Mi az RS485 interfész fogalma először?
Röviden, ez egy szabvány az elektromos jellemzőkre, amelyet a Telecommunications Industry Association és az Electronic Industries Alliance határoz meg. Az ezt a szabványt használó digitális kommunikációs hálózat hatékonyan képes jeleket továbbítani nagy távolságokra és magas elektronikus zajjal járó környezetben. Az RS-485 lehetővé teszi alacsony költségű helyi hálózatok és többágú kommunikációs kapcsolatok konfigurálását.
Az RS485 kétféle vezetékkel rendelkezik: kétvezetékes rendszer és négy vezetékes rendszer. A négy vezetékes rendszer csak pont-pont kommunikációra képes, és ma már ritkán használják. Jelenleg leginkább a kétvezetékes rendszerű huzalozási módszert alkalmazzák.
Gyengeáramú tervezésben az RS485 kommunikáció általában mester-szolga kommunikációs módszert alkalmaz, azaz egy gazdagépet több slave-vel.
Ha mélyen ismeri az RS485-öt, akkor rá fog jönni, hogy valóban sok tudás van benne. Ezért kiválasztunk néhány olyan kérdést, amelyeket általában gyenge elektromosságban veszünk figyelembe, hogy mindenki megtanulja és megértse.
RS-485 elektromos előírások
Az RS-485 RS-422-ből történő fejlesztése miatt az RS-485 számos elektromos szabályozása hasonló az RS-422-höz. Ha kiegyensúlyozott átvitelt alkalmaznak, lezáró ellenállásokat kell csatlakoztatni az átviteli vezetékhez. Az RS-485 kétvezetékes és négyvezetékes módszert is alkalmazhat, és a kétvezetékes rendszer valódi többpontos kétirányú kommunikációt érhet el, amint az a 6. ábrán látható.
Az RS-422-hez hasonlóan négyvezetékes kapcsolat használatakor csak pont-pont kommunikációt tud megvalósítani, azaz csak egy master eszköz lehet, a többi pedig slave eszköz. Az RS-422-höz képest azonban fejlesztéseket mutat, és 32 további eszközt tud csatlakoztatni a buszon, függetlenül a négy- vagy kétvezetékes csatlakozási módtól.
Az RS-485 közös módú feszültség kimenete -7V és +12V között van, az RS-485 vevő minimális bemeneti impedanciája pedig 12k;, Az RS-485 meghajtó RS-422 hálózatokban alkalmazható. Az RS-485, akárcsak az RS-422, maximális átviteli távolsága körülbelül 1219 méter, maximális átviteli sebessége pedig 10 Mb/s. A kiegyensúlyozott sodrott érpár hossza fordítottan arányos az átviteli sebességgel, és a megadott maximális kábelhossz csak 100 kb/s alatti sebesség esetén használható. A legnagyobb átviteli sebességet csak nagyon rövid távolságon lehet elérni. Általában egy 100 méter hosszú csavart érpár maximális átviteli sebessége csak 1 Mb/s. Az RS-485 két lezáró ellenállást igényel, amelyek ellenállásértéke megegyezik az átviteli kábel jellemző impedanciájával. Téglalap távolságú adásnál nincs szükség lezáró ellenállásra, amelyre 300 méter alatt általában nincs szükség. A lezáró ellenállás az átviteli busz mindkét végén csatlakozik.
Főbb pontok az RS-422 és RS-485 hálózati telepítéséhez
Az RS-422 10, míg az RS-485 32 csomópontot támogat, így több csomópont alkot egy hálózatot. A hálózati topológia általában egy terminálhoz illesztett buszstruktúrát alkalmaz, és nem támogatja a gyűrűs vagy csillaghálózatokat. Hálózat építésekor a következő pontokat kell figyelembe venni:
1. Használjon csavart érpárú kábelt buszként, és kösse sorba az egyes csomópontokat. A busztól az egyes csomópontokig tartó kimenő vonal hosszának a lehető legrövidebbnek kell lennie, hogy minimalizáljuk a kimenő vonalon visszavert jelnek a buszjelre gyakorolt hatását.
