В съвременните технологии обменът на информация между различни устройства става все по-важен. И за това е необходимо да се предават данни както на къси разстояния, така и на дълги, от порядъка на километри. Един от тези видове пренос на данни е комуникацията между устройствата чрез интерфейса RS-485.
Един от най-честите примери за използване на устройства за обмен на данни е. Електрическите измервателни уреди, комбинирани в една мрежа, са разпръснати в шкафове, клетки разпределителни устройстваи дори подстанции, разположени на значително разстояние една от друга. В този случай интерфейсът се използва за изпращане на данни от едно или повече измервателни устройства.
Активно се внедрява системата „един метър – един модем“ за прехвърляне на данни към услугите на компании за продажба на енергия от измервателни станции на частни къщи и малки предприятия.
Друг пример: получаване на данни от микропроцесорни релейни защитни терминали в реално време, както и централизиран достъп до тях с цел извършване на промени. Защо терминалите са обвързани през комуникационния интерфейс по същия начин, а данните от него се изпращат на компютъра, инсталиран на диспечера. В случай на изключване на защита, оперативният персонал има възможност незабавно да получи информация за мястото на действие и естеството на повредата на силови вериги.
Но най-трудната задача, решавана от комуникационните интерфейси, е централизираната система за управление на сложни производствени процеси - автоматизирани системи за управление на процесите. Операторът на индустриално предприятие има компютър на бюрото си, на дисплея на който вижда текущото състояние на процеса: температури, производителност, включени и изключени агрегати, техния режим на работа. И има способността да управлява всичко това с леко щракване на мишката.
Компютърът, от друга страна, комуникира с контролери - устройства, които преобразуват командите от сензори в език, разбираем за машината, и обратната трансформация: от машинния език в команди за управление. Комуникацията с контролера, както и между различни контролери, се осъществява чрез комуникационни интерфейси.
Интерфейсът RS-232 е малкият брат на RS 485.Невъзможно е да не споменем поне накратко интерфейса RS-232, който се нарича още сериен. Някои лаптопи имат конектор за съответния порт, а някои цифрови устройства (същите терминали за релейна защита) са оборудвани с изходи за комуникация чрез RS-232.
За да обменяте информация, трябва да можете да я предавате и получавате. Имаме предавател и приемник за това. Те присъстват във всяко устройство. Освен това изходът на предавателя на едно устройство (TX) е свързан към входа на приемника на друго устройство (RX). И съответно сигналът се движи в обратна посока по другия проводник по същия начин.
Това осигурява полудуплексен комуникационен режим, тоест приемникът и предавателят могат да работят едновременно. Данните по RS-232 кабела могат да се движат едновременно в едната и другата посока.
Недостатъкът на този интерфейс е ниската устойчивост на шум. Това се дължи на факта, че сигналът в свързващия кабел както за приемане, така и за предаване се формира спрямо общ проводник - маса. Всякакви смущения, които съществуват дори в екраниран кабел, могат да доведат до повреда в комуникацията, загуба на отделни битове информация. А това е недопустимо при управление на сложни и скъпи механизми, където всяка грешка е инцидент, а загубата на комуникация е дълъг престой.
Следователно, той се използва главно за малки временни връзки на лаптоп към цифрово устройство, например за настройка на първоначалната конфигурация или коригиране на грешки.
Организация на RS-485 интерфейс.Основната разлика между RS-458 и RS-232 е, че всички приемници и предаватели работят по една двойка проводници, която е комуникационна линия. Заземителният проводник не се използва в този случай, а сигналът в линията се формира по диференциален метод. Предава се едновременно по два проводника ("A" и "B") в обратна форма.
Ако изходът на предавателя е логическа "0", тогава на проводника "A" се дава нулев потенциал. На проводника "B" се образува сигнал "не 0", тоест "1". Ако предавателят излъчва "1", е обратното.
