RS-232 आणि RS-485
RS-232 a RS-485 sú dva standardy pre elektrický prenos, ktoré sú staršie ako moderné počítače. A napriek svojmu veku sa vo veľkej miere používajú dodnes. Hlavným rozdielom medzi nimi je počet drôtov, ktore používajú. RS-232 používa 9 samostatných vodičov; aj keď niektore konektory ako DB25 majú viac kolíkov; Prídavné kolíky sa nepoužívajú a sú len spojené so zemou. Na druhej strane, RS-485 používa iba 3 vodiče; 2 prenos dát a 1 pre všeobecnú oblasť. Použitie menšieho počtu káblov znamená, že RS-485 je nákladovo efektívnejšie ako RS-232, pretože náklady na zapojenie sú nižšie.
Jednou z výhod RS-232 je, že je už plne kompatibilný s duplexom. RS-485 môže pracovať iba v polovičnom duplexnom režime, pokiaľ nie je použitá druhá sada vodičov, takže jedna sada sa používa na vysielanie a druhá na príjem.
Medzi RS-232 आणि RS-485 je tiež rozdiel, pokiaľ ide o napätie, ktore používajú. RS-485 používa iba kladných a záporných 5V na vytvorenie rozdielového napätia, ktore potom prijímač rozpozná ako jednotky a nuly. Na druhej देश RS-232 odporúča vysielacie napätie ±12 V, aj keď जास्तीत जास्त je ±15 V.
Ďalšou výhodou RS-485 je vynikajúci dosah. Jedno pripojenie RS-485 môže dosiahnuť 4000 स्टॉप. alebo 1200 m Na porovnanie, káble RS-232 majú typický dosah 50 stôp. alebo 15 m Pomocou špecializovaných káblov je možné rozšíriť rozsah káblov RS-232, ale len do 1000 stôp. alebo अंदाजे 300 मी.
Aj keď obidva tieto standardy prenosu energie neboli určené pre počítačový priemysel, v určitom okamihu zaznamenali široké použitie. RS-485 sa kedysi používal s SCSI a RS-232 bolo bežné rozhranie pre modemy, klávesnice, myši a mnoho ďalších počítačových periférií. RS-232 je teraz zastaraný a postupne sa vyraďuje v prospech iných štandardov, ako sú USB a Firewire. Ale veľa počítačov má stále port RS-232 kvôli kompatibilite. RS-485 sa tiež postupne vyraďuje z počítačového vybavenia, ale je široko používaný v iných elektronických zariadeniach; सीसीटीव्ही कॅमेऱ्यावर लक्ष ठेवा.
1.RS-232 používa 9 vodičov, zatiaľ čo RS-485 používa iba 3. 2.RS-232 je plne duplexný आणि RS-485 je polovičný डुप्लेक्स. 3.RS-232 pracuje pri ±15V, zatiaľ čo RS-485 pracuje iba pri ±5V. 4.RS-485 má väčší dosah ako RS-232. 5.RS-232 je v počítačoch bežnejší ako RS-485.
रॉबर्ट गी, व्लादिमीर रेंट्युक आणि व्लादिमीर रेंट्युक
दोन्ही protokoly rozhrania – RS 485 (sstandard fyzickej vrstvy pre asynchrónne rozhranie) a CAN (कंट्रोलर एरिया नेटवर्क – štandard priemyselnej siete zameraný predovšetkým na integráciu rôznyznychlejenčechým) अस्तित्वात आहे ujú od polovice 80. rokov 20. storočia. boli prvýkrát zavedené ako šstandardy na organizovanie komunikačných kanálov. Po dlhú dobu sa tieto rozhrania vyvíjali samostatne, bez toho, aby sa navzájom dotýkali. Ale čas plynul a situácia sa začala meniť. prečo? Krátka diskusia v rámci článku nám to pomôže pochopiť.
Na rozdiel od predchádzajúcich štandardov fyzickej vrstvy, najmä RS-423, RS-422 a RS-232, bol príchod RS-485 skutočne evolučným krokom. Komunikačné systémy podporujúce tento štandard sú viacbodovým systémom a majú až 32 uzlov v jednom systéme (s až 256 opakovačmi).
Približne v rovnakom čase, keď boli vytvorené vyššie uvedené rozhrania pre aplikácie, ako sú počítačové klávesnice a myši, tlačiarne a zariadenia priemyselnej automatizankozácie, rozhrania automatizácie navrhnutá Robertom Boschom, majiteľom spoločnosti रॉबर्ट बॉश कंपनी. GmbH, aby sa znížili náklady na výrobu automobilov. बस एवढेच. Automobilové rozhranie CAN, ktore bolo prvýkrát predstavené v modeli BMW‑850 v roku 1986, ušetrilo viac ako 2 km rôznych káblov! Okrem toho sa výrazne znížil počet konektorov, pričom odhadovaná úspora hmotnosti stroja je 50 किलो. Tak sa stalo, že RS‑485 bol určený pre potreby priemyselného trhu a CAN pre automobilový a dopravný segment, no postupne si našiel miesto v aplikáciách takpovediac mimo svojej jurisdikcie, v. letecký premysel.
Vďaka swojej vysokej Oodolnosti v drsných Prostrediach, ktore sa vykytujú v ऑटोमोबिलोव्हच अप्पिलिकॅच, स्कोप्नोस्टियम ओडोलनेम ओडोलनेम व्होई च्यबॅम ए जिडिननो स्प्राकोव्हानू टू टू टू टू ट्यू Súčasné trhu dokazujú čoraz rozšírenejšie prijímanie zbernice CANbus, ktorá niekedy nahrádza RS-485 v tradičných priemyselných programoch.
Podľa správ o trhu sa zavádzanie CANbus exponenciálne zvyšuje, čo je pre trh rozhraní výnimočné. एक hoci správy neoddeľujú priemyselné a automobilové trhy, mnohí súhlasia s tým, že priemyselné trhy tvoria približne 20 – 30% celkovej produkcie. Nárast používania rozhraní v automobilovom priemysle možno pripísať rozšíreniu elektroniky, ktorá sa dnes nachádza v automobiloch. आधुनिक autá disponujú sofistikovanými mikroprocesorovými प्रणालीमामी potrebnými pre funkcie, ako sú cúvacie kamery, automatické parkovanie, informačno-zábavné systémy, detekcia mŕhietve. Vznik týchto subsystémov je spojený s nárastom počtu senzorov a mikrokontrolérov v ऑटोमोबाइल, ktoré sú potrebné na spracovanie informácií zo všetkých zložitých systémov fungujúnúcich automobile Ešte v 90. rokoch minulého storočia začali mnohé automobilky s prechodom od manuálnych prevodoviek k automatom a neskôr k elektronicky riadeným prevodovkám založeným na udajoch mikrokontroléra o rýkloctijáktrizáktiform ých senzorov. Dnes na jednom vozidle napočítate cez 100 senzorov a mikrokontrolérov, z ktorých mnohé komunikujú cez CAN zbernicu. Dokonca aj plne elektrická Tesla S má vo vnútri 65 mikrokontrolérov .