2. Figyelmet kell fordítani a busz karakterisztikus impedanciájának folytonosságára, és a jelvisszaverődés az impedancia szakadások osztályozásánál történik. A következõ helyzetek könnyen vezethetnek ehhez a megszakadáshoz: a busz különbözõ szakaszai különbözõ kábeleket használnak, vagy túl sok adó-vevõ van egymáshoz szorosan elhelyezve a busz egy szakaszán, vagy túl hosszú leágazó vezetékek vezetnek ki a buszra.
Röviden, egyetlen, folyamatos jelcsatornát kell biztosítani buszként.
Hogyan kell figyelembe venni az átviteli kábel hosszát az RS485 interfész használatakor?
Válasz: Az RS485 interfész használatakor a generátortól a terhelésig megengedett maximális kábelhossz az adatátviteli sebesség függvénye, amelyet elsősorban a jeltorzítás és a zaj korlátoz. A következő ábrán látható maximális kábelhossz és jelsebesség közötti kapcsolati görbe 24AWG rézmagos csavart érpárú telefonkábellel (0,51 mm átmérőjű), 52,5PF/M vonal-vonal bypass kapacitással kapott, és 100 ohm kapocsterhelési ellenállása.
Ha az adatátviteli sebesség 90 Kbit/S alá csökken, 6 dBV megengedett legnagyobb jelveszteséget feltételezve, a kábel hossza 1200 M-re korlátozódik. Valójában az ábrán látható görbe nagyon konzervatív, és a gyakorlati használat során ennél nagyobb kábelhosszt is lehet elérni.
Különböző huzalátmérőjű kábelek használatakor. A kapott maximális kábelhossz eltérő. Például, ha az adatátviteli sebesség 600 Kbit/S, és 24 AWG kábelt használunk, az ábrán látható, hogy a kábel maximális hossza 200 m. 19AWG kábel (0,91 mm átmérőjű vezeték) használata esetén a kábel hossza meghaladhatja a 200 métert; 28AWG kábel (0,32 mm átmérőjű vezeték) használata esetén a kábel hossza legfeljebb 200 m lehet.
Hogyan érhető el az RS-485 többpontos kommunikációja?
Válasz: Az RS-485 buszon egyszerre csak egy adó tud küldeni. Félduplex mód, csak egy master slave-vel. Teljes duplex módban a mester állomás mindig küldhet, a slave állomás pedig csak egy küldést küldhet. (és DE felügyelete alatt)
Milyen feltételek mellett kell terminálillesztést használni az RS-485 interfész kommunikációhoz? Hogyan határozzuk meg az ellenállás értékét? Hogyan kell beállítani a terminálillesztő ellenállásokat?
Válasz: Nagy távolságú jelátvitelnél általában szükség van egy kapocsillesztő ellenállás csatlakoztatására a vevő oldalon, hogy elkerüljük a jel visszaverődését és visszhangját. A kapocsillesztési ellenállás értéke a kábel impedancia jellemzőitől függ, és független a kábel hosszától.
Az RS-485 általában csavart érpárú (árnyékolt vagy árnyékolatlan) csatlakozásokat használ, amelyek kapocsellenállása jellemzően 100 és 140 Ω között van, tipikus értékük pedig 120 Ω. A tényleges konfigurációban a kábel két kapocscsomópontjához, a legközelebbi és a legtávolabbi, egy-egy sorkapocs-ellenállás csatlakozik, míg a középső csomópont nem csatlakoztatható a sorkapocs-ellenálláshoz, ellenkező esetben kommunikációs hibák lépnek fel.
Miért van még mindig adatkimenet az RS-485 interfészen a vevőből, ha a kommunikáció leáll?
Válasz: Mivel az RS-485 megköveteli, hogy az összes átvitelt engedélyező vezérlőjelet ki kell kapcsolni, és a vétel engedélyezése érvényes legyen az adatok küldése után, a buszvezérlő nagy ellenállású állapotba lép, és a vevő figyelheti, hogy vannak-e új kommunikációs adatok a buszon.
