RS485 интерфейсінің тұжырымдамасы алдымен қандай?
Қысқаша айтқанда, бұл электрлік сипаттамаларға арналған стандарт, оны Телекоммуникациялар индустриясы қауымдастығы мен Электрондық индустрия альянсы анықтайды. Осы стандартты пайдаланатын цифрлық байланыс желісі сигналдарды ұзақ қашықтыққа және электронды шуы жоғары орталарда тиімді түрде жібере алады. RS-485 арзан жергілікті желілерді және көп салалық байланыс сілтемелерін конфигурациялауға мүмкіндік береді.
RS485 сымының екі түрі бар: екі сымды жүйе және төрт сымды жүйе. Төрт сымды жүйе тек нүктелік байланысқа қол жеткізе алады және қазір сирек қолданылады. Қазіргі уақытта екі сымды жүйені сымды қосу әдісі көбінесе қолданылады.
Әлсіз ток инженериясында RS485 байланысы әдетте негізгі-құлдық байланыс әдісін, яғни бірнеше құлдары бар бір хостты қабылдайды.
Егер сізде RS485 туралы терең түсінігіңіз болса, оның ішінде шынымен де көп білім бар екенін көресіз. Сондықтан, біз әдетте әлсіз электр қуатын қарастыратын кейбір мәселелерді барлығына үйрену және түсіну үшін таңдаймыз.
RS-485 Электрлік ережелер
RS-422-ден RS-485-тің дамуына байланысты RS-485-тің көптеген электрлік ережелері RS-422-ге ұқсас. Егер теңдестірілген беріліс қабылданса, тоқтату резисторларын беру желісіне қосу керек. RS-485 екі сымды және төрт сымды әдістерді қабылдай алады, ал екі сымды жүйе 6-суретте көрсетілгендей шынайы көп нүктелі қос бағытты байланысқа қол жеткізе алады.
RS-422 сияқты төрт сымды қосылымды пайдаланған кезде ол тек нүктеден нүктеге байланысқа қол жеткізе алады, яғни бір ғана негізгі құрылғы болуы мүмкін, ал қалғандары қосалқы құрылғылар. Дегенмен, оның RS-422-мен салыстырғанда жақсартулары бар және төрт сымды немесе екі сымды қосу әдісіне қарамастан автобусқа тағы 32 құрылғыны қоса алады.
RS-485 жалпы режиміндегі кернеу шығысы -7V және+12V арасында, ал RS-485 қабылдағышының минималды кіріс кедергісі 12k;, RS-485 драйверін RS-422 желілерінде қолдануға болады. RS-485, RS-422 сияқты, максималды жіберу қашықтығы шамамен 1219 метр және максималды беру жылдамдығы 10 Мб/с. Теңгерімделген бұралған жұптың ұзындығы беру жылдамдығына кері пропорционалды және көрсетілген максималды кабель ұзындығын жылдамдық 100 кб/с төмен болғанда ғана пайдалануға болады. Берудің ең жоғары жылдамдығына өте қысқа қашықтықта ғана қол жеткізуге болады. Әдетте, ұзындығы 100 метрлік бұралған жұптың максималды беру жылдамдығы тек 1 Мб/с құрайды. RS-485 беріліс кабелінің сипаттамалық кедергісіне тең қарсылық мәні бар екі соңғы резисторды қажет етеді. Тікбұрышты қашықтықта тарату кезінде, әдетте, 300 метрден төмен талап етілмейтін аяқтау резисторының қажеті жоқ. Аяқтау резисторы беріліс шинасының екі ұшында жалғанған.
RS-422 және RS-485 желілерін орнатудың негізгі нүктелері
RS-422 10 түйінді қолдай алады, ал RS-485 32 түйінді қолдайды, сондықтан бірнеше түйін желіні құрайды. Желілік топология әдетте терминалға сәйкес келетін шина құрылымын қабылдайды және сақиналы немесе жұлдызша желілерін қолдамайды. Желіні құру кезінде келесі тармақтарды ескеру қажет:
1. Шина ретінде бұралған жұп кабельді пайдаланыңыз және әрбір түйінді тізбектей қосыңыз. Шина сигналына шығыс желідегі шағылысқан сигналдың әсерін азайту үшін шинадан әрбір түйінге дейінгі шығыс желінің ұзындығы мүмкіндігінше қысқа болуы керек.
