Öncelikle RS485 arayüzünün konsepti nedir?
Kısaca Telekomünikasyon Endüstrisi Birliği ve Elektronik Endüstrileri Birliği tarafından tanımlanan elektriksel özelliklere ilişkin bir standarttır. Bu standardı kullanan dijital iletişim ağı, sinyalleri uzun mesafelerde ve elektronik gürültünün yüksek olduğu ortamlarda etkin bir şekilde iletebilmektedir. RS-485, düşük maliyetli yerel ağların ve çok şubeli iletişim bağlantılarının yapılandırılmasını mümkün kılar.
RS485'in iki kablolama türü vardır: iki kablolu sistem ve dört kablolu sistem. Dört kablolu sistem yalnızca noktadan noktaya iletişim sağlayabilir ve artık nadiren kullanılmaktadır. Şu anda çoğunlukla iki telli sistem kablolama yöntemi kullanılmaktadır.
Zayıf akım mühendisliğinde, RS485 iletişimi genellikle bir ana-bağımlı iletişim yöntemini, yani birden fazla ikincil sunucuya sahip bir ana bilgisayarı benimser.
Eğer RS485'i derinlemesine anlıyorsanız, içinde gerçekten çok fazla bilgi olduğunu göreceksiniz. Bu nedenle genellikle zayıf elektrikte ele aldığımız bazı konuları herkesin öğrenmesi ve anlaması için seçeceğiz.
RS-485 Elektrik Düzenlemeleri
RS-485'in RS-422'den geliştirilmesi nedeniyle, RS-485'in birçok elektrik düzenlemesi RS-422'ye benzer. Dengeli iletim benimsenirse, sonlandırma dirençlerinin iletim hattına bağlanması gerekir. RS-485, iki kablolu ve dört kablolu yöntemleri benimseyebilir ve iki kablolu sistem, Şekil 6'da gösterildiği gibi gerçek çok noktalı çift yönlü iletişimi sağlayabilir.
RS-422 gibi dört kablolu bir bağlantı kullanıldığında, yalnızca noktadan noktaya iletişim elde edilebilir, yani yalnızca bir ana cihaz olabilir ve geri kalanı bağımlı cihazlar olabilir. Ancak RS-422'ye göre iyileştirmeleri vardır ve dört telli veya iki telli bağlantı yönteminden bağımsız olarak veriyoluna 32 cihaz daha bağlayabilir.
RS-485 ortak mod voltaj çıkışı -7V ile+12V arasındadır ve RS-485 alıcısının minimum giriş empedansı 12k'dir; RS-485 sürücüsü RS-422 ağlarında uygulanabilir. RS-485, RS-422 gibi, yaklaşık 1219 metrelik maksimum iletim mesafesine ve 10Mb/s maksimum iletim hızına sahiptir. Dengeli bükümlü çiftin uzunluğu iletim hızıyla ters orantılıdır ve belirtilen maksimum kablo uzunluğu yalnızca hız 100 kb/s'nin altında olduğunda kullanılabilir. En yüksek aktarım hızına yalnızca çok kısa bir mesafede ulaşılabilir. Genel olarak 100 metre uzunluğundaki bir bükümlü telin maksimum iletim hızı yalnızca 1Mb/s'dir. RS-485, iletim kablosunun karakteristik empedansına eşit direnç değerine sahip iki sonlandırma direnci gerektirir. Dikdörtgen mesafede iletim yaparken, genellikle 300 metrenin altında gerekmeyen sonlandırma direncine gerek yoktur. Sonlandırma direnci iletim veriyolunun her iki ucuna da bağlanır.
RS-422 ve RS-485'in ağ kurulumu için önemli noktalar
RS-422 10 düğümü destekleyebilirken RS-485 32 düğümü destekler, böylece birden fazla düğüm bir ağ oluşturur. Ağ topolojisi genellikle terminal uyumlu veri yolu yapısını benimser ve halka veya yıldız ağlarını desteklemez. Bir ağ kurarken aşağıdaki noktalara dikkat edilmelidir:
1. Veri yolu olarak bükümlü çift kablo kullanın ve her düğümü seri olarak bağlayın. Otobüsten her düğüme giden hattın uzunluğu, giden hatta yansıtılan sinyalin otobüs sinyali üzerindeki etkisini en aza indirmek için mümkün olduğu kadar kısa olmalıdır.
