Aký je koncept rozhrania RS485 ako prvý?
Stručne povedané, ide o štandard pre elektrické charakteristiky, ktorý definuje Asociácia telekomunikačného priemyslu a Aliancia elektronického priemyslu. Digitálna komunikačná sieť využívajúca tento štandard dokáže efektívne prenášať signály na veľké vzdialenosti a v prostrediach s vysokým elektronickým šumom. RS-485 umožňuje konfigurovať nízkonákladové lokálne siete a viacvetvové komunikačné linky.
RS485 má dva typy zapojenia: dvojvodičový systém a štvorvodičový systém. Štvorvodičový systém môže dosiahnuť iba komunikáciu bod-bod a v súčasnosti sa používa zriedka. V súčasnosti sa väčšinou používa metóda zapojenia dvojvodičového systému.
V slaboprúdovej technike komunikácia RS485 vo všeobecnosti využíva spôsob komunikácie typu master-slave, to znamená jeden hostiteľ s viacerými podriadenými zariadeniami.
Ak hlboko rozumiete RS485, zistíte, že vo vnútri je skutočne veľa vedomostí. Preto vyberieme niektoré problémy, ktoré zvyčajne zvažujeme pri slabej elektrine, aby sa každý naučil a pochopil.
Elektrotechnické predpisy RS-485
Vďaka vývoju RS-485 z RS-422 sú mnohé elektrické predpisy RS-485 podobné ako RS-422. Ak sa použije vyvážený prenos, k prenosovému vedeniu je potrebné pripojiť ukončovacie odpory. RS-485 môže používať dvojvodičové a štvorvodičové metódy a dvojvodičový systém môže dosiahnuť skutočnú viacbodovú obojsmernú komunikáciu, ako je znázornené na obrázku 6.
Pri použití štvorvodičového pripojenia, ako je RS-422, môže dosiahnuť iba komunikáciu bod-bod, to znamená, že môže existovať iba jedno hlavné zariadenie a ostatné sú podriadené zariadenia. Má však vylepšenia v porovnaní s RS-422 a môže pripojiť 32 ďalších zariadení na zbernicu bez ohľadu na štvorvodičový alebo dvojvodičový spôsob pripojenia.
Výstup bežného napätia RS-485 je medzi -7V a +12V a minimálna vstupná impedancia prijímača RS-485 je 12k; Ovládač RS-485 je možné použiť v sieťach RS-422. RS-485, podobne ako RS-422, má maximálnu prenosovú vzdialenosť približne 1219 metrov a maximálnu prenosovú rýchlosť 10 Mb/s. Dĺžka vyváženého krúteného páru je nepriamo úmerná prenosovej rýchlosti a špecifikovaná maximálna dĺžka kábla môže byť použitá len pri rýchlosti nižšej ako 100 kb/s. Najvyššiu rýchlosť prenosu možno dosiahnuť len na veľmi krátku vzdialenosť. Vo všeobecnosti je maximálna prenosová rýchlosť 100 metrov dlhého krúteného páru iba 1 Mb/s. RS-485 vyžaduje dva zakončovacie odpory s hodnotou odporu rovnajúcou sa charakteristickej impedancii prenosového kábla. Pri vysielaní na pravouhlú vzdialenosť nie je potrebný zakončovací odpor, ktorý sa vo všeobecnosti pod 300 metrov nevyžaduje. Zakončovací odpor je pripojený na oboch koncoch prenosovej zbernice.
Kľúčové body pre sieťovú inštaláciu RS-422 a RS-485
RS-422 môže podporovať 10 uzlov, zatiaľ čo RS-485 podporuje 32 uzlov, takže sieť tvorí viacero uzlov. Topológia siete vo všeobecnosti využíva štruktúru zbernice prispôsobenej terminálu a nepodporuje kruhové alebo hviezdicové siete. Pri budovaní siete je potrebné venovať pozornosť nasledujúcim bodom:
1. Ako zbernicu použite krútenú dvojlinku a zapojte každý uzol do série. Dĺžka výstupného vedenia zo zbernice do každého uzla by mala byť čo najkratšia, aby sa minimalizoval vplyv odrazeného signálu vo výstupnom vedení na signál zbernice.
