Jaký je koncept rozhraní RS485 jako první?
Stručně řečeno, je to standard pro elektrické charakteristiky, který je definován Asociací telekomunikačního průmyslu a Electronic Industries Alliance. Digitální komunikační síť využívající tento standard dokáže efektivně přenášet signály na velké vzdálenosti a v prostředí s vysokým elektronickým šumem. RS-485 umožňuje konfigurovat nízkonákladové místní sítě a vícevětvové komunikační linky.
RS485 má dva typy kabeláže: dvouvodičový systém a čtyřvodičový systém. Čtyřvodičový systém může dosáhnout pouze dvoubodové komunikace a nyní se používá zřídka. V současné době se většinou používá dvouvodičový systém zapojení.
Ve slaboproudém inženýrství komunikace RS485 obecně používá komunikační metodu master-slave, tj. jeden hostitel s více podřízenými zařízeními.
Pokud hluboce rozumíte RS485, zjistíte, že uvnitř je skutečně mnoho znalostí. Vybereme proto některé problémy, které obvykle zvažujeme ve slabé elektřině, aby se každý naučil a pochopil.
Elektrotechnické předpisy RS-485
Díky vývoji RS-485 z RS-422 je mnoho elektrických předpisů RS-485 podobných RS-422. Pokud je přijato vyvážené vysílání, je třeba k přenosovému vedení připojit zakončovací odpory. RS-485 může používat dvouvodičové a čtyřvodičové metody a dvouvodičový systém může dosáhnout skutečné vícebodové obousměrné komunikace, jak je znázorněno na obrázku 6.
Při použití čtyřvodičového připojení, jako je RS-422, může dosáhnout pouze dvoubodové komunikace, to znamená, že může existovat pouze jedno hlavní zařízení a zbytek jsou podřízená zařízení. Oproti RS-422 má však vylepšení a může na sběrnici připojit dalších 32 zařízení bez ohledu na čtyřvodičový nebo dvouvodičový způsob připojení.
Napěťový výstup RS-485 v běžném režimu je mezi -7V a +12V a minimální vstupní impedance přijímače RS-485 je 12k; Ovladač RS-485 lze použít v sítích RS-422. RS-485, stejně jako RS-422, má maximální přenosovou vzdálenost přibližně 1219 metrů a maximální přenosovou rychlost 10 Mb/s. Délka vyváženého krouceného páru je nepřímo úměrná přenosové rychlosti a specifikovanou maximální délku kabelu lze použít pouze při rychlosti nižší než 100 kb/s. Nejvyšší rychlosti přenosu lze dosáhnout pouze na velmi krátkou vzdálenost. Obecně platí, že maximální přenosová rychlost 100 metrů dlouhé kroucené dvoulinky je pouze 1 Mb/s. RS-485 vyžaduje dva zakončovací odpory s hodnotou odporu rovnou charakteristické impedanci přenosového kabelu. Při vysílání na pravoúhlou vzdálenost není potřeba zakončovací odpor, který se obecně pod 300 metrů nevyžaduje. Zakončovací odpor je připojen na obou koncích přenosové sběrnice.
Klíčové body pro síťovou instalaci RS-422 a RS-485
RS-422 může podporovat 10 uzlů, zatímco RS-485 podporuje 32 uzlů, takže více uzlů tvoří síť. Síťová topologie obecně přijímá strukturu sběrnice přizpůsobené terminálu a nepodporuje kruhové nebo hvězdicové sítě. Při budování sítě je třeba vzít v úvahu následující body:
1. Použijte kroucenou dvojlinku jako sběrnici a zapojte každý uzel do série. Délka odchozí linky ze sběrnice ke každému uzlu by měla být co nejkratší, aby se minimalizoval dopad odraženého signálu ve výstupním vedení na signál sběrnice.
2. Pozornost je třeba věnovat spojitosti charakteristické impedance sběrnice a při klasifikaci nespojitostí impedance dojde k odrazu signálu. K této diskontinuitě mohou snadno vést následující situace: různé části sběrnice používají různé kabely, nebo je na určité části sběrnice instalováno příliš mnoho transceiverů blízko sebe nebo jsou na sběrnici vyvedeny příliš dlouhé odbočky.
Stručně řečeno, jako sběrnice by měl být poskytován jeden kanál spojitého signálu.
Jak zohlednit délku přenosového kabelu při použití rozhraní RS485?
Odpověď: Při použití rozhraní RS485 je maximální povolená délka kabelu pro přenos datového signálu z generátoru do zátěže na konkrétní přenosové lince funkcí rychlosti datového signálu, která je omezena především zkreslením signálu a šumem. Křivka vztahu mezi maximální délkou kabelu a rychlostí signálu zobrazená na následujícím obrázku je získána pomocí telefonního kabelu s kroucenou dvojlinkou s měděným jádrem 24AWG (s průměrem drátu 0,51 mm), s kapacitou bypassu linka-linka 52,5PF/M, a koncový zátěžový odpor 100 ohmů.
Když rychlost datového signálu klesne pod 90 Kbit/S, za předpokladu maximální povolené ztráty signálu 6dBV, je délka kabelu omezena na 1200M. Ve skutečnosti je křivka na obrázku velmi konzervativní a při praktickém použití je možné dosáhnout větší délky kabelu, než je ona.
Při použití kabelů s různými průměry drátů. Maximální získaná délka kabelu je různá. Například, když je rychlost datového signálu 600 Kbit/S a je použit kabel 24AWG, je z obrázku vidět, že maximální délka kabelu je 200 m. Pokud je použit kabel 19AWG (s průměrem drátu 0,91 mm), může být délka kabelu větší než 200 m; Pokud je použit kabel 28AWG (s průměrem drátu 0,32 mm), může být délka kabelu pouze menší než 200 m.