Ekkor a busz passzív hajtási állapotban van (ha a busz kapocsillesztő ellenállással rendelkezik, az A és B vonalak differenciálszintje 0, a vevő kimenete bizonytalan, és érzékeny a differenciáljel változására AB vonal, ha nincs kapocsillesztés, a busz nagy impedanciájú állapotban van, és a vevő kimenete bizonytalan), így érzékeny a külső zaj interferenciára. Ha a zajfeszültség meghaladja a bemeneti jel küszöbértékét (tipikus érték ± 200 mV), a vevő adatokat bocsát ki, amitől a megfelelő UART érvénytelen adatokat kap, ami ezt követően normál kommunikációs hibákat okoz; Egy másik helyzet fordulhat elő, amikor az átvitel engedélyezése vezérlés be-/ki van kapcsolva, aminek következtében a vevő jelet ad ki, ami az UART hibás vételét is okozhatja. Megoldás:
1) A kommunikációs buszon az ugyanazon a fázis bemeneti végén felhúzás (A vonal), a másik fázis bemeneti végén pedig lehúzás (B vonal) módszert használják a busz rögzítésére, biztosítva, hogy a vevő kimenete rögzített "1" szint; 2) Cserélje ki az interfész áramkört beépített hibamegelőzési móddal rendelkező MAX308x sorozatú interfész termékekre; 3) Szoftveres kiküszöbölés, azaz 2-5 kezdeti szinkronizálási bájt hozzáadásával a kommunikációs adatcsomagon belül csak a szinkronizálási fejléc teljesítése után kezdődhet meg a valódi adatkommunikáció.
RS-485 jelcsillapítása kommunikációs kábelekben
A második jelátvitelt befolyásoló tényező a jel csillapítása a kábeles átvitel során. Az átviteli kábelt egyenértékű áramkörnek tekinthetjük, amely elosztott kapacitás, elosztott induktivitás és ellenállás kombinációjából áll.
A kábel C elosztott kapacitását főként egy csavart érpár két párhuzamos vezetéke hozza létre. A vezeték ellenállása itt alig befolyásolja a jelet, és figyelmen kívül hagyható.
Az elosztott kapacitás hatása az RS-485 busz átviteli teljesítményére
A kábel elosztott kapacitását főként egy csavart érpár két párhuzamos vezetéke hozza létre. Emellett a vezeték és a föld között elosztott kapacitás is van, amely bár nagyon kicsi, de nem hagyható figyelmen kívül az elemzés során. Az elosztott kapacitásnak a busz átviteli teljesítményére gyakorolt hatása főként az alapvető jelek buszon történő átviteléből adódik, amelyek csak "1" és "0" módon fejezhetők ki. Egy speciális bájtban, például 0x01-ben, a "0" jel elegendő töltési időt biztosít az elosztott kondenzátor számára. Az "1" jel megérkezésekor azonban az elosztott kondenzátor töltése miatt nincs idő kisütni, és (Vin+) - (Vin -) - még mindig nagyobb, mint 200mV. Ez azt eredményezi, hogy a vevő tévesen azt hiszi, hogy "0", ami végső soron CRC ellenőrzési hibákhoz és a teljes adatkeret átviteli hibájához vezet.
Az elosztás buszra gyakorolt hatása miatt adatátviteli hibák lépnek fel, ami a teljes hálózati teljesítmény csökkenését eredményezi. A probléma megoldásának két módja van:
(1) Csökkentse az adatátviteli sávot;
(2) Az átviteli vonalak minőségének javítása érdekében használjon kis elosztott kondenzátoros kábeleket.
Kövesse a CF FIBERLINK-et, hogy többet tudjon meg a biztonsági szakértelemről!!!
Nyilatkozat: A kiváló minőségű tartalmak mindenkivel való megosztása fontos. Egyes cikkek az internetről származnak. Ha bármilyen jogsértést észlel, kérjük, jelezze nekünk, és a lehető leghamarabb kezeljük.
Feladás időpontja: 2023.06.06