2. Шинаға тән кедергінің үздіксіздігіне назар аудару керек, ал сигналдың шағылыстыруы кедергінің үзілістерінің жіктелуінде болады. Келесі жағдайлар бұл үзіліске оңай әкелуі мүмкін: автобустың әртүрлі бөлімдері әртүрлі кабельдерді пайдаланады немесе автобустың белгілі бір бөлігінде бір-біріне тығыз орнатылған қабылдағыштардың тым көп болуы немесе тым ұзын тармақтық желілер автобусқа шығарылады.
Қысқаша айтқанда, шина ретінде бір, үздіксіз сигнал арнасы қамтамасыз етілуі керек.
RS485 интерфейсін пайдалану кезінде беріліс кабелінің ұзындығын қалай қарастыруға болады?
Жауап: RS485 интерфейсін пайдаланған кезде генератордан белгілі бір тарату желісіндегі жүктемеге деректер сигналын беру үшін рұқсат етілген кабельдің максималды ұзындығы деректер сигналының жылдамдығының функциясы болып табылады, ол негізінен сигналдың бұрмалануымен және шумен шектеледі. Төмендегі суретте көрсетілген максималды кабель ұзындығы мен сигнал жылдамдығы арасындағы байланыс қисығы 52,5PF/M желіден желіге айналма сыйымдылығы бар 24AWG мыс өзекті бұралған жұп телефон кабелі (сым диаметрі 0,51 мм) арқылы алынады. және терминалдық жүктеме кедергісі 100 Ом.
Деректер сигналының жылдамдығы 90Кбит/с төмен төмендегенде, рұқсат етілген сигналдың максималды жоғалуын 6дБВ деп есептегенде, кабель ұзындығы 1200М-мен шектеледі. Шын мәнінде, суреттегі қисық өте консервативті және практикалық қолдануда одан үлкен кабель ұзындығына қол жеткізуге болады.
Сымның диаметрі әртүрлі кабельдерді пайдаланған кезде. Алынған кабельдің максималды ұзындығы әртүрлі. Мысалы, деректер сигналының жылдамдығы 600 Кбит/С болғанда және 24AWG кабелі пайдаланылғанда, суреттен кабельдің максималды ұзындығы 200 м болатынын көруге болады. 19AWG кабелі (диаметрі 0,91 мм сым) пайдаланылса, кабель ұзындығы 200 м артық болуы мүмкін; 28AWG кабелі (диаметрі 0,32 мм сым) пайдаланылса, кабель ұзындығы тек 200 м-ден аз болуы мүмкін.
RS-485 көп нүктелі байланысқа қалай қол жеткізуге болады?
Жауап: RS-485 шинасында кез келген уақытта тек бір таратқыш жібере алады. Жартылай дуплексті режим, тек бір негізгі бағыныңқы. Толық дуплексті режим, басты станция әрқашан жібере алады, ал бағынышты станцияда тек бір жіберу болуы мүмкін. (Және DE басқарады)
Қандай жағдайларда RS-485 интерфейсінің байланысы үшін терминал сәйкестігін пайдалану қажет? Қарсылық мәнін қалай анықтауға болады? Терминалға сәйкес келетін резисторларды қалай конфигурациялауға болады?
Жауап: Сигналдарды ұзақ қашықтыққа беру кезінде сигналдың шағылысуын және жаңғырықсыз болуын болдырмау үшін қабылдау ұшында терминал сәйкес келетін резисторды қосу қажет. Терминалды сәйкес келетін қарсылық мәні кабельдің кедергі сипаттамаларына байланысты және кабель ұзындығына тәуелсіз.
RS-485 әдетте бұралған жұпты (қорғалған немесе экрандалмаған) қосылымдарды пайдаланады, терминал кедергісі әдетте 100 және 140 Ом арасында, әдеттегі мәні 120 Ом. Нақты конфигурацияда бір терминалдық резистор кабельдің екі терминалдық түйіндерінің әрқайсысына ең жақын және ең алыс қосылған, ал ортадағы түйін терминал резисторына қосылуы мүмкін емес, әйтпесе байланыс қателері орын алады.
Неліктен байланыс тоқтаған кезде RS-485 интерфейсінде ресиверден деректер шығысы әлі де бар?
Жауап: RS-485 барлық жіберу мүмкіндігін басқару сигналдарының өшірілуін және деректерді жібергеннен кейін қабылдау мүмкіндігінің жарамды болуын талап ететіндіктен, автобус драйвері жоғары қарсылық күйіне енеді және қабылдағыш шинада жаңа байланыс деректерінің бар-жоғын бақылай алады.
