Cal é o concepto da interface RS485 primeiro?
En definitiva, é un estándar para as características eléctricas, que está definido pola Asociación da Industria de Telecomunicacións e a Alianza das Industrias Electrónicas. A rede de comunicación dixital que utiliza este estándar pode transmitir sinais de forma eficaz a longas distancias e en ambientes con alto ruído electrónico. RS-485 permite configurar redes locais de baixo custo e enlaces de comunicación de varias ramas.
RS485 ten dous tipos de cableado: sistema de dous fíos e sistema de catro fíos. O sistema de catro fíos só pode lograr a comunicación punto a punto e agora raramente se usa. Actualmente, úsase principalmente o método de cableado do sistema de dous fíos.
Na enxeñería de corrente débil, a comunicación RS485 xeralmente adopta un método de comunicación mestre-escravo, é dicir, un host con varios escravos.
Se tes unha comprensión profunda do RS485, descubrirás que hai moito coñecemento dentro. Polo tanto, elixiremos algunhas cuestións que adoitamos considerar na electricidade débil para que todos aprendan e comprendan.
Normativa eléctrica RS-485
Debido ao desenvolvemento de RS-485 a partir de RS-422, moitas regulacións eléctricas de RS-485 son similares á RS-422. Se se adopta a transmisión equilibrada, as resistencias de terminación deben conectarse á liña de transmisión. RS-485 pode adoptar métodos de dous e catro cables, e o sistema de dous cables pode lograr unha verdadeira comunicación bidireccional multipunto, como se mostra na Figura 6.
Cando se utiliza unha conexión de catro fíos, como RS-422, só pode lograr comunicación punto a punto, é dicir, só pode haber un dispositivo mestre e o resto son dispositivos escravos. Non obstante, ten melloras en comparación co RS-422 e pode conectar 32 dispositivos máis no bus independentemente do método de conexión de catro ou dous cables.
A saída de tensión de modo común RS-485 está entre -7V e +12V, e a impedancia de entrada mínima do receptor RS-485 é de 12k;, O controlador RS-485 pódese aplicar en redes RS-422. RS-485, como RS-422, ten unha distancia máxima de transmisión de aproximadamente 1219 metros e unha velocidade de transmisión máxima de 10 Mb/s. A lonxitude do par trenzado equilibrado é inversamente proporcional á velocidade de transmisión e a lonxitude máxima do cable especificada só se pode usar cando a velocidade é inferior a 100 kb/s. A maior taxa de transmisión só se pode conseguir a unha distancia moi curta. Xeralmente, a velocidade de transmisión máxima dun par trenzado de 100 metros de lonxitude é de só 1 Mb/s. RS-485 require dúas resistencias de terminación cun valor de resistencia igual á impedancia característica do cable de transmisión. Cando se transmite a unha distancia rectangular, non hai necesidade dunha resistencia de terminación, que xeralmente non se require por debaixo dos 300 metros. A resistencia de terminación está conectada nos dous extremos do bus de transmisión.
Puntos clave para a instalación en rede de RS-422 e RS-485
RS-422 pode soportar 10 nodos, mentres que RS-485 admite 32 nodos, polo que varios nodos forman unha rede. A topoloxía da rede adopta xeralmente unha estrutura de bus adaptada ao terminal e non admite redes en anel ou en estrela. Ao construír unha rede, hai que ter en conta os seguintes puntos:
1. Use un cable de par trenzado como bus e conecte cada nodo en serie. A lonxitude da liña de saída desde o autobús ata cada nodo debe ser o máis curta posible para minimizar o impacto do sinal reflectido na liña de saída sobre o sinal do bus.
2. Prestarase atención á continuidade da impedancia característica do bus, e a reflexión do sinal producirase na Clasificación de discontinuidades de impedancia. As seguintes situacións poden levar facilmente a esta descontinuidade: diferentes seccións do autobús usan cables diferentes, ou hai demasiados transceptores instalados moi preto nunha determinada sección do autobús, ou son derivados demasiado longos ao autobús.
En resumo, debe proporcionarse unha única canle de sinal continua como o bus.
Como considerar a lonxitude do cable de transmisión cando se usa a interface RS485?
Resposta: ao usar a interface RS485, a lonxitude máxima do cable permitida para a transmisión do sinal de datos desde o xerador ata a carga nunha liña de transmisión específica é unha función da taxa de sinal de datos, que está limitada principalmente pola distorsión do sinal e o ruído. A curva de relación entre a lonxitude máxima do cable e a taxa de sinal que se mostra na seguinte figura obtense mediante un cable telefónico de par trenzado con núcleo de cobre de 24 AWG (cun diámetro de cable de 0,51 mm), cunha capacidade de derivación de liña a liña de 52,5 PF/M, e unha resistencia de carga terminal de 100 ohmios.
Cando a taxa de sinal de datos diminúe a menos de 90 Kbit/S, asumindo unha perda de sinal máxima permitida de 6 dBV, a lonxitude do cable está limitada a 1200 M. De feito, a curva da figura é moi conservadora e, no uso práctico, é posible acadar unha lonxitude de cable maior que ela.