Priemyselný trh tiež zaznamenáva nárast prijatia rozhrania CAN. किंमत merčné kosačky na trávu. Dodávatelia čipov si túto skutočnosť uvedomujú a vyvíjajú produkty, ktore uspokoja rastúcu potrebu CAN mimo tradičného automobilového trhu. सर्व हक्क राखीव jedinečnými výhodami. सर्व हक्क राखीव.
Na vysvetlenie výhod CAN oproti RS-485 je najlepšie oceniť podobnosti a rozdiely medzi týmito dvoma štandardmi - ISO 11898-2-2016एक TIA/EIA-485 (v súčasnosti ANSI TIA/EIA-485-A) resp Oba šstandardy definujú úrovne vysielača/prijímača, ktore sú zobrazené na diagrame (obrázok 1) pre stranu vysielania.
दोन्ही protokoly majú rozdielny výstup. Výstup RS-485 je klasický diferenciálny signál, v ktorom je jeden signál prevráteným, čiže zrkadlovým obrazom druhého. Výstup A je neinvertujúca linka a výstup B je invertujúca linka. Rozdielový rozsah +1,5...5 V sa rovná logickej 1 alebo hodnote a limity -1,5...-5 V sa rovnajú logickej 0 alebo medzere. सिग्नल s úrovňou v rozsahu –1.5…+1.5 V sa považuje za nedefinovaný. Je dôležité poznamenať, že keď sa RS-485 nepoužíva, jeho výstup je v stave vysokej impedancie.
Zbernica CAN má mierne odlišný výstupný diferenciálny signál. Ide teda o dva výstupy v podobe dátových liniek CANH a CANL, ktore sú vzájomným odrazom (obr. 1) a predstavujú prevrátenú logiku. V dominantnom stave (nulový bit používaný na označenie priority správy) sú CANH-CANL definované ako 0, keď je napätie na nich +1.5 ... +3 V. V. recesívnom stave (1 bit a necávnívnča nbsp) logická 1, keď je rozdielové napätie v rozsahu –120...12 mV alebo blízke nule.
रायझा. 1. Porovnanie prijateľných úrovní rozdielových výstupných signálov ovládačov RS 485 a CAN
Pre stranu prijímača šstandard RS‑485 definuje vstupný rozdielový signál, keď je v rozdielový signál, keď je v rozsahu ±200 mV...5 V. Pre CAN je vstupný diferenciálny signál +900 mV3..., recessiv 1 vs. 20 ...500 mV. Keď je zbernica v pohotovostnom režime alebo keď nie je zaťažená a transceiver je v recesívnom stave, napätie na linkách CANH a CANL by malo byť v rozmedzí 2-3 V.
RS‑485 aj CAN शक्य आहे blov, čo môže ovplyvniť kapacitu pripojenia systému. Ak chcete porovnať prijateľné úrovne rozdielových vstupných signálov zo strany prijímača RS‑485 a CAN, pozrite si Obr. 2.
रायझा. 2. Porovnanie prijateľných úrovní vstupných rozdielových signálov pre RS 485 a CAN zo strany prijímača
Okrem toho majú oba štandardy na koncoch vedenia inštalované ukončovacie odpory s rovnakou hodnotou 120 ohmov. Tieto odpory sú potrebné na zabezpečenie prispôsobenia komunikačného vedenia charakteristickej impedancii prenosového vedenia a tým zabránenie odrazu signálu. Ostatné technické špecifikácie, ako je rýchlosť prenosu dát a počet povolených uzlov, slúžia len na informačné účely a nepredstavujú prísne požiadavky, ktoré musia द्वारे. Aby sme vyhoveli potrebám trhu, väčšina vyrobených transceiverov RS-485 a CAN prekračuje štandardnú rýchlosť prenosu dát a povolený počet uzlov. Napríklad integrovaný poloduplexný RS-485 ट्रान्सीव्हर priemyselnej गुणवत्ता z čipu MAX22500E od Maxim dosahoval rýchlosť 100 Mbps. एक नवीन मानक CAN-FD, ISO 11898-2:2016, hoci definuje charakteristiky časovania pre rýchlosti 2 a 5 Mbit/s, neobmedzuje rýchlosť prenosu dát na 5 Mbit/s. CAN transceivery prekročia požiadavky ich štandardu rovnakým spôsobom ako RS-485 transceivery. Čo sa týka tolerancie bežného režimu, मापदंड CMR (Common-Mode Range) RS-485 पूर्वी –7…+12 V आणि CAN पूर्व –2…+7 V.
Mnohé aplikácie však vyžadujú vyšší výkon CMR, čo platí pre oba typy uvažovaných rozhraní. Je to spôsobené tým, že sa používajú hlavne pre viacuzlové zbernice a ich uzly môžu mať napájacie zdroje s rôznymi výkonovými transformátormi alebo káble môžu byť v avými elektromagnetickými poľami, ktore môžu ovplyvniť uzemnenie medzi uzly systému. सर्व हक्क राखीव.
Na vyriešenie tohto problému existujú transceivery novej generácie RS-485 a CAN, ktore majú oveľa širší rozsah odolnosti voči bežnému rušeniu, a to až do ±25 V. nazrnjenne. 3 ukazuje kolísavý rozsah spoločného režimu pre RS-485 ट्रान्सीव्हर. मुख्यपृष्ठ schopný prijímať a rozpoznať signál na linke. bez chyby. स्कीमा आणि obr. Obrázok 3 zobrazuje prijateľný rozsah variácie signálu spoločného režimu pre RS‑485.
