Kokia pirmiausia yra RS485 sąsajos koncepcija?
Trumpai tariant, tai yra elektros charakteristikų standartas, kurį apibrėžia Telekomunikacijų pramonės asociacija ir Elektronikos pramonės aljansas. Šį standartą naudojantys skaitmeninio ryšio tinklai gali efektyviai perduoti signalus dideliais atstumais ir aplinkoje, kurioje yra didelis elektroninis triukšmas. RS-485 leidžia konfigūruoti nebrangius vietinius tinklus ir kelių šakų ryšio ryšius.
RS485 turi dviejų tipų laidus: dviejų laidų sistemą ir keturių laidų sistemą. Keturių laidų sistema gali pasiekti tik tiesioginį ryšį ir dabar naudojama retai. Šiuo metu dažniausiai naudojamas dviejų laidų sistemos laidų metodas.
Esant silpnos srovės inžinerijai, RS485 ryšys paprastai naudoja pagrindinio ir pavaldinio ryšio metodą, ty vieną pagrindinį kompiuterį su keliais pavaldiniais.
Jei gerai išmanote RS485, pamatysite, kad viduje yra tikrai daug žinių. Todėl kai kuriuos klausimus, kuriuos dažniausiai svarstome esant silpnai elektrai, parinksime visiems išmokti ir suprasti.
RS-485 Elektros taisyklės
Dėl RS-485 sukūrimo iš RS-422 daugelis RS-485 elektros taisyklių yra panašios į RS-422. Jei naudojamas subalansuotas perdavimas, prie perdavimo linijos reikia prijungti galinius rezistorius. RS-485 gali naudoti dviejų laidų ir keturių laidų metodus, o dviejų laidų sistema gali pasiekti tikrą daugiataškį dvikryptį ryšį, kaip parodyta 6 paveiksle.
Naudojant keturių laidų jungtį, pvz., RS-422, jis gali pasiekti tik tiesioginį ryšį, tai yra, gali būti tik vienas pagrindinis įrenginys, o likusieji yra pavaldūs įrenginiai. Tačiau jis turi patobulinimų, palyginti su RS-422, ir gali prijungti dar 32 įrenginius prie magistralės, neatsižvelgiant į keturių ar dviejų laidų prijungimo būdą.
RS-485 bendrojo režimo išėjimo įtampa yra nuo -7V iki +12V, o minimali RS-485 imtuvo įėjimo varža yra 12k;, RS-485 tvarkyklę galima pritaikyti RS-422 tinkluose. RS-485, kaip ir RS-422, maksimalus perdavimo atstumas yra maždaug 1219 metrų, o maksimalus perdavimo greitis yra 10 Mb/s. Subalansuotos vytos poros ilgis yra atvirkščiai proporcingas perdavimo spartai, o nurodytas maksimalus kabelio ilgis gali būti naudojamas tik tada, kai greitis yra mažesnis nei 100 kb/s. Didžiausią perdavimo greitį galima pasiekti tik labai trumpu atstumu. Paprastai maksimalus 100 metrų ilgio vytos poros perdavimo greitis yra tik 1 Mb/s. RS-485 reikia dviejų galinių rezistorių, kurių varžos vertė yra lygi perdavimo kabelio būdingajai varžai. Perduodant stačiakampiu atstumu, nereikia baigiamojo rezistoriaus, kuris paprastai nereikalingas žemiau 300 metrų. Galutinis rezistorius yra prijungtas abiejuose perdavimo magistralės galuose.
Pagrindiniai RS-422 ir RS-485 tinklo įrengimo punktai
RS-422 gali palaikyti 10 mazgų, o RS-485 palaiko 32 mazgus, todėl keli mazgai sudaro tinklą. Tinklo topologija paprastai naudoja terminalo suderintą magistralės struktūrą ir nepalaiko žiedinių ar žvaigždžių tinklų. Kuriant tinklą reikia atkreipti dėmesį į šiuos dalykus:
1. Kaip magistralę naudokite vytos poros kabelį ir nuosekliai prijunkite kiekvieną mazgą. Išeinančios linijos ilgis nuo magistralės iki kiekvieno mazgo turi būti kuo trumpesnis, kad būtų sumažintas išeinančioje linijoje atsispindinčio signalo poveikis magistralės signalui.