2. Bara karakteristik empedansının sürekliliğine dikkat edilecek ve empedans süreksizliklerinin sınıflandırılmasında sinyal yansıması meydana gelecektir. Aşağıdaki durumlar kolaylıkla bu kesintiye neden olabilir: otobüsün farklı bölümleri farklı kablolar kullanıyor veya otobüsün belirli bir bölümünde birbirine yakın şekilde monte edilmiş çok fazla alıcı-verici var veya otobüse çok uzun branşman hatları çıkıyor.
Kısaca bus olarak tek ve sürekli bir sinyal kanalı sağlanmalıdır.
RS485 arayüzünü kullanırken iletim kablosunun uzunluğu nasıl dikkate alınır?
Cevap: RS485 arayüzünü kullanırken, jeneratörden belirli bir iletim hattındaki yüke veri sinyali iletimi için izin verilen maksimum kablo uzunluğu, esas olarak sinyal bozulması ve gürültü ile sınırlanan veri sinyali hızının bir fonksiyonudur. Aşağıdaki şekilde gösterilen maksimum kablo uzunluğu ile sinyal hızı arasındaki ilişki eğrisi, 52,5PF/M hattan hatta bypass kapasitansına sahip 24AWG bakır çekirdekli bükümlü çift telefon kablosu (0,51 mm tel çapına sahip) kullanılarak elde edilmiştir. ve 100 ohm'luk terminal yük direnci.
Veri sinyali hızı 90Kbit/S'nin altına düştüğünde, izin verilen maksimum sinyal kaybının 6dBV olduğu varsayılarak, kablo uzunluğu 1200M ile sınırlandırılır. Aslında şekildeki eğri oldukça muhafazakardır ve pratik kullanımda bundan daha büyük bir kablo uzunluğu elde etmek mümkündür.
Farklı tel çaplarına sahip kablolar kullanıldığında. Elde edilen maksimum kablo uzunluğu farklıdır. Örneğin veri sinyal hızı 600Kbit/S olduğunda ve 24AWG kablo kullanıldığında maksimum kablo uzunluğunun 200m olduğu şekilden görülmektedir. 19AWG kablo (tel çapı 0,91 mm olan) kullanılırsa kablo uzunluğu 200 m'den fazla olabilir; 28AWG kablo (tel çapı 0,32 mm olan) kullanılıyorsa kablo uzunluğu yalnızca 200 m'den az olabilir.
RS-485'in çok noktalı iletişimi nasıl sağlanır?
Cevap: RS-485 veriyolu üzerinden herhangi bir zamanda yalnızca bir verici gönderim yapabilir. Yalnızca bir ana yardımcı ile yarı çift yönlü mod. Tam çift yönlü mod, ana istasyon her zaman gönderim yapabilir ve yardımcı istasyon yalnızca bir gönderim yapabilir. (Denetim ve DE tarafından kontrol edilir)
RS-485 arayüz iletişimi için terminal eşleştirmenin hangi koşullar altında kullanılması gerekir? Direnç değeri nasıl belirlenir? Terminal eşleştirme dirençleri nasıl yapılandırılır?
Cevap: Uzun mesafeli sinyal iletiminde, sinyal yansımasını ve yankıyı önlemek için genellikle alıcı uca bir terminal eşleştirme direnci bağlamak gerekir. Terminal uyum direnci değeri, kablonun empedans özelliklerine bağlıdır ve kablonun uzunluğundan bağımsızdır.
RS-485 genellikle 100 ila 140 Ω arasında bir terminal direncine sahip ve tipik değeri 120 Ω olan bükümlü çift (korumalı veya korumasız) bağlantılar kullanır. Gerçek konfigürasyonda, kablonun en yakın ve en uzaktaki iki terminal düğümünün her birine bir terminal direnci bağlanırken, ortadaki düğüm terminal direncine bağlanamaz, aksi takdirde iletişim hataları meydana gelir.
İletişim durdurulduğunda neden RS-485 arayüzünde hala alıcıdan veri çıkışı var?
Cevap: RS-485, veri gönderildikten sonra tüm iletim etkinleştirme kontrol sinyallerinin kapatılmasını ve alım izninin geçerli olmasını gerektirdiğinden, veri yolu sürücüsü yüksek direnç durumuna girer ve alıcı, veri yolunda yeni iletişim verileri olup olmadığını izleyebilir.
