei de ieșire de la magistrală la fiecare nod ar trebui să fie cât mai scurtă posibil pentru a minimiza impactul semnalului reflectat în linia de ieșire asupra semnalului magistralei.
2. Se va acorda atenție continuității impedanței caracteristice magistralei, iar reflectarea semnalului va avea loc la Clasificarea discontinuităților de impedanță. Următoarele situații pot duce cu ușurință la această discontinuitate: diferite secțiuni ale magistralei folosesc cabluri diferite sau există prea multe transceiver instalate strâns unul pe o anumită secțiune a magistralei sau linii de ramificație prea lungi sunt conduse în magistrală.
Pe scurt, un singur canal de semnal continuu ar trebui să fie furnizat ca magistrală.
Cum să luați în considerare lungimea cablului de transmisie atunci când utilizați interfața RS485?
Răspuns: Când utilizați interfața RS485, lungimea maximă a cablului permisă pentru transmiterea semnalului de date de la generator la sarcina pe o anumită linie de transmisie este o funcție a ratei semnalului de date, care este limitată în principal de distorsiunea semnalului și de zgomot. Curba relației dintre lungimea maximă a cablului și rata semnalului prezentată în figura următoare este obținută folosind un cablu telefonic cu pereche răsucită cu miez de cupru de 24 AWG (cu un diametru al firului de 0,51 mm), cu o capacitate de bypass linie la linie de 52,5PF/M, și o rezistență de sarcină terminală de 100 ohmi.
Când rata semnalului de date scade sub 90Kbit/S, presupunând o pierdere maximă admisă a semnalului de 6dBV, lungimea cablului este limitată la 1200M. De fapt, curba din figură este foarte conservatoare, iar în utilizare practică, este posibil să se obțină o lungime a cablului mai mare decât aceasta.
Când utilizați cabluri cu diametre diferite de sârmă. Lungimea maximă a cablului obținută este diferită. De exemplu, când viteza semnalului de date este de 600Kbit/S și se folosește un cablu 24AWG, se poate observa din figură că lungimea maximă a cablului este de 200m. Dacă se folosește un cablu 19AWG (cu diametrul firului de 0,91 mm), lungimea cablului poate fi mai mare de 200 m; Dacă se folosește un cablu 28AWG (cu un diametru al firului de 0,32 mm), lungimea cablului poate fi doar mai mică de 200 m.
Cum se realizează comunicarea în mai multe puncte a RS-485?
Răspuns: Un singur transmițător poate trimite în orice moment pe magistrala RS-485. Mod semi-duplex, cu un singur master slave. Modul full duplex, stația master poate trimite întotdeauna, iar stația slave poate avea o singură trimitere. (Controlat de și DE)
În ce condiții trebuie utilizată potrivirea terminalelor pentru comunicarea interfeței RS-485? Cum se determină valoarea rezistenței? Cum se configurează rezistențele de potrivire a terminalelor?
Răspuns: În transmisia semnalului la distanță lungă, este, în general, necesar să conectați un rezistor de potrivire terminal la capătul de recepție pentru a evita reflectarea semnalului și ecoul. Valoarea rezistenței de potrivire a terminalelor depinde de caracteristicile de impedanță ale cablului și este independentă de lungimea cablului.
RS-485 utilizează în general conexiuni în pereche răsucită (ecranată sau neecranată), cu o rezistență terminală de obicei între 100 și 140 Ω, cu o valoare tipică de 120 Ω. În configurația actuală, un rezistor terminal este conectat la fiecare dintre cele două noduri terminale ale cablului, cel mai apropiat și cel mai îndepărtat, în timp ce nodul din mijloc nu poate fi conectat la rezistența terminală, altfel vor apărea erori de comunicare.
De ce interfața RS-485 mai are date de ieșire de la receptor atunci când comunicarea este oprită?
Răspuns: Deoarece RS-485 necesită ca toate semnalele de control de activare a transmisiei să fie oprite și activarea recepției să fie validă după trimiterea datelor, driverul de magistrală intră într-o stare de rezistență ridicată, iar receptorul poate monitoriza dacă există date noi de comunicație pe magistrală.