2. Atkreiptinas dėmesys į magistralės charakteristikų impedanso tęstinumą, o signalas atsispindės varžos netolydybių klasifikacijoje. Tokį nenutrūkstamumą gali lengvai sukelti šios situacijos: skirtingose magistralės atkarpose naudojami skirtingi kabeliai arba tam tikroje magistralės atkarpoje yra per daug glaudžiai kartu sumontuotų siųstuvų-imtuvų arba į magistralę išvedamos per ilgos atšakos.
Trumpai tariant, vienas nuolatinis signalo kanalas turėtų būti pateiktas kaip magistralė.
Kaip atsižvelgti į perdavimo kabelio ilgį naudojant RS485 sąsają?
Atsakymas: Naudojant RS485 sąsają, maksimalus kabelio ilgis, leistinas duomenų signalui perduoti iš generatoriaus į konkrečios perdavimo linijos apkrovą, priklauso nuo duomenų signalo spartos, kurią daugiausia riboja signalo iškraipymai ir triukšmas. Santykio kreivė tarp maksimalaus kabelio ilgio ir signalo spartos, parodytos toliau esančiame paveikslėlyje, gaunama naudojant 24AWG vario šerdies vytos poros telefono kabelį (kurio laido skersmuo 0,51 mm), o linijos apėjimo talpa yra 52,5PF/M, ir gnybtų apkrovos varža 100 omų.
Kai duomenų signalo sparta sumažėja iki žemiau 90Kbit/S, darant prielaidą, kad didžiausias leistinas signalo praradimas yra 6dBV, kabelio ilgis ribojamas iki 1200M. Tiesą sakant, kreivė paveiksle yra labai konservatyvi, o praktiškai naudojant galima pasiekti didesnį už jį kabelio ilgį.
Kai naudojami skirtingo skersmens laidai. Gautas maksimalus kabelio ilgis skiriasi. Pavyzdžiui, kai duomenų signalo sparta yra 600Kbit/S ir naudojamas 24AWG kabelis, iš paveikslo matyti, kad maksimalus kabelio ilgis yra 200m. Jei naudojamas 19AWG kabelis (kurio vielos skersmuo 0,91 mm), kabelio ilgis gali būti didesnis nei 200 m; Jei naudojamas 28AWG kabelis (kurio vielos skersmuo 0,32 mm), kabelio ilgis gali būti tik mažesnis nei 200 m.
Kaip pasiekti daugiataškį RS-485 ryšį?
Atsakymas: RS-485 magistrale bet kuriuo metu gali siųsti tik vienas siųstuvas. Pusiau dvipusis režimas su tik vienu pagrindiniu pavaldiniu. Visiškas dvipusis režimas, pagrindinė stotis visada gali siųsti, o pagalbinė stotis gali turėti tik vieną siuntimą. (Kontroliuoja ir DE)
Kokiomis sąlygomis RS-485 sąsajos ryšiui reikia naudoti terminalų suderinimą? Kaip nustatyti pasipriešinimo vertę? Kaip sukonfigūruoti terminalų atitikimo rezistorius?
Atsakymas: Perduodant signalą dideliais atstumais, priėmimo gale paprastai reikia prijungti gnybtą atitinkantį rezistorių, kad būtų išvengta signalo atspindžio ir aido. Gnybtų atitikimo varžos vertė priklauso nuo kabelio varžos charakteristikų ir nepriklauso nuo kabelio ilgio.
RS-485 paprastai naudoja vytos poros (ekranuotas arba neekranuotas) jungtis, kurių gnybtų varža paprastai yra nuo 100 iki 140 Ω, o tipinė vertė yra 120 Ω. Faktinėje konfigūracijoje vienas gnybtinis rezistorius yra prijungtas prie kiekvieno iš dviejų kabelio gnybtų mazgų, artimiausio ir tolimiausio, o viduryje esančio mazgo negalima prijungti prie gnybto rezistoriaus, kitaip atsiras ryšio klaidų.
Kodėl RS-485 sąsaja vis dar išveda duomenis iš imtuvo, kai ryšys sustabdomas?
Atsakymas: Kadangi RS-485 reikalauja, kad visi perdavimo įgalinimo valdymo signalai būtų išjungti, o priėmimo įgalinimas galioja po duomenų siuntimo, magistralės vairuotojas pereina į didelio pasipriešinimo būseną ir imtuvas gali stebėti, ar magistralėje nėra naujų ryšio duomenų.