रायझा. 3. Vysvetlenie parametra CMR na príklade RS 485 transceivera
Ďalšou črtou spoločnou pre CAN aj RS-485 transceivery je ochrona proti poruchám. Zariadenia chránené proti chybám majú vnútorný obvod, ktorý chráni pred účinkami prepätia na výstupoch vstupného ovládača prijímača. Je to potrebné na ochranu zariadení pred náhodnými skratmi medzi miestnym zdrojom energie a prenosovými vedeniami. V tejto oblasti čipy मॅक्सिम zaujímajú vedúce postavenie v tomto odvetví. Ako napríklad v súčasnosti široko používaný MAX13041, zaručujú úrovne ochrany proti poruchám až do ±80 V a dokonca s určitou dodatočnou rezervou, kým ochrannыh neplyzáhne. . Okrem toho je dôležité, aby bola táto úroveň ochrany zaručená bez ohľadu na to, či je transceiver napájaný alebo je bez napätia.
Medzi hlavné dôvody, prečo sa v priemyselných aplikáciách uprednostňujú transceivery CAN namiesto RS-485, je spôsob spracovania správ na zbernici. Vo viacuzlovom systéme používanom na komunikáciu s mikroprocesorom RS-485 môžu nastať prípady, keď sa súčasne odosiela viacero správ. Čo niekedy vedie ku kolíziám, inak známym ako konkurencia. Ak k tomu dôjde, stav zbernice môže byť nesprávny alebo neurčitý, čo spôsobuje chyby údajov. Okrem Toho Mifeáto Takáto Konkurencia Poškodiť Aleboť Parametre výkonu, Keď je viacero vysielamačov RS -485 Na zbernici v rovnakom stave a jeden vysiela č/prijímač je v opačnom stave. Jediný vysielač RS-485 द्वारे potom mohol vyžadovať pomerne značné množstvo prúdu, čo द्वारे pravdepodobne spôsobilo vypnutie čipu z dôvodu prekročenia maximálnej povolenej povoleneškoskostvo. Tu má CANbus veľkú výhodu oproti protokolu RS‑485. Pomocou CANbus je možné vyriešiť problém prenosu viacerých správ na linke zoradením každej z nich.
रायझा. 4. फॉरमॅट dátového rámca CAN
Pred začatím práce na návrhu systému inžinieri prideľujú rôzne úrovne úloh. Už bolo spomenuté, že CAN má dominantný a recesívny stav. पो? Táto metóda sa nazýva arbitráž, kde sú správy uprednostňované a prijímané v poradí podľa ich stavu. Uzol, ktorý stratí v dôsledku nižšej priradenej priority, odošle svoju správu znova, keď je jeho úroveň dominantná. Toto pokračuje pre všetky uzly, kým nedokončia prenos. नाओब्र. 4 podrobnejšie rozoberá formát dátového rámca správy v protokole CAN. Tento časový आकृती a tabuľka 1 jasne ukazujú, kde a ako dochádza k arbitráži.
|
Názov poľa |
Dĺžka v bitoch |
पोपिस |
|
SOF (začiatok snímky) |
Začiatok ramu |
|
|
आयडेंटिफायर, zvýraznený zelenou farbou |
Poskytuje prioritu správy (11 alebo 29 bitov |
|
|
RTR (दूरस्थ प्रसारण विनंती), zvýraznené modrou farbou |
Žiadosť o vzdialený prenos |
|
|
IDE (bit rozšírenia identifikátora) |
Bitidentifier sa používa na identifikáciu rozšíreného formatátu |
|
|
Vyhradený bit pre budúce rozšírenie protokolu |
||
|
DLC (डेटा लांबी कोड), zvýraznený žltou farbou |
Kód dĺžky dát (4 बिट प्रीस्टँडर्ड CAN, 8 alebo 9 bitov pre CANFD) |
|
|
Dátové pole, zvýraznené červenou farbou |
0–64 (0–8 बजतोव); |
Dátové pole, prenášané dáta |
|
CRC |
नियंत्रण súčet, ktorý sa používa na zisťovanie chýb |
|
|
CRC oddeľovací बिट |
||
|
ACK (potvrdzovací) स्लॉट |
पोटव्र्डेनिया Dominantny bit pri hlásení chyby; recesívny बिट pri odmietnutí chybovej správy |
|
|
Potvrdzovací bitový oddeľovač |
||
|
EOF (koniec snímky) |
कोनीक रामू |
Pri prenose ID je povolená arbitráž, príklad tejto situácie je uvedený v tabuľke 2. Bez ohľadu na topológiu siete je aj pri novom štandarde CAN-FD arbitrážna fáza obmedzená/1. Ale faza dátového poľa je obmedzená iba charakteristikami transceivera, čo znamená, že môže cestovať oveľa rýchlejšie.
|
Bity identifikátora (arbitrážne pole) |
||||||||||||
|
Začať trochu |
||||||||||||
|
उझोल १ |
||||||||||||
|
उझोल ३ |
Zastavte prenos |
|||||||||||
Okrem arbitráže pomáha zlepšiť spoľahlivosť celého systému CAN aj vrstva dátového spojenia (OSI लेयर 2). Na tejto úrovni sa rámcová správa opakovane kontroluje na presnosť a chyby. Ak je správa prijatá s chybami, odošle sa chybový rámec. Obsahuje एरर फ्लॅग, ktorý pozostáva zo 6 bitov rovnakej hodnoty (čím je porušené pravidlo napĺňania bitov) आणि एरर डिलिमिटर, ktorý pozostáva z 8 recesívnych bitov.
Oddeľovač chýb poskytuje špecifický पुजारी, kde môžu ostatné uzly zbernice posielať svoje chybové príznaky potom, čo samy detegujú prvý príznak chyby. Z pohľadu na úrovni správy cyklická kontrola redundancie (CRC) chráni informácie v rámci pridávaním redundantných kontrolných bitov na konci prenosu, ktoré sa potom kontrolujícomú na. Ak sa nezhodujú, objaví sa chyba CRC. Nasleduje kontrola rámca (rámca), ktorá určuje správnosť štruktúry kontrolou bitových polí na pevný formát a veľkosť rámca SOF, EOF, ACK a bity separátora CRC.
