Kaj je najprej koncept vmesnika RS485?
Skratka, to je standard za električne lastnosti, ki ga določata Telecommunications Industry Association in Electronic Industries Alliance. Digitalno komunikacijsko omrežje, ki uporablja ta standard, lahko učinkovito prenaša signale na velike razdalje in v okoljih z visokim elektronskim šumom. RS-485 omogoča konfiguracijo nizkocenovnih lokalnih omrežij in večvežnih komunikacijskih povezav.
RS485 ima dve vrsti ožičenja: dvožilni sistem in štirižilni sistem. Štirižični sistem lahko doseže le komunikacijo od točke do točke in se zdaj redko uporablja. Trenutno se večinoma uporablja dvožilni sistem ožičenja.
Pri inženiringu šibkega toka komunikacija RS485 na splošno sprejme komunikacijsko metodo glavni-podrejeni, to je en gostitelj z več podrejenimi.
Če dobro razumete RS485, boste ugotovili, da je v njem res veliko znanja. Zato bomo izbrali nekaj vprašanj, ki jih običajno obravnavamo pri šibki elektriki, da se bodo vsi naučili in razumeli.
RS-485 električni predpisi
Zaradi razvoja RS-485 iz RS-422 so številni električni predpisi RS-485 podobni RS-422. Če je sprejet uravnotežen prenos, je treba na prenosni vod priključiti zaključne upore. RS-485 lahko sprejme dvožične in štirižične metode, dvožilni sistem pa lahko doseže resnično večtočkovno dvosmerno komunikacijo, kot je prikazano na sliki 6.
Pri uporabi štirižične povezave, kot je RS-422, lahko doseže le komunikacijo od točke do točke, kar pomeni, da je lahko samo ena glavna naprava, ostale pa so podrejene naprave. Vendar pa ima izboljšave v primerjavi z RS-422 in lahko na vodilo poveže še 32 naprav ne glede na način štirižične ali dvožične povezave.
Izhodna napetost skupnega načina RS-485 je med -7 V in +12 V, najmanjša vhodna impedanca sprejemnika RS-485 pa je 12 k; Gonilnik RS-485 je mogoče uporabiti v omrežjih RS-422. RS-485, tako kot RS-422, ima največjo razdaljo prenosa približno 1219 metrov in največjo hitrost prenosa 10 Mb/s. Dolžina uravnoteženega sukanega para je obratno sorazmerna s hitrostjo prenosa, navedena največja dolžina kabla pa se lahko uporablja le, če je hitrost pod 100 kb/s. Največjo hitrost prenosa je mogoče doseči le na zelo kratki razdalji. Na splošno je največja hitrost prenosa 100 metrov dolge sukane parice le 1 Mb/s. RS-485 zahteva dva zaključna upora z vrednostjo upora, ki je enaka karakteristični impedanci prenosnega kabla. Pri oddajanju na pravokotno razdaljo ni potrebe po zaključnem uporu, ki na splošno ni potreben pod 300 metri. Zaključni upor je priključen na obeh koncih prenosnega vodila.
Ključne točke za omrežno namestitev RS-422 in RS-485
RS-422 lahko podpira 10 vozlišč, medtem ko RS-485 podpira 32 vozlišč, tako da več vozlišč tvori omrežje. Topologija omrežja na splošno sprejme strukturo vodila, ki se ujema s terminali, in ne podpira omrežij obroč ali zvezda. Pri gradnji omrežja je treba upoštevati naslednje točke:
1. Za vodilo uporabite kabel s prepleteno parico in zaporedno povežite vsako vozlišče. Dolžina izhodne linije od vodila do vsakega vozlišča mora biti čim krajša, da se zmanjša vpliv odbitega signala v izhodni liniji na signal vodila.