Бұл уақытта шина пассивті жетек күйінде болады (егер шинаның терминалдық сәйкестік кедергісі болса, А және В сызықтарының дифференциалдық деңгейі 0-ге тең, қабылдағыш шығысы белгісіз және ол дифференциалдық сигналдың өзгеруіне сезімтал. AB сызығы, егер терминал сәйкестігі болмаса, шина Жоғары кедергі күйінде және қабылдағыштың шығысы белгісіз), сондықтан ол сыртқы шу кедергілеріне осал. Шу кернеуі кіріс сигналының шегінен (әдеттегі мән ± 200мВ) асқанда, қабылдағыш деректерді шығарады, бұл сәйкес UART-ның жарамсыз деректерді қабылдауына әкеледі, бұл кейінгі қалыпты байланыс қателерін тудырады; Басқа жағдай жіберуді қосу басқаруы қосу/өшіру сәтінде орын алуы мүмкін, бұл қабылдағыштың сигнал шығаруын тудыруы мүмкін, бұл да UART дұрыс қабылдамауы мүмкін. Шешімі:
1) Байланыс шинасында шинаны қысу үшін бір фазаның кіріс ұшында жоғары тарту (A сызығы) және қарама-қарсы фазаның кіріс ұшында төмен тарту (B сызығы) әдісі қабылдағыш шығысының бір нүктеде болуын қамтамасыз ету үшін қолданылады. бекітілген «1» деңгей; 2) Интерфейс тізбегін MAX308x сериялы интерфейс өнімдерімен, кіріктірілген ақаулардың алдын алу режимімен ауыстырыңыз; 3) Бағдарламалық құрал арқылы жою, яғни байланыс деректер пакетіне 2-5 бастапқы синхрондау байты қосу, синхрондау тақырыбы орындалғаннан кейін ғана нақты деректер байланысын бастауға болады.
Байланыс кабельдеріндегі RS-485 сигналының әлсіреуі
Сигналдың берілуіне әсер ететін екінші фактор кабельді жіберу кезінде сигналдың әлсіреуі болып табылады. Трансмиссиялық кабельді бөлінген сыйымдылық, бөлінген индуктивтілік және қарсылық комбинациясынан тұратын эквивалентті тізбек ретінде қарастыруға болады.
Кабельдің бөлінген сыйымдылығы C негізінен бұралған жұптың екі параллель сымдары арқылы жасалады. Сымның кедергісі мұндағы сигналға аз әсер етеді және оны елемеуге болады.
RS-485 шинасының беріліс өнімділігіне бөлінген сыйымдылықтың әсері
Кабельдің бөлінген сыйымдылығы негізінен бұралған жұптың екі параллель сымымен жасалады. Сонымен қатар, сым мен жер арасындағы бөлінген сыйымдылық бар, ол өте аз болса да, талдау кезінде елемеу мүмкін емес. Бөлінген сыйымдылықтың шинаның беріліс өнімділігіне әсері негізінен шинаға іргелі сигналдардың берілуіне байланысты, оны тек «1» және «0» тәсілдермен көрсетуге болады. Арнайы байтта, мысалы, 0x01, «0» сигналы бөлінген конденсатор үшін жеткілікті зарядтау уақытын береді. Дегенмен, «1» сигналы келгенде, бөлінген конденсатордағы зарядқа байланысты разрядтауға уақыт жоқ, ал (Vin+) - (Vin -) - әлі де 200мВ-тан жоғары. Бұл ресивердің қателікпен оны «0» деп санауына әкеліп соқтырады, ақыр соңында CRC тексеру қателеріне және бүкіл деректер кадрын жіберу қатесіне әкеледі.
Шинадағы үлестіру әсерінен мәліметтерді жіберу қателері орын алады, нәтижесінде жалпы желі өнімділігі төмендейді. Бұл мәселені шешудің екі жолы бар:
(1) Деректерді жіберу жолағын азайту;
(2) Тасымалдау желілерінің сапасын жақсарту үшін шағын бөлінген конденсаторлары бар кабельдерді пайдаланыңыз.
Қауіпсіздік сараптамасы туралы көбірек білу үшін CF FIBERLINK сайтына жазылыңыз!!!
Мәлімдеме: Жоғары сапалы мазмұнды барлығымен бөлісу маңызды. Кейбір мақалалар интернеттен алынған. Егер қандай да бір бұзушылықтар болса, бізге хабарлаңыз, біз оларды мүмкіндігінше тезірек өңдейміз.
Жіберу уақыты: 06 шілде 2023 ж