Z pohľadu na úrovni bitov existujú tri kontroly chýb: potvrdenie, kontrola bitov a plnenie bitov. Chyby potvrdenia sa zistia, keď vysielač neprečíta dominantný ACK बिट (0). to indikuje chybu prenosu zistenú prijímačmi, čo znamená, že ACK bolo poškodené alebo neboli žiadne prijímače. Monitorovanie bitov kontroluje úroveň zbernice pre každý uzol pre odoslané a prijaté bity. Bitová substitúcia je metóda, ktorá „vyplní“ alebo vloží ďalší opačný bit, keď sa za sebou vyskytne päť rovnakých bitov. Opačný bit pomáha rozlišovať medzi chybovými rámcami आणि bitmi EOF. Na prijímacom konci sa अतिरिक्त बिट odstráni. Ak je šiesty bit rovnaký ako predchádzajúci päť, potom je chyba zistená všetkými uzlami CAN a sú odoslané chybové rámce. V tomto prípade musí byť pôvodná správa odoslaná znova, prirodzene, ak dôjde ku konfliktu na linke, prejde arbitrážou.
Aby sme zhrnuli diskusiu, môžeme urobiť krátky záver: ak vezmeme do úvahy systémy पॉइंट-टू-पॉइंट, ktore vyžadujú vysoké rýchlosti výmeny dát, potom tu nepochybne vyhráva rozhranie RS‑485. Ale vo viacuzlových systémoch s možnými kolíziami a pri rýchlostiach nepresahujúcich 1 Mbit/s zostáva CAN jasnou výhodou, najmä pri organizácii komunikácie v systémíchémýchnýnúcýnúcária prostrediach, v širokom rozsahu prevádzkových teplôt (pre už spomínaný MAX13041 -40... + 125 °C) a s vysokou mierou vonkajších vplyvov, nehovoriac o jeho „rodnom poli pôsobnosti“ – automobilovom a dopravnom sektore.
Ako viete, mnohé systémy sú buď vystavené elektromagnetickému rušeniu, alebo trpia chybami personálu údržby, ktorý môže neúmyselne napájať komunikačné linky. V tomto ohľade sú CAN transceivery vysoko spoľahlivé, odolné voči značným výbojom staticej elektriny a majú dobrú úroveň ochrany proti poruchám. Relatívnu nevýhodu CAN, a to, že všetky prijímače na linke počúvajú prenos, možno jednoducho odstrániť pomocou identifikátora obsiahnutého v prenosovom rámci a spravidla v tomľekýe rámci.
Vďaka schopnostiam CAN, ako je arbitráž, kontrola chybových správ, zlepšená priepustnosť a väčšie dátové pole, je ľahké vidieť príťažlivosť zbernice zbernice ीकरण सिस्टीम CAN dokážu uprednostniť dôležitosť rámcových správ a primerane spracovať tie kritické. ते všetko umožňuje použitie CAN transceiverov, vrátane tých od मॅक्सिम, v zariadeniach pre široké spektrum aplikácií a pre rôzne aplikácie táto spoločnosť ponúka aj vysoko efročnosť ponúka aj vysoko efíklevným ná .
V priemyselnych aplikáciách bezdrôtové dátové linky nebudú nikdy schopné úplne nahradiť drôtové. Medzi poslednými je stále najbežnejšie a najspoľahlivejšie sériové rozhranie RS-485. एक výrobcom transceiverov, ktoré sú najviac chránené pred vonkajšími vplyvmi a majú rôznu konfiguráciu a stupeň integrácie, zostáva spoločnosť Maxim Integrated.
Napriek rastúcej popularite bezdrôtových sietí poskytujú káblové siete najspoľahlivejšiu a najstabilnejšiu komunikáciu, najmä v náročných prevádzkových podmienkach. Správne navrhnuté káblové siete umožňujú efektívnu komunikáciu v priemyselných aplikáciách a aplikáciách riadenia procesov a zároveň poskytujú odolnošť vospuči. Characteristické vlastnosti rozhrania RS-485 viedli k jeho širokému použitiu v priemysle.
Porovnanie rozhraní RS-485 आणि RS-422
ट्रान्सीव्हर RS-485 je najbežnejším rozhraním fyzickej vrstvy na applyáciu sériových sietí navrhnutých pre náročné prostredia v priemyselných aplikáciách a systémoch automatizudácie. Tento štandard sériového rozhrania poskytuje vysokorýchlostnú výmenu dát na relatívne veľkú vzdialenosť cez jednu diferenciálnu linku (krútený pár). Hlavným problémom používania RS-485 v priemysle a v automatizovaných riadiacich systémoch budov je, že elektrické prechodové javy, ktoré vznikajú pri rýchlom spínaní indukťízkojných, impersonic é prepätia, ovplyvňujúce siete automatizovaných riadiacich systémov, môžu skresliť prenášané údaje alebo viesť k ich zlyhaniu.
V súčasnosti existuje niekoľko typov rozhraní na prenos údajov, z ktorých každé je navrhnuté pre špecifické aplikácie, pričom zohľadňuje požadovanú sadu parametrov a štoluktruktov. Sériové komunikačné rozhrania zahŕňajú CAN, RS-232, RS-485/RS-422, I2 C, I2 S, LIN, SPI a SMBus, ale RS-485 a RS-422 sú stále najspoľahlive, najspoľahlivenáchýmájná enkach .
V mnohých ohľadoch sú podobné, ale majú niektoré významné rozdiely, ktore je potrebné vziať do úvahy pri navrhovaní systémov prenosu údajov. Rozhranie RS-422 je podľa štandardu TIA/EIA-422 určené pre priemyselné aplikácie s jedným master zariadením dátovej zbernice, ku ktorému je možné pripojiť ažbrío (10.1010). Poskytuje prenosovú rýchlosť až 10 Mbps pomocou krútenej dvojlinky, ktorá zlepšuje odolnosť voči šumu a dosahuje najvyšší možný dosah a rýchlosť prenosu dá. Typickými aplikáciami pre RS-422 sú procesná automatizácia (chemická výroba, spracovanie potravín, papierne), komplexná automatizácia výroby (automobilový a kovospracujúci priemysel), a ventilasénéstémystén émy, riadenie motorov आणि riadenie pohybu objektov.