Cando se utilicen cables con diferentes diámetros de fío. A lonxitude máxima de cable obtida é diferente. Por exemplo, cando a taxa de sinal de datos é de 600 Kbit/S e se usa un cable de 24 AWG, pódese ver na figura que a lonxitude máxima do cable é de 200 m. Se se usa un cable de 19 AWG (cun diámetro de cable de 0,91 mm), a lonxitude do cable pode ser superior a 200 m; Se se usa un cable de 28 AWG (cun diámetro de cable de 0,32 mm), a lonxitude do cable só pode ser inferior a 200 m.
Como conseguir a comunicación multipunto de RS-485?
Resposta: Só un transmisor pode enviar no bus RS-485 en calquera momento. Modo semidúplex, cun só mestre escravo. Modo dúplex completo, a estación mestra sempre pode enviar e a estación escrava só pode ter un envío. (Controlado por e DE)
En que condicións é necesario utilizar a coincidencia de terminales para a comunicación da interface RS-485? Como determinar o valor da resistencia? Como configurar as resistencias de coincidencia de terminais?
Resposta: Na transmisión de sinal de longa distancia, xeralmente é necesario conectar unha resistencia de coincidencia terminal no extremo receptor para evitar a reflexión e o eco do sinal. O valor da resistencia de coincidencia do terminal depende das características de impedancia do cable e é independente da lonxitude do cable.
RS-485 xeralmente usa conexións de par trenzado (apantallados ou non blindados), cunha resistencia terminal normalmente entre 100 e 140 Ω, cun valor típico de 120 Ω. Na configuración real, unha resistencia terminal está conectada a cada un dos dous nodos terminais do cable, o máis próximo e o máis afastado, mentres que o nodo do medio non se pode conectar á resistencia terminal, se non, produciranse erros de comunicación.
Por que a interface RS-485 aínda ten saída de datos do receptor cando a comunicación está detida?
Resposta: Dado que RS-485 require que todos os sinais de control de habilitación de transmisión estean desactivados e a habilitación de recepción sexa válida despois do envío de datos, o controlador do bus entra nun estado de alta resistencia e o receptor pode controlar se hai novos datos de comunicación no bus.
Neste momento, o bus está nun estado de accionamento pasivo (se o bus ten unha resistencia de coincidencia de terminal, o nivel diferencial das liñas A e B é 0, a saída do receptor é incerta e é sensible ao cambio de sinal diferencial no liña AB, se non hai coincidencia de terminal, o bus está nun estado de alta impedancia e a saída do receptor é incerta), polo que é vulnerable a interferencias de ruído externo. Cando a tensión do ruído supera o limiar do sinal de entrada (valor típico ± 200 mV), o receptor emitirá datos, facendo que o UART correspondente reciba datos non válidos, causando erros de comunicación normais posteriores; Outra situación pode ocorrer no momento en que o control de habilitación de transmisión está activado/desactivado, o que fai que o receptor emita un sinal, o que tamén pode provocar que UART reciba incorrectamente. Solución:
1) No bus de comunicación, úsase o método de tirar cara arriba (liña A) no mesmo extremo de entrada de fase e tirar cara abaixo (liña B) no extremo de entrada de fase oposto para suxeitar o bus, garantindo que a saída do receptor estea nun nivel "1" fixo; 2) Substitúe o circuíto de interface por produtos de interface da serie MAX308x co modo de prevención de fallos integrado; 3) Eliminando a través de medios de software, é dicir, engadindo 2-5 bytes de sincronización iniciais dentro do paquete de datos de comunicación, só despois de que se cumpra a cabeceira de sincronización pode comezar a comunicación de datos reais.
Atenuación de sinal de RS-485 en cables de comunicación
O segundo factor que afecta a transmisión do sinal é a atenuación do sinal durante a transmisión por cable. Un cable de transmisión pódese ver como un circuíto equivalente composto por unha combinación de capacitancia distribuída, inductancia distribuída e resistencia.
A capacitancia distribuída C dun cable é xerada principalmente por dous fíos paralelos dun par trenzado. A resistencia do fío ten pouco efecto no sinal aquí e pódese ignorar.
A influencia da capacitancia distribuída no rendemento da transmisión do bus RS-485
A capacitancia distribuída dun cable é xerada principalmente por dous fíos paralelos dun par trenzado. Ademais, tamén hai unha capacitancia distribuída entre o fío e a terra, que, aínda que moi pequena, non se pode ignorar na análise. O impacto da capacitancia distribuída no rendemento da transmisión do bus débese principalmente á transmisión de sinais fundamentais no bus, que só se poden expresar de xeito "1" e "0". Nun byte especial, como 0x01, o sinal "0" permite un tempo de carga suficiente para o capacitor distribuído. Non obstante, cando chega o sinal "1", debido á carga no capacitor distribuído, non hai tempo para descargar e (Vin+) - (Vin -) - aínda é superior a 200 mV. Isto fai que o receptor crea erroneamente que é "0", o que finalmente leva a erros de verificación CRC e ao erro de transmisión da trama de datos completa.
Debido á influencia da distribución no bus, prodúcense erros de transmisión de datos, o que resulta nunha diminución do rendemento global da rede. Hai dúas formas de resolver este problema:
(1) Reducir o Baud da transmisión de datos;
(2) Use cables con pequenos condensadores distribuídos para mellorar a calidade das liñas de transmisión.
Siga CF FIBERLINK para obter máis información sobre a experiencia en seguridade!!!
Declaración: é importante compartir contido de alta calidade con todos. Algúns artigos proceden de Internet. Se hai algunha infracción, avísanos e tratarémolas o antes posible.
Hora de publicación: 06-Xul-2023