Jak dosáhnout vícebodové komunikace RS-485?
Odpověď: Na sběrnici RS-485 může kdykoli vysílat pouze jeden vysílač. Poloduplexní režim, pouze s jedním hlavním podřízeným zařízením. Plně duplexní režim, hlavní stanice může vždy vysílat a podřízená stanice může mít pouze jedno odeslání. (Řízeno a DE)
Za jakých podmínek je nutné pro komunikaci rozhraní RS-485 použít přizpůsobení terminálů? Jak určit hodnotu odporu? Jak nakonfigurovat rezistory pro přizpůsobení svorek?
Odpověď: Při přenosu signálu na velkou vzdálenost je obecně nutné připojit na přijímací konec koncový přizpůsobovací odpor, aby se zabránilo odrazu signálu a ozvěně. Hodnota odporu přizpůsobení svorky závisí na impedančních charakteristikách kabelu a je nezávislá na délce kabelu.
RS-485 obecně používá kroucené dvoulinky (stíněné nebo nestíněné) s koncovým odporem typicky mezi 100 a 140 Ω, s typickou hodnotou 120 Ω. Ve skutečné konfiguraci je jeden zakončovací odpor připojen ke každému ze dvou koncových uzlů kabelu, nejbližšímu a nejvzdálenějšímu, zatímco uzel uprostřed nelze připojit ke koncovému rezistoru, jinak dojde k chybám komunikace.
Proč má rozhraní RS-485 stále datový výstup z přijímače, když je komunikace zastavena?
Odpověď: Vzhledem k tomu, že RS-485 vyžaduje, aby byly po odeslání dat vypnuty všechny řídící signály povolení přenosu a aby byl příjem platný, ovladač sběrnice se dostane do stavu vysokého odporu a přijímač může sledovat, zda jsou na sběrnici nová komunikační data.
V tuto chvíli je sběrnice ve stavu pasivního pohonu (pokud má sběrnice odpor odpovídající svorkám, rozdílová úroveň vedení A a B je 0, výstup přijímače je nejistý a je citlivá na změnu rozdílového signálu na linka AB není-li přizpůsobení svorek, sběrnice je ve stavu vysoké impedance a výstup přijímače je nejistý), takže je zranitelná vůči vnějšímu rušení. Když šumové napětí překročí prahovou hodnotu vstupního signálu (typická hodnota ± 200 mV), přijímač odešle data, což způsobí, že odpovídající UART přijme neplatná data, což způsobí následné normální komunikační chyby; Jiná situace může nastat v okamžiku, kdy je zapnuto/vypnuto ovládání povolení vysílání, což způsobí, že přijímač vydá signál, což může také způsobit nesprávný příjem UART. Řešení:
1) Na komunikační sběrnici se k upnutí sběrnice používá metoda vytažení (vedení A) na stejném konci fázového vstupu a stažení (vedení B) na opačném konci fázového vstupu, čímž se zajistí, že výstup přijímače je na pevná úroveň "1"; 2) Vyměňte obvod rozhraní za produkty rozhraní řady MAX308x s vestavěným režimem prevence poruch; 3) Eliminace pomocí softwarových prostředků, to znamená přidání 2-5 počátečních synchronizačních bytů do komunikačního datového paketu, teprve po splnění synchronizační hlavičky může začít skutečná datová komunikace.
Útlum signálu RS-485 v komunikačních kabelech
Druhým faktorem, který ovlivňuje přenos signálu, je útlum signálu při kabelovém přenosu. Přenosový kabel lze považovat za ekvivalentní obvod složený z kombinace distribuované kapacity, distribuované indukčnosti a odporu.
Rozložená kapacita C kabelu je generována hlavně dvěma paralelními vodiči krouceného páru. Odpor drátu zde má malý vliv na signál a lze jej ignorovat.
Vliv distribuované kapacity na přenosový výkon sběrnice RS-485
Rozložená kapacita kabelu je generována hlavně dvěma paralelními vodiči krouceného páru. Kromě toho existuje také rozdělená kapacita mezi vodičem a zemí, která, i když je velmi malá, nemůže být při analýze ignorována. Vliv distribuované kapacity na přenosový výkon sběrnice je způsoben především přenosem základních signálů na sběrnici, které lze vyjádřit pouze způsoby "1" a "0". Ve speciálním byte, jako je 0x01, umožňuje signál "0" dostatečnou dobu nabíjení pro distribuovaný kondenzátor. Když však dorazí signál "1", kvůli náboji v distribuovaném kondenzátoru není čas na vybití a (Vin+) - (Vin -) - je stále větší než 200 mV. To vede k tomu, že přijímač se mylně domnívá, že je to "0", což nakonec vede k chybám ověření CRC a k chybě přenosu celého datového rámce.
Vlivem distribuce na sběrnici dochází k chybám přenosu dat, což má za následek snížení celkového výkonu sítě. Tento problém lze vyřešit dvěma způsoby:
(1) Snižte rychlost přenosu dat;
(2) Ke zlepšení kvality přenosových linek používejte kabely s malými distribuovanými kondenzátory.
Sledujte CF FIBERLINK a zjistěte více o bezpečnostních znalostech!!!
Prohlášení: Sdílení vysoce kvalitního obsahu se všemi je důležité. Některé články pocházejí z internetu. Pokud dojde k nějakému porušení, dejte nám prosím vědět a my je co nejdříve vyřešíme.
Čas odeslání: Červenec-06-2023