रायझा. 1. Rozhranie RS-422 s pripojením viacerých prijímacích zariadení na spoločnú dvojvodičovú komunikačnú linku
RS-485 poskytuje väčšiu flexibilitu vďaka možnosti používať viacero nadradených zariadení na spoločnej zbernici, ako aj zvýšenie maximálneho počtu zariadení na zbernici z.32IA 120d RS- Rozhranie 485 má väčší rozsah bežného napätia (-7 । Pomocou pokročilých možností dátovej zbernice multidrop môžete vytvárať siete zariadení pripojených k jedinému sériovému portu RS-485. कृपया आमच्याशी संपर्क साधा logickému ovládaču (PLC), grafickému ovládaču (HMI) alebo iným ovládačom zberu dát. Keďže RS-485 je rozšírením RS-422, všetky zariadenia RS-422 je možné pripojiť na zbernicu riadenú masterom RS-485. Typické aplikácie pre RS-485 sú podobné tým, ktore sú uvedené vyššie pre RS-422, s častejším používaním RS-485 kvôli jeho pokročilým schopnostiam.
RS-485 je najpopulárnejšie priemyselné rozhranie
मानक TIA/EIA-485 umožňuje použitie RS-485 na vzdialenosť až 1200 m.Pri kratších vzdialenostiach sú rýchlosti prenosu dát viac ako 40 Mbit/s. Použitie diferenčného signálu poskytuje rozhraniu RS-485 dlhší dosah, ale rýchlosť prenosu dát klesá so zvyšujúcou sa dĺžkou linky. Rýchlosť prenosu dát je ovplyvnená aj prierezom vodičov vedenia a počtom zariadení, ktore sú k nemu pripojené. Ak potrebujete súčasne dosiahnuť veľký dosah a vysoké rýchlosti prenosu dát, odporúča sa použiť transceivery RS-485 so vstavaným vysokofrekvenčným vyrovnávaním nav2191MA. Rozhranie RS-485 je možné použiť v poloduplexnom režime pomocou jedného krúteného páru vodičov, alebo v plnoduplexnom režime so súčasným prenosom a príjmom díchtýmťýdýtýmýdát ch párov (štyri vodiče). V konfigurácii multidrop v polovičnom duplexnom režime je RS-485 schopný podporovať až 32 vysielačov až 32 prijímačov. Avšak integrované obvody transceivera novšej generácie majú vyššiu vstupnú impedanciu, čo umožňuje znížiť zaťaženie linky prijímača o 1/4 až 1/8 standardnejne. Napríklad pomocou transceivera MAX13448E je možné zvýšiť počet prijímačov pripojených na zbernicu RS-485 na 256. S vylepšeným rozhraním RS-485 multidrop je možnéjeny počet ých k rovnakému sériovému portu, ako je znázornené na obrázku. 2.
रायझा. 2. Viacbodový poloduplexný transceiverový system používaný v priemyselných aplikáciách
Citlivosť prijímača je ±200 mV. Preto na rozpoznanie jedného bitu údajov musia byť úrovne signálu v bode pripojenia prijímača väčšie ako +200 mV pre nulu a menšie ako -200 mV pre jeden (obrázok 3). V tomto prípade prijímač potlačí rušenie, ktorého úroveň je v rozsahu ±200 mV. Diferenciálna čiara tiež poskytuje efektívne odmietnutie spoločného režimu. किमान vstupná impedancia prijímača je 12 kOhm, výstupné napätie vysielača je v rozsahu ± 1.5…± 5 V.
रायझा. 3. RS-485 लिंकवर किमान पातळीचे चिन्ह
समस्या spojené s používaním sériového rozhrania v priemyselnom prostredí
Vývojári priemyselných systémov čelia výzve zabezpečiť spoľahlivú prevádzku v elektromagnetickom prostredí, ktoré môže poškodiť zariadenia alebo narušiť digitáčnémy kostene. Jedným z príkladov takýchto systémov je automatické riadenie technologických zariadení v automatizovanom priemyselnom podniku. Riadiaca jednotka, ktorá riadi proces, meria jeho parametre, ako aj parametre prostredia a vysiela príkazy akčným členom alebo generuje अलार्म. Priemyselné नियामक sú spravidla mikroprocesorové zariadenia, ktorých architektúra je optimalizovaná na riešenie problémov daného priemyselného podniku. Dátové linky typu point-to-point v takýchto systémoch sú vystavené silnému elektromagnetickému rušeniu z prostredia.
DC-DC meniče používané v priemyselnej výrobe pracujú s vysokým vstupným napätím a poskytujú vstupne izolované napätia na napájanie záťaže. Na napájanie zariadení distribuovaného systému, ktoré nemajú vlastný sieťový zdroj napájania, sa používa jednosmerné napätie 24 alebo 48 V. Svorková záťaž , V. Svorková záťaž , V ou vstupného napätia. Systémy, ktoré komunikujú so vzdialenými snímačmi alebo ovládačmi, vyžadujú ochranu pred prechodovými javmi, elektromagnetickým rušením a rozdielmi zemného potenciálu.
Mnhé spoločnosti, ako napríklad maxim समाकलित, tvrdo pracujә na tom, aby zabezpečili, že integrované obvody priemyselné aplikácie budó vysoko spo ľahlivé a odolné vocksémučuči trekmuči drémético. Transceivery Maxim RS-485 majú zabudované vysokonapäťové ESD a obvody prepäťovej ochrany a sú vymeniteľné za chodu bez straty dát na linke.
Ochrana systémov prenosu údajov pred nepriaznivými vonkajšími vplyvmi
Vylepšená ESD ochrana
Elektrostatický výboj (ESD) nastáva, keď sa dva opačne nabité materiály dostanú do kontaktu, čo vedie k prenosu statického náboja a vytvoreniu iskrového výboja. ESD sa často vyskytuje, keď ľudia prichádzajú do kontaktu s okolitými predmetmi. Iskrové výboje, ktoré vznikajú pri neopatrnom zaobchádzaní s polovodičovými zariadeniami, môžu výrazne zhoršiť ich vlastnosti alebo viesť k úplnému zničeniu polovodišktúctúve. ESD sa môže vyskytnúť napríklad pri výmene kábla alebo jednoduchom dotyku I/O portu a viesť k deaktivácii portu v dôsledku zlyhania jedného alebo viacerých čipov rozhrania (4).