Bu anda, veri yolu pasif bir sürücü durumundadır (eğer veri yolu bir terminal eşleştirme direncine sahipse, A ve B hatlarının diferansiyel seviyesi 0'dır, alıcının çıkışı belirsizdir ve diferansiyel sinyalin değişimine duyarlıdır) AB hattı; terminal eşleşmesi yoksa, veri yolu Yüksek empedans durumundadır ve alıcının çıkışı belirsizdir), dolayısıyla harici gürültü girişimine karşı savunmasızdır. Gürültü voltajı giriş sinyali eşiğini (tipik değer ± 200mV) aştığında, alıcı veri çıkışı yapacak ve ilgili UART'ın geçersiz veri almasına neden olarak daha sonraki normal iletişim hatalarına neden olacaktır; İletim etkinleştirme kontrolünün açılıp/kapatıldığı anda alıcının sinyal çıkışı vermesine neden olan başka bir durum ortaya çıkabilir ve bu da UART'ın hatalı alım yapmasına neden olabilir. Çözüm:
1) İletişim veriyolunda, veriyolunu kelepçelemek için aynı faz giriş ucunda yukarı çekme (A hattı) ve karşı faz giriş ucunda aşağı çekme (B hattı) yöntemi kullanılır ve alıcı çıkışının aynı seviyede olmasını sağlar. sabit "1" seviyesi; 2) Arayüz devresini dahili hata önleme moduna sahip MAX308x serisi arayüz ürünleriyle değiştirin; 3) Yazılım aracılığıyla ortadan kaldırmak, yani iletişim veri paketine 2-5 başlangıç senkronizasyon baytı eklemek, yalnızca senkronizasyon başlığı karşılandıktan sonra gerçek veri iletişimini başlatabilir.
İletişim kablolarında RS-485'in sinyal zayıflaması
Sinyal iletimini etkileyen ikinci faktör ise kablo iletimi sırasında sinyalin zayıflamasıdır. Bir iletim kablosu, dağıtılmış kapasitans, dağıtılmış endüktans ve direncin birleşiminden oluşan eşdeğer bir devre olarak görülebilir.
Bir kablonun dağıtılmış kapasitansı C, esas olarak bükümlü bir çiftin iki paralel teli tarafından üretilir. Telin direncinin buradaki sinyal üzerinde çok az etkisi vardır ve göz ardı edilebilir.
Dağıtılmış Kapasitansın RS-485 Veriyolunun İletim Performansına Etkisi
Bir kablonun dağıtılmış kapasitansı esas olarak bükümlü bir çiftin iki paralel teli tarafından üretilir. Ayrıca tel ile toprak arasında çok küçük olmasına rağmen analizde göz ardı edilemeyecek dağıtılmış bir kapasitans da vardır. Dağıtılmış kapasitansın veriyolu iletim performansı üzerindeki etkisi esas olarak veriyolu üzerinde yalnızca "1" ve "0" şeklinde ifade edilebilen temel sinyallerin iletilmesinden kaynaklanmaktadır. 0x01 gibi özel bir baytta "0" sinyali, dağıtılmış kapasitör için yeterli şarj süresine izin verir. Ancak "1" sinyali geldiğinde, dağıtılmış kapasitördeki yük nedeniyle deşarj için zaman kalmaz ve (Vin+) - (Vin -) - hala 200mV'den büyüktür. Bu, alıcının yanlışlıkla bunun "0" olduğuna inanmasına neden olur ve sonuçta CRC doğrulama hatalarına ve tüm veri çerçevesi iletim hatasına yol açar.
Dağıtımın veri yolu üzerindeki etkisi nedeniyle veri iletim hataları meydana gelir ve bu da genel ağ performansının düşmesine neden olur. Bu sorunu çözmenin iki yolu vardır:
(1) Veri aktarımının Baud'unu azaltın;
(2) İletim hatlarının kalitesini artırmak için küçük dağıtılmış kapasitörlere sahip kablolar kullanın.
Güvenlik uzmanlığı hakkında daha fazla bilgi edinmek için CF FIBERLINK'i takip edin!!!
Açıklama: Yüksek kaliteli içeriğin herkesle paylaşılması önemlidir. Bazı makaleler internetten alınmıştır. Herhangi bir ihlal varsa lütfen bize bildirin; bunları mümkün olan en kısa sürede halledeceğiz.
Gönderim zamanı: Temmuz-06-2023