Šiuo metu magistralė yra pasyvios pavaros būsenoje (jei magistralės gnybtų varža atitinka, linijų A ir B diferencialinis lygis yra 0, imtuvo išvestis yra neapibrėžta ir jautri diferencialinio signalo pokyčiams AB linija, jei nėra gnybtų suderinimo, magistralė yra didelės varžos būsenoje, o imtuvo išvestis yra neapibrėžta), todėl ji yra pažeidžiama išorinių triukšmo trukdžių. Kai triukšmo įtampa viršija įvesties signalo slenkstį (tipinė vertė ± 200 mV), imtuvas išves duomenis, todėl atitinkamas UART priims neteisingus duomenis, sukeldamas vėlesnes įprastas ryšio klaidas; Kita situacija gali įvykti tuo metu, kai įjungiamas/išjungiamas perdavimo įjungimo valdymas, todėl imtuvas išveda signalą, dėl kurio UART taip pat gali gauti neteisingą signalą. Sprendimas:
1) Ryšio magistralėje būdas patraukti (A linija) tame pačiame fazės įvesties gale ir patraukimas žemyn (B linija) priešingame fazės įvesties gale naudojamas magistralei pritvirtinti, užtikrinant, kad imtuvo išvestis būtų fiksuotas "1" lygis; 2) Pakeiskite sąsajos grandinę MAX308x serijos sąsajos gaminiais su įmontuotu gedimų prevencijos režimu; 3) Pašalinimas naudojant programinę įrangą, tai yra, į ryšio duomenų paketą įtraukus 2-5 pradinius sinchronizavimo baitus, tik įvykdžius sinchronizavimo antraštę galima pradėti realų duomenų perdavimą.
RS-485 signalo slopinimas ryšių kabeliuose
Antrasis veiksnys, turintis įtakos signalo perdavimui, yra signalo susilpnėjimas perduodant kabeliu. Perdavimo kabelis gali būti vertinamas kaip lygiavertė grandinė, sudaryta iš paskirstytos talpos, paskirstytos induktyvumo ir varžos derinio.
Kabelio paskirstytoji talpa C daugiausia generuojama dviem lygiagrečiais vytos poros laidais. Laido varža turi mažai įtakos signalui ir gali būti ignoruojama.
Paskirstytos talpos įtaka RS-485 magistralės perdavimo našumui
Paskirstytoji kabelio talpa daugiausia generuojama dviem lygiagrečiais vytos poros laidais. Be to, tarp laido ir žemės taip pat yra paskirstyta talpa, kuri, nors ir labai maža, negali būti ignoruojama atliekant analizę. Paskirstytos talpos įtaka magistralės perdavimo našumui daugiausia yra dėl pagrindinių signalų perdavimo magistrale, kurie gali būti išreikšti tik "1" ir "0" būdais. Specialiame baite, pvz., 0x01, signalas "0" leidžia pakankamai įkrauti paskirstytą kondensatorių. Tačiau atėjus signalui „1“, dėl paskirstyto kondensatoriaus įkrovimo nėra laiko išsikrauti, o (Vin+) – (Vin –) – vis tiek didesnis nei 200mV. Dėl to imtuvas klaidingai mano, kad jis yra „0“, galiausiai sukelia CRC patvirtinimo klaidas ir viso duomenų kadro perdavimo klaidą.
Dėl paskirstymo įtakos magistralei atsiranda duomenų perdavimo klaidų, dėl kurių sumažėja bendras tinklo našumas. Yra du būdai, kaip išspręsti šią problemą:
(1) Sumažinti duomenų perdavimo spartą;
(2) Norėdami pagerinti perdavimo linijų kokybę, naudokite kabelius su mažais paskirstytais kondensatoriais.
Sekite CF FIBERLINK ir sužinokite daugiau apie saugumo patirtį!!!
Pareiškimas: svarbu dalytis aukštos kokybės turiniu su visais. Kai kurie straipsniai paimti iš interneto. Jei yra kokių nors pažeidimų, praneškite mums ir mes kuo greičiau juos išspręsime.
Paskelbimo laikas: 2023-06-06