रायझा. 4. Výsledok dopadu elektrostatického výboja na kryštál mikroobvodu s nedostatočnou úrovňou ochrany
रायझा. 5. Zjednodušená schema ochranného obvodu zabudovaného I/O portu ESD
Takéto havárie môžu viesť k značným stratám, pretože zvyšujú náklady na záručné opravy a spotrebitelia ich vnímajú ako dôsledok nízkej kvality produktu. V priemyselnej výrobe je ESD vážnym problémom, ktorý môže spôsobiť straty v miliardách dolárov ročne. V reálnych prevádzkových podmienkach môže ESD viesť k zlyhaniu jednotlivých komponentov a niekedy k zlyhaniu systému ako celku. Externé diódy je možné použiť na ochranu dátových rozhraní, ale niektoré integrované obvody rozhrania obsahujú vstavané komponenty ESD ochrany आणि nevyžadujú dodatočné externé ochranné obvody. नाओब्र. Obrázok 5 zobrazuje zjednodušenú funkčnú schému typického integrovaného obvodu ESD ochrany. Prepätia na signálnom vedení sú obmedzené ochranným obvodom diódy na úrovni VCC a uzemnenia a tým chránia vnútorné obvody pred poškodením. V súčasnosti vyrábané integrované obvody rozhrania a analógové prepínače so zabudovanou ESD ochranou vo všeobecnosti vyhovujú नॉर्म IEC 61000-4-2.
मॅक्सिम इंटिग्रेटेड veľa इन्व्हेस्टवेव्हल do vývoja integrovaných obvodov s robustnou vstavanou ESD ochranou a v súčasnosti je lídrom v oblasti transceiverov RS-232 आणि ž RS-485. Tieto zariadenia sú navrhnuté tak, aby odolali IEC 61000-4-2 आणि JEDEC JS-001 ESD testovacím impulzom aplikovaným priamo na I/O porty. Riešenia Maxim ESD sú spoľahlivé, cenovo dostupné, nevyžadujú žiadne ďalšie externé komponenty a sú lacnejšie ako väčšina konkurentov. Všetky čipy rozhrania vyrábané touto spoločnosťou obsahujú zabudované prvky, ktoré chránia každý pin pred ESD vznikajúcim pri výrobe a prevádzke. Rad transceiverov MAX3483AE/MAX3485AE chráni výstupy vysielačov आणि vstupy prijímačov pred vysokonapäťovými rázmi až do ±20 kV. Zároveň je zachovaná normálna prevádzka produktov, nie je potrebné vypínať a znova zapínať napájanie. Okrem toho vstavané funkcie ochrany ESD zaisťujú prevádzku s nízkou spotrebou energie počas zapnutia, vypnutia a pohotovostného režimu.
ओचराना प्रोटी prepätiu
V priemyselných aplikáciách sú vstupy a výstupy ovládačov RS-485 náchylné na poruchy spôsobené prepätím. पॅरामीटर rázových prepätí sa líšia od ESD - kým trvanie ESD je zvyčajne v rozsahu do 100 ns, trvanie impulzných prepätí môže byť 200 μs a viac. Príčiny prepätia zahŕňajú chyby v zapojení, zlé spojenia, poškodené alebo chybné káble a kvapky spájky, ktoré môžu vytvoriť vodivé spojenie medzi napájacímímýmýsálíménéspojenie bo konektore. Keďže priemyselné energetické systémy používajú napätie vyššie ako 24 V, vystavenie štandardných transceiverov RS-485, ktoré nemajú ochranu proti prepätiu, takímto primechóbékobé minút alebo dokonca sekúnd. Na ochranu pred prepätím vyžadujú bežné mikroobvody rozhrania RS-485 drahé externé zariadenia vyrobené z diskrétnych komponentov. ट्रान्सीव्हरी RS-485 so vstavanou prepäťovou ochranou dokážu na dátovej linke odolať bežnému šumu až do ±40, ±60 a ±80 V. Maxim vyrába rad MAX13442E/MAX1342E/MAX13425/MAXdol4245 vať jednosmernému vstupnému napätiu a výstupom až do ±80 V vzhľadom na zem. Ochranné prvky fungujú bez ohľadu na aktuálny stav čipu – či je zapnutý, vypnutý alebo v pohotovostnom režime – vďaka čomu sú tieto transceivery najspoľahlivejšie, priidemálysélécie v. Vysielače/prijímače Maxim zostávajú funkčné pri prepätí spôsobených skratom napájacieho a signálneho vedenia, chybami zapojenia, nesprávnym pripojením konektorov, chybnávámi kávámi pripojením konektorov.
Odolnosť prijímača voči neistým podmienkam linky
कृपया आमच्याशी संपर्क साधा veň, keď sú vstupy otvorené alebo zatvorené, ako aj keď sú všetky vysielače pripojené k linke. prejsť do neaktívneho režimu (vysokoimpedančný stav výstupov). समस्या správneho vnímania signálov z uzavretej dátovej linky prijímačom je vyriešený posunutím prahov vstupného signálu na záporné napätia -50 a -200 mV. Ak je vstupné rozdielové napätie VA - VB prijímača väčšie alebo rovné -50 mV, výstup R0 je vysoký. Ak je VA - VB menšie alebo rovné -200 mV, výstup R0 je nastavený na nízku hodnotu. के? ú úroveň. V tomto prípade je hranica odolnosti proti šumu na vstupe 50 mV. Na rozdiel od transceiverov predchádzajúcej generácie prahové hodnoty -50 a -200 mV zodpovedajú hodnotám ±200 mV špecifikovaným normou EIA/TIA-485.
Vymeniteľné za chodu
रायझा. 6. Zjednodušená bloková schema ochrany vstupu DE počas hot swapu
V sériovom rozhraní sa na prenos dát v jednom smere používa jedna signálová linka, po ktorej sa informačné bity prenášajú jeden po druhom - sekvenčne.
Od prvých modelov mali počítače sériové rozhranie (Anglicky "Serial Interface") - COM पोर्ट (anglicky "communications port"). Tento port poskytuje asynchrónnu výmenu pomocou štandardu RS-232. COM porty sú implementované na čipoch univerzálneho asynchrónneho transceiveru (UART). Zaberajú 8 susedných 8-bitových registrov a môžu byť umiestnené na šstandardných základných adresách 3F8h (COM1), 2F8h (COM2), 3E8h (COM3), 2E8h (COM4). Porty môžu generovať hardvérové prerušenia IRQ4(zvyčajne sa používa pre COM1 a COM3) a IRQ3(COM2 आणि COM4 पूर्वी). Na vonkajšej strane majú porty sériové dátové linky na vysielanie a príjem, ako aj sadu riadiacich a stavových signálov, ktoré zodpovedajú štandardu RS-232C. Porty COM majú externé samčie Konektory DB-25P alebo DB-9P, ktore sa nachádzajú na backnom paneli počítača. Characteristickým znakom rozhrania je použitie non-TTL signálov - všetky externé signály portu sú bipolárne. Neexistuje žiadne galvanické oddelenie - uzemnenie obvodu pripojeného zariadenia je spojené so zemou obvodu počítača. Rýchlosť prenosu dát môže dosiahnuť 115 200 bps.