2. Pozornost je treba posvetiti kontinuiteti karakteristične impedance vodila, pri razvrstitvi prekinitev impedance pa bo prišlo do odboja signala. Naslednje situacije lahko zlahka privedejo do te prekinitve: različni odseki vodila uporabljajo različne kable ali je na določenem odseku vodila nameščenih preveč sprejemno-sprejemnih enot ali predolgi odcepi vodijo do vodila.
Skratka, kot vodilo je treba zagotoviti en sam neprekinjen signalni kanal.
Kako upoštevati dolžino prenosnega kabla pri uporabi vmesnika RS485?
Odgovor: Pri uporabi vmesnika RS485 je največja dovoljena dolžina kabla za prenos podatkovnega signala od generatorja do obremenitve na določenem prenosnem vodu funkcija hitrosti podatkovnega signala, ki je v glavnem omejena s popačenjem signala in šumom. Krivulja razmerja med največjo dolžino kabla in hitrostjo signala, prikazana na naslednji sliki, je pridobljena z uporabo telefonskega kabla z bakrenim jedrom 24 AWG (s premerom žice 0,51 mm) z obvodno kapacitivnostjo med linijami 52,5 PF/M, in upornost obremenitve terminala 100 ohmov.
Ko se hitrost podatkovnega signala zmanjša pod 90 Kbit/s, ob predpostavki, da je največja dovoljena izguba signala 6 dBV, je dolžina kabla omejena na 1200 M. Pravzaprav je krivulja na sliki zelo konzervativna in v praksi je mogoče doseči dolžino kabla, ki je večja od nje.
Pri uporabi kablov z različnimi premeri žice. Največja dobljena dolžina kabla je drugačna. Na primer, ko je hitrost podatkovnega signala 600 Kbit/s in je uporabljen kabel 24 AWG, je iz slike razvidno, da je največja dolžina kabla 200 m. Če se uporablja kabel 19AWG (s premerom žice 0,91 mm), je lahko dolžina kabla večja od 200 m; Če se uporablja kabel 28AWG (s premerom žice 0,32 mm), je lahko dolžina kabla manjša od 200 m.
Kako doseči večtočkovno komunikacijo RS-485?
Odgovor: Samo en oddajnik lahko kadar koli pošilja na vodilo RS-485. Način pol dupleksa, samo z enim glavnim podrejenim. Polni dupleksni način, glavna postaja lahko vedno pošilja, podrejena postaja pa ima lahko samo eno pošiljanje. (Nadzira in DE)
Pod kakšnimi pogoji je treba za komunikacijo vmesnika RS-485 uporabiti ujemanje terminalov? Kako določiti vrednost upora? Kako konfigurirati ujemajoče se upore terminalov?
Odgovor: Pri prenosu signala na dolge razdalje je na sprejemnem koncu običajno treba priključiti upor za ujemanje terminalov, da se izognete odboju signala in odmevu. Vrednost upornosti priključka je odvisna od značilnosti impedance kabla in ni odvisna od dolžine kabla.
RS-485 na splošno uporablja povezave s sukanim parom (oklopljene ali neoklopljene) z uporom terminala običajno med 100 in 140 Ω, s tipično vrednostjo 120 Ω. V dejanski konfiguraciji je en priključni upor priključen na vsako od dveh priključnih vozlišč kabla, najbližjega in najbolj oddaljenega, medtem ko vozlišča na sredini ni mogoče povezati s priključnim uporom, sicer pride do napak v komunikaciji.
Zakaj ima vmesnik RS-485 še vedno izhodne podatke iz sprejemnika, ko je komunikacija prekinjena?
Odgovor: Ker RS-485 zahteva, da so vsi krmilni signali za omogočanje prenosa izklopljeni in da je omogočanje sprejema veljavno po pošiljanju podatkov, voznik vodila preide v stanje visokega upora in sprejemnik lahko spremlja, ali so na vodilu novi komunikacijski podatki.