În acest moment, magistrala se află într-o stare pasivă de acţionare (dacă magistrala are o rezistenţă de potrivire a terminalelor, nivelul diferenţial al liniilor A şi B este 0, ieşirea receptorului este incertă şi este sensibilă la schimbarea semnalului diferenţial pe linia AB, dacă nu există o potrivire a terminalelor, magistrala este într-o stare de impedanță ridicată, iar ieșirea receptorului este incertă), deci este vulnerabilă la interferența de zgomot extern. Când tensiunea de zgomot depășește pragul semnalului de intrare (valoarea tipică ± 200mV), receptorul va scoate date, determinând UART-ul corespunzător să primească date nevalide, provocând erori de comunicare normale ulterioare; O altă situație poate apărea în momentul în care controlul de activare a transmisiei este pornit/dezactivat, determinând receptorul să emită un semnal, ceea ce poate cauza, de asemenea, UART să primească incorect. Soluţie:
1) Pe magistrala de comunicație, metoda de tragere în sus (linia A) la același capăt de intrare a fazei și tragerea în jos (linia B) la capătul de intrare a fazei opuse este utilizată pentru a fixa magistrala, asigurându-se că ieșirea receptorului este la o nivel "1" fix; 2) Înlocuiți circuitul de interfață cu produse de interfață din seria MAX308x cu modul de prevenire a erorilor încorporat; 3) Eliminarea prin mijloace software, adică adăugarea a 2-5 octeți de sincronizare inițială în pachetul de date de comunicare, numai după ce este îndeplinit antetul de sincronizare poate începe comunicarea reală a datelor.
Atenuarea semnalului RS-485 în cablurile de comunicație
Al doilea factor care afectează transmisia semnalului este atenuarea semnalului în timpul transmisiei prin cablu. Un cablu de transmisie poate fi văzut ca un circuit echivalent compus dintr-o combinație de capacitate distribuită, inductanță distribuită și rezistență.
Capacitatea distribuită C a unui cablu este generată în principal de două fire paralele ale unei perechi răsucite. Rezistența firului are un efect redus asupra semnalului aici și poate fi ignorată.
Influența capacității distribuite asupra performanței de transmisie a magistralei RS-485
Capacitatea distribuită a unui cablu este generată în principal de două fire paralele ale unei perechi răsucite. În plus, există și o capacitate distribuită între fir și masă, care, deși foarte mică, nu poate fi ignorată în analiză. Impactul capacității distribuite asupra performanței transmisiei magistralei se datorează în principal transmiterii semnalelor fundamentale pe magistrală, care pot fi exprimate doar în moduri „1” și „0”. Într-un octet special, cum ar fi 0x01, semnalul „0” permite suficient timp de încărcare pentru condensatorul distribuit. Cu toate acestea, când sosește semnalul „1”, din cauza încărcării în condensatorul distribuit, nu există timp pentru a se descărca și (Vin+) - (Vin -) - este încă mai mare de 200mV. Acest lucru are ca rezultat ca receptorul să creadă în mod eronat că este „0”, conducând în cele din urmă la erori de verificare CRC și la eroarea întregii transmisii a cadrului de date.
Datorită influenței distribuției pe magistrală, apar erori de transmisie a datelor, rezultând o scădere a performanței globale a rețelei. Există două moduri de a rezolva această problemă:
(1) Reducerea Baud-ului transmisiei de date;
(2) Utilizați cabluri cu condensatoare mici distribuite pentru a îmbunătăți calitatea liniilor de transmisie.
Urmați CF FIBERLINK pentru a afla mai multe despre expertiza în securitate!!!
Declarație: Partajarea conținutului de înaltă calitate cu toată lumea este importantă. Unele articole provin de pe internet. Dacă există încălcări, vă rugăm să ne anunțați și le vom trata cât mai curând posibil.
Ora postării: Iul-06-2023