Norma RS-232C popisuje nevyvážené vysielače a prijímače: signál je prenášaný vzhľadom na spoločný vodič - zem obvodu. Logická jednička na dátovom vstupe (signál RxD) zodpovedá rozsahu napätia od -12 do -3 V; logická nula – od +3 do +12 V. प्री vstupy riadiacich signálov zodpovedá stav ON rozsah od +3 do +12 V, stav OFF – od -12 do -3 V. Rozsah -3 až + 3 V – mŕtva zóna speŏŕaŕa prijímača: stav linky sa považuje za zmenený až po prekročení prahu. Úrovne signálu na výstupoch vysielača musia byť v rozsahu od -12 do -5 V a od +5 do +12 V.
Rozhranie predpokladá prítomnosť ochranného uzemnenia pripojených zariadení, ak sú obe napájané striedavým prúdom a majú prepäťové ochrany.
Na fyzickej úrovni má sériové rozhranie rôzne applyácie, ktore sa líšia v spôsobe prenosu elektrických signálov. Existuje množstvo medzinárodných noriem súvisiacich s RS-232C. नाओब्र. Obrázok 25 zobrazuje schémy pripojenia ich prijímačov a vysielačov a tiež zobrazuje obmedzenia dĺžky linky ( एल) a maximálna rýchlosť prenosu dát ( v). Nesymetrické linky rozhraní RS-232C majú najnižšiu odolnosť voči rušeniu v bežnom režime. Najlepšie parametre má point-to-point rozhranie RS-422A a jeho diaľkový (zbernicový) analóg RS-485, pracujúci na symetrických komunikačných linkách. Na prenos každého signálu používajú diferenciálne signály so samostatným (skrúteným) párom vodičov pre každý signálny reťazec. Keďže tieto rozhrania spolu logicky súvisia, je prípustné použiť jednoduché prevodníky signálu, ktore zabezpečujú prechod z jedného rozhrania na druhé (obr. 1).
Prirodzene to umožňuje výrobcom polemizovať podľa ľubovôle (napríklad napájanie cez 9. pin v RS-232 nie je normou vôbec špecifikované, ale je široko používané to a specifikované) Ďalej, všetky RS protokoly možno zhruba rozdeliť na polovičný डुप्लेक्स आणि plný डुप्लेक्स. Pravda, toto rozdelenie nie je úplne presné, pretože ten istý RS-485 môže byť poloduplexný (dva vodiče) a plne duplexný (štyri vodiče), nazývajú sa 2 vodičévové (RS445) če) RS- ४८५. Existuje aj typ protokolu nazývaný simplex, ale z viacerých dôvodov uvedených nižšie sa vo výpočtovej technike nepoužívajú. Ako sa tieto typy protokolov líšia:
- simplexné protokoly umožňujú prenos dát len jedným smerom, t.j. len z vysielača k prijímaču, ale nie naopak. Dobrým príkladom simplexného protokolu je FM radio alebo televízia, pokiaľ neberiete do úvahy možnosť volať na rozhlasovú stanicu. Používa sa v prípadoch, keď jednoducho potrebujete preniesť informácie do nejakého zariadenia bez potreby potvrdenia a spätnej väzby.
- हाफ-डुप्लेक्स प्रोटोकोली odstraňujú hlavné obmedzenie simplexných protokolov – jednosmernú komunikáciu. Umožňujú dvom zariadeniam vymieňať si informácie a obe zariadenia môžu byť prijímačmi aj vysielačmi, ale nie súčasne! टाय. kazde zariadenie vie bud vysielat alebo prijimat (mimochodom klasicke / odporucane / RS-485 je poloduplexne).
- duplexné protokoly sú najpokročilejšie protokoly. Použitie duplexného protokolu umožňuje príjem aj prenos informácií súčasne, t.j. obe zariadenia môžu byť súčasne prijímačom aj vysielačom. Napríklad RS-232 je duplexný protokol.
Konkrétne किंवा rôznych protokoloch
Dva najpoužívanejšie protokoly v počítačovom priemysle sú RS-232 आणि RS-485 (a RS-422, ktorý je veľmi podobný RS-485). Dôležitý rozdiel: Protokol RS-232 používa nevyvážený signál, zatiaľ čo RS-422/RS-485 používa nevyvážený signál.
Nesymetrický signál je prenášaný cez nesymetrické vedenie, ktoré je signálovou zemou a jediným signálovým vodičom, ktorého napäťová úroveň sa používa na odosielanie alebo prijímaniechbiná0. याउलट ko spolu tvorí tienený krútený pár).
Bez toho, aby sme zachádzali do prílišných detailov, môžeme povedať, že vyvážený signál sa šíri rýchlejšie a ďalej ako nevyvážený. बस एवढेच:
| RS-232 | RS-422 | RS-485 | |
|---|---|---|---|
| स्पोजेनिया | Jediný drôt | Jednovodičové/viacnásobné pripojenia sú prijateľné | Je povolených veľa spojení |
| Počet zariadení | 1 vysielač 1 किंमत |
5 vysielačov 10 prijimačov आणि 1 vysielač |
32 vysielačov 32 prijimačov |
| प्रोटोकॉलचा प्रकार | डुप्लेक्स | डुप्लेक्स | polovičný डुप्लेक्स |
| कमाल dĺžka drôtu | ~15.25 मीटर pri 19.2 Kbps | ~1220 m pri 100 Kbps | ~1220 m pri 100 Kbps |
| कमाल prenosová rýchlosť | 19.2 Kbps आणि 15 मी. | 10 Mbps आणि 15 मी. | 10 Mbps आणि 15 मी. |
| सिग्नल | nevyvážený | vyvážený | vyvážený |
| binarne 1 | -5V मि. -15V कमाल. |
2V मि. (B>A) 6V कमाल (B>A) |
1.5V मि. (B>A) कमाल 5V (B>A) |
| binarna 0 | 5V मि. 15V कमाल |
2V मि. (A>B) 6V कमाल (A>B) |
1.5V मि. (A>B) 5V कमाल (A>B) |
| मि. vstupné napätie | +/- 3V | 0.2V भिन्नता | 0.2V भिन्नता |
| Výstupný prúd | 500 mA | 150 mA | 250 mA |
Dovoľte mi poznamenať, že ovládače RS-232 používané v osobných počítačoch majú výstupný prúd maximálne 10 mA.