2. Pozornosť sa musí venovať spojitosti charakteristickej impedancie zbernice a pri klasifikácii diskontinuít impedancie dôjde k odrazu signálu. Nasledujúce situácie môžu ľahko viesť k tejto diskontinuite: rôzne časti zbernice používajú rôzne káble, alebo je na určitej časti zbernice inštalovaných príliš veľa transceiverov tesne vedľa seba, alebo sú na zbernicu vyvedené príliš dlhé odbočky.
Stručne povedané, ako zbernica by mal byť poskytnutý jeden kanál nepretržitého signálu.
Ako zvážiť dĺžku prenosového kábla pri použití rozhrania RS485?
Odpoveď: Pri použití rozhrania RS485 je maximálna povolená dĺžka kábla na prenos dátového signálu z generátora do záťaže na konkrétnom prenosovom vedení funkciou rýchlosti dátového signálu, ktorá je obmedzená hlavne skreslením signálu a šumom. Krivka vzťahu medzi maximálnou dĺžkou kábla a rýchlosťou signálu zobrazená na nasledujúcom obrázku je získaná pomocou 24AWG medeného krúteného párového telefónneho kábla (s priemerom drôtu 0,51 mm), s kapacitou bypassu medzi linkami 52,5 PF/M, a odpor koncového zaťaženia 100 ohmov.
Keď rýchlosť dátového signálu klesne pod 90 Kbit/S, za predpokladu maximálnej prípustnej straty signálu 6 dBV, je dĺžka kábla obmedzená na 1200 M. V skutočnosti je krivka na obrázku veľmi konzervatívna a pri praktickom použití je možné dosiahnuť väčšiu dĺžku kábla.
Pri použití káblov s rôznymi priemermi drôtov. Maximálna získaná dĺžka kábla je iná. Napríklad, keď je rýchlosť dátového signálu 600 Kbit/S a použije sa kábel 24AWG, z obrázku je možné vidieť, že maximálna dĺžka kábla je 200 m. Ak sa použije kábel 19AWG (s priemerom drôtu 0,91 mm), dĺžka kábla môže byť väčšia ako 200 m; Ak sa použije kábel 28AWG (s priemerom drôtu 0,32 mm), dĺžka kábla môže byť len menšia ako 200 m.
Ako dosiahnuť viacbodovú komunikáciu RS-485?
Odpoveď: Na zbernici RS-485 môže kedykoľvek vysielať iba jeden vysielač. polovičný duplexný režim, len s jedným hlavným podriadeným. Plne duplexný režim, hlavná stanica môže vysielať vždy a podriadená stanica môže mať iba jedno vysielanie. (Kontrolované a DE)
Za akých podmienok je potrebné použiť párovanie terminálov na komunikáciu rozhrania RS-485? Ako určiť hodnotu odporu? Ako nakonfigurovať rezistory na prispôsobenie terminálov?
Odpoveď: Pri prenose signálu na veľké vzdialenosti je vo všeobecnosti potrebné pripojiť na prijímací koniec rezistor na prispôsobenie terminálu, aby sa zabránilo odrazu signálu a ozvene. Hodnota odporu zodpovedajúcej svorke závisí od impedančných charakteristík kábla a je nezávislá od dĺžky kábla.
RS-485 vo všeobecnosti používa krútené dvojlinky (tienené alebo netienené) s koncovým odporom typicky medzi 100 a 140 Ω, s typickou hodnotou 120 Ω. V skutočnej konfigurácii je jeden koncový odpor pripojený ku každému z dvoch koncových uzlov kábla, najbližšiemu a najvzdialenejšiemu, pričom stredný uzol nemôže byť pripojený k koncovému odporu, inak dôjde k chybám komunikácie.
Prečo má rozhranie RS-485 stále výstup dát z prijímača, keď je komunikácia zastavená?