V tem času je vodilo v stanju pasivnega pogona (če ima vodilo upornost za ujemanje sponk, je diferencialni nivo linij A in B enak 0, izhod sprejemnika je negotov in je občutljiv na spremembo diferenčnega signala na linija AB; če ni ujemanja priključkov, je vodilo v stanju visoke impedance in je izhod sprejemnika negotov), zato je občutljiv na zunanje motnje hrupa. Ko napetost hrupa preseže prag vhodnega signala (tipična vrednost ± 200 mV), bo sprejemnik oddal podatke, kar povzroči, da ustrezni UART prejme neveljavne podatke, kar povzroči poznejše običajne komunikacijske napake; Druga situacija se lahko zgodi v trenutku, ko je krmiljenje omogočanja prenosa vklopljeno/izklopljeno, kar povzroči, da sprejemnik odda signal, kar lahko povzroči tudi nepravilno sprejemanje UART-a. rešitev:
1) Na komunikacijskem vodilu se za vpenjanje vodila uporablja metoda vlečenja navzgor (linija A) na istem koncu faze vhoda in vlečenja navzdol (linija B) na koncu vhoda nasprotne faze, s čimer se zagotovi, da je izhod sprejemnika na fiksna stopnja "1"; 2) Zamenjajte vmesniško vezje z vmesniškimi izdelki serije MAX308x z vgrajenim načinom za preprečevanje napak; 3) Odprava s programskimi sredstvi, to je dodajanje 2-5 začetnih sinhronizacijskih bajtov znotraj komunikacijskega podatkovnega paketa, šele ko je izpolnjena sinhronizacijska glava, se lahko začne prava podatkovna komunikacija.
Slabljenje signala RS-485 v komunikacijskih kablih
Drugi dejavnik, ki vpliva na prenos signala, je slabljenje signala med kabelskim prenosom. Prenosni kabel je mogoče videti kot enakovredno vezje, sestavljeno iz kombinacije porazdeljene kapacitivnosti, porazdeljene induktivnosti in upora.
Porazdeljeno kapacitivnost C kabla v glavnem ustvarjata dve vzporedni žici sukanega para. Upor žice tukaj malo vpliva na signal in ga lahko prezrete.
Vpliv porazdeljene kapacitivnosti na prenosno zmogljivost vodila RS-485
Porazdeljeno kapacitivnost kabla v glavnem ustvarjata dve vzporedni žici sukanega para. Poleg tega obstaja tudi porazdeljena kapacitivnost med žico in maso, ki je, čeprav zelo majhna, pri analizi ne moremo zanemariti. Vpliv porazdeljene kapacitivnosti na zmogljivost prenosa vodila je v glavnem posledica prenosa temeljnih signalov na vodilu, ki se lahko izrazijo samo z načinoma "1" in "0". V posebnem bajtu, kot je 0x01, signal "0" omogoča zadosten čas polnjenja za porazdeljeni kondenzator. Vendar, ko pride signal "1", zaradi naboja v porazdeljenem kondenzatorju ni časa za praznjenje in (Vin+) - (Vin -) - je še vedno večji od 200mV. Posledica tega je, da sprejemnik zmotno meni, da je "0", kar na koncu povzroči napake pri preverjanju CRC in napako pri prenosu celotnega okvira podatkov.
Zaradi vpliva distribucije na vodilo prihaja do napak pri prenosu podatkov, kar povzroči zmanjšanje celotne zmogljivosti omrežja. To težavo lahko rešite na dva načina:
(1) Zmanjšajte Baud prenosa podatkov;
(2) Za izboljšanje kakovosti prenosnih vodov uporabite kable z majhnimi porazdeljenimi kondenzatorji.
Sledite CF FIBERLINK, če želite izvedeti več o varnostnem strokovnem znanju!!!
Izjava: Deljenje visokokakovostne vsebine z vsemi je pomembno. Nekateri članki izvirajo iz interneta. Če pride do kakršnih koli kršitev, nas obvestite in obravnavali jih bomo v najkrajšem možnem času.
Čas objave: 6. julij 2023