Viac किंवा RS-232
Všetky zariadenia pripojené cez protokol RS-232 sú rozdelené na DCE (डेटा कम्युनिकेशन इक्विपमेंट) आणि DTE (डेटा टर्मिनल इक्विपमेंट), dva DTE alebo dva DCE nemožno pripojiť. Rozdiel spočíva v konektoroch a rozložení konektorov: zariadenia DCE majú konektor DB25F (samica) आणि zariadenia DTE majú konektor DB25M (samec). Na zariadeniach DTE (napríklad na počítačoch sú počítače zariadeniami DTE) sa niekedy používa skrátená verzia DB25M - DB9M. S NULL-modemom môžete zmeniť DTE आणि DCE आणि naopak. Vizuálne uvidíte rozdiel medzi konektormi DTE आणि DCE:
| DCE (DB25F) | DTE (25 मिलियन DB) | DTE (DB9M) | |
|---|---|---|---|
| १ | Ochranne uzemnenie | Ochranne uzemnenie | Vstup CD (कॅरियर शोध). |
| 2 | RD (prijímanie údajov, príjem dat) vchod datový výstup |
TD (Prenesene údaje, Prenos dat) VÝCHOD |
RD (prijímanie údajov, príjem dat) vchod |
| 3 | TD (Prenesene údaje, Prenos dat) VÝCHOD |
RD (prijímanie údajov, Prijímať údaje). |
TD (Prenesene údaje, Prenos dat) VÝCHOD |
| कोलिक 4 | CTS (पाठवायला साफ करा, Žiadosť o stretnutie udajov) vstup |
RTS Odoslať, požiadať o prenos dat) VÝCHOD |
DTR (údaje टर्मिनल pripravený pripravené na DTE) VÝCHOD |
| ५ | RTS Žiadosť o prevod datový výstup |
CTS (पाठवायला साफ करा, Žiadosť o stretnutie udajov) vstup |
सिग्नल झेम |
| कोलिक 6 | DTR (Dátový terminál Pripravené, DTE pripravené) VÝCHOD |
DSR (डेटा सेट तयार, DCE तयार) vstup |
DSR (डेटा सेट तयार, DCE तयार) vstup |
| कोलिक 7 | सिग्नल झेम | सिग्नल झेम | RTS Žiadosť o prevod datový výstup |
| कोलिक 8 | Výstup सीडी (वाहक शोध). | सीडी (वाहक शोध, Nosič) vstup |
CTS (पाठवायला साफ करा, Žiadosť o stretnutie udajov) vstup |
| 9 | N/A | N/A | RI (रिंग इंडिकेटर, इंडिकेटर झ्वोनेनिया) vchod |
| 20 | DSR (डेटा सेट तयार, DCE तयार) vstup |
DTR (Dátový terminál Pripravené, DTE pripravené) |
výstup N/A |
| 22 | RI (रिंग इंडिकेटर, इंडिकेटर झ्वोनेनिया) VÝCHOD |
RI (रिंग इंडिकेटर, इंडिकेटर झ्वोनेनिया) |
vstup N/A |
RS-485/RS-422 वर द्या
RS-485/RS-422 používa tienený krútený párový kábel, tienenie ako signálovú zem. Hoci je signálová zem potrebná, nepoužíva sa na určenie logického stavu linky. Zariadenie, ktoré riadi symetrický linkový budič môže mať (pre RS-485 - povinné, pre RS-422 - nie) aj vstupný signál "सक्षम करा", ktorý sa používa na ovládanie výstupných zariavok s. Ak je signál "सक्षम करा" vypnutý, znamená to, že zariadenie je odpojené od linky a deaktivovaný stav zariadenia sa zvyčajne nazýva "tristate" (tj tretí stav popri binárnej 1 a 0).
Štandard RS-485 poskytuje iba 32 párov vysielač/prijímač, no výrobcovia rozšírili možnosti protokolu RS-485 tak, že teraz podporuje zo 128 na 255 zariadení na jednezíčuče 485 zariadení na jednezíčuče 5/RS -422 takmer do nekonečna. Pri použití RS-485 je možné a v prípade dlhého vodiča a/alebo veľkého počtu zariadení je nutné použiť terminátory, ktoré však bývajú zabudované v zariadeniach s-protokolom5, RS-485. aj keď pri krátkom vodiči možno pri použití terminátorov pozorovať dokonca zhoršenie komunikácie. Norma pre RS-485 tiež počíta s použitím dvojvodičového tieneného krúteného páru, takzvaného 2-vodičového RS-485, ale je možné použiť aj štvorvodičového 485 डुप्लेक्स V tomto prípade je potrebné, aby jedno zo zariadení bolo nakonfigurované ako Master a ostatné ako Slave. नंतर všetky गुलाम zariadenia komunikujú iba s hlavným zariadením a nikdy si nič neprenášajú priamo medzi sebou. व्ही आतापर्यंत स्टेम. स्टँडर्ड RS-422 spočiatku vyžaduje použitie štvoržilového tieneného krúteného párového kábla, ale umožňuje iba pripojenie jedného zariadenia k druhému č). V zásade bol RS-422 vynájdený ako náhrada RS-232 v prípadoch, keď RS-232 nevyhovuje prenosovej rýchlosti a dosahu.
RS-422 používa prísne oddelené dva (alebo viac) párov vodičov: jeden pár na príjem, jeden na vysielanie (a jeden ďalší pre každý riadiaci/हँडशेक सिग्नल). RS-485 prítomnosti tretieho stavu ("tristate") zdialenosti. Treba povedať, že na prepojenie RS-422/RS-485 s RS-232 je dnes k dispozícii veľké množstvo rôznych zariadení a na pripojenie k počítaču sa často používa / RS-2xušiva - RS-2x2x RS-485 do počítača ), ktorý sa používa na ovládanie systému. K dispozícii sú tiež rôzne zariadenia (huby, opakovače, prepínače atď.) na vytváranie zložitých konfigurácií sietí RS-422/RS-485, takže RS-422/RS-422/RS-485.
Načítava...