Odpoveď: Keďže RS-485 vyžaduje po odoslaní dát vypnutie všetkých riadiacich signálov prenosu a platnosť príjmu, ovládač zbernice sa dostane do stavu vysokého odporu a prijímač môže sledovať, či sú na zbernici nové komunikačné dáta.
V tomto čase je zbernica v pasívnom stave pohonu (ak má zbernica odpor prispôsobujúci sa svorke, rozdielová úroveň vedení A a B je 0, výstup prijímača je neistý a je citlivá na zmenu rozdielového signálu na linka AB, ak nie je k dispozícii žiadna zhoda svoriek, zbernica je v stave vysokej impedancie a výstup prijímača je neistý), takže je citlivá na vonkajšie rušenie. Keď napätie šumu prekročí prah vstupného signálu (typická hodnota ± 200 mV), prijímač odošle dáta, čo spôsobí, že príslušný UART dostane neplatné dáta, čo spôsobí následné normálne komunikačné chyby; Iná situácia môže nastať v momente, keď sa zapne/vypne ovládanie aktivácie prenosu, čo spôsobí, že prijímač vydá signál, čo môže tiež spôsobiť nesprávny príjem UART. Riešenie:
1) Na komunikačnej zbernici sa na upnutie zbernice používa metóda ťahania nahor (riadok A) na rovnakom konci fázového vstupu a ťahania nadol (línia B) na opačnom konci fázového vstupu, čím sa zabezpečí, že výstup prijímača je na pevná úroveň "1"; 2) Vymeňte obvod rozhrania za produkty rozhrania série MAX308x so zabudovaným režimom prevencie porúch; 3) Odstránenie pomocou softvérových prostriedkov, to znamená pridanie 2-5 počiatočných synchronizačných bajtov v rámci komunikačného dátového paketu, až po splnení synchronizačnej hlavičky môže začať skutočná dátová komunikácia.
Útlm signálu RS-485 v komunikačných kábloch
Druhým faktorom, ktorý ovplyvňuje prenos signálu, je útlm signálu pri káblovom prenose. Prenosový kábel možno považovať za ekvivalentný obvod zložený z kombinácie rozloženej kapacity, rozloženej indukčnosti a odporu.
Rozložená kapacita C kábla je generovaná hlavne dvoma paralelnými drôtmi krúteného páru. Odpor drôtu tu má malý vplyv na signál a možno ho ignorovať.
Vplyv rozloženej kapacity na prenosový výkon zbernice RS-485
Rozložená kapacita kábla je generovaná hlavne dvoma paralelnými drôtmi krúteného páru. Okrem toho existuje aj rozložená kapacita medzi vodičom a zemou, ktorá, aj keď je veľmi malá, nemôže byť pri analýze ignorovaná. Vplyv rozloženej kapacity na prenosový výkon zbernice je spôsobený hlavne prenosom základných signálov na zbernici, ktoré možno vyjadriť iba spôsobmi „1“ a „0“. V špeciálnom byte, ako je 0x01, signál "0" umožňuje dostatočný čas nabíjania pre rozložený kondenzátor. Keď však príde signál "1", v dôsledku náboja v rozloženom kondenzátore nie je čas na vybitie a (Vin+) - (Vin -) - je stále väčšie ako 200 mV. To vedie k tomu, že prijímač sa mylne domnieva, že je to "0", čo v konečnom dôsledku vedie k chybám overenia CRC a celej chybe prenosu dátového rámca.
Vplyvom distribúcie na zbernici dochádza k chybám prenosu dát, čo má za následok zníženie celkového výkonu siete. Existujú dva spôsoby, ako tento problém vyriešiť:
(1) Znížte rýchlosť prenosu dát;
(2) Na zlepšenie kvality prenosových vedení používajte káble s malými distribuovanými kondenzátormi.
Sledujte CF FIBERLINK a zistite viac o bezpečnostných expertízach!!!
Vyhlásenie: Zdieľanie vysokokvalitného obsahu s každým je dôležité. Niektoré články pochádzajú z internetu. Ak sa vyskytnú nejaké porušenia, dajte nám vedieť a my ich čo najskôr vyriešime.
Čas odoslania: júl-06-2023