В резултат на това получаваме промяна в напрежението на сигнала между два проводника, които са усукана двойка. Всеки пикап, попадайки в кабела, променя напрежението спрямо земята по същия начин и на двата проводника на двойката. Но напрежението на полезния сигнал се образува между проводниците и следователно изобщо не страда от потенциалите върху тях.
Всички устройства, свързани чрез интерфейса RS-485, имат само два терминала: "A" и "B". За да се свържат към обща мрежа, тези терминали са свързани в паралелна верига. За да направите това, от едно устройство към друго се полага верига от кабели.
В този случай става необходимо да се рационализира обменът на данни между устройствата чрез задаване на реда на предаване и приемане, както и формата на изпращаните данни. За това се използва специална инструкция, наречена протокол.
Има много протоколи за обмен на данни през RS-485 интерфейс, като най-често използваният е Modbas. Нека разгледаме накратко как работи най-простият протокол и какви други проблеми трябва да бъдат решени с негова помощ.
Например, помислете за мрежа, в която едно устройство събира данни от няколко източника на данни. Може да бъде модем и група електромери. За да се знае от кой измервателен уред ще идват данните, на всеки трансивър се присвоява номер, който е уникален за тази мрежа. Номерът се присвоява и на модемния трансивър.
Когато дойде време за събиране на данни за консумацията на енергия, модемът генерира заявка. Първо се предава начален импулс, според който всички устройства разбират, че сега идва кодова дума - колет от поредица от нули и единици. В него първите битове ще съответстват на номера на абоната в мрежата, останалите ще бъдат данни, например команда за предаване на необходимата информация.
Всички устройства получават съобщението и сравняват номера на извикания абонат със своя собствен. Ако съвпадат, командата, подадена като част от заявката, се изпълнява. Ако не, устройството игнорира текста си и не прави нищо.
В този случай в много протоколи се изпраща обратно потвърждение, че командата е приета за изпълнение или завършена. Ако няма отговор, предаващото устройство може да повтори заявката определен брой пъти. Ако реакцията не последва, се генерира информация за грешка, свързана с повреда на комуникационния канал с безшумния абонат.
Отговорът може да не последва, не само в случай на повреда. Ако има силни смущения в комуникационния канал, който все още прониква там, командите може да не достигнат местоназначението си. Те също са изкривени и не са разпознати правилно.
Неправилното изпълнение на командата не може да бъде допуснато, следователно съзнателно излишната информация се въвежда в данните на пратката - контролната сума. Изчислява се по определен закон, предписан в протокола, от страна на предаване. При приемника контролната сума се изчислява по същия принцип и се сравнява с предадената. Ако съвпадат, приемането се счита за успешно и командата се изпълнява. Ако не, устройството изпраща съобщение за грешка към предаващата страна.
Кабелите с усукана двойка се използват за свързване на устройства с интерфейс RS-485. Въпреки че един чифт проводници е достатъчен за предаване на данни, обикновено се използват кабели с поне два, така че да се полага резерв.
За по-добра защита срещу смущения кабелите са екранирани, като екраните са свързани един с друг по цялата линия. За това, в допълнение към изводите "A" и "B", има терминал "COM" на устройствата, които трябва да се комбинират. Линията е заземена само в една точка, обикновено на мястото на контролера, модема или компютъра. Забранено е да се прави това в две точки, за да се избегнат пикапи, които неизбежно ще преминат по екрана поради потенциалната разлика в точките на земята.
Кабелите са свързани само последователно един с друг, не е възможно да се правят разклонения. За да съответства на линията, в нейния край е свързан резистор със съпротивление 120 ома (това е характерният импеданс на кабела).
Като цяло инсталирането на интерфейсни кабелни линии е проста задача. Много по-трудно ще бъде настройването на оборудването, което ще изисква хора със специални познания.
За по-добро разбиране на работата на интерфейса RS-485 ви предлагаме да гледате следното видео:
RS-485 е стандарт, който за първи път е приет от Асоциацията на електронните индустрии. Към днешна дата този стандарт разглежда електрическите характеристики на различни приемници и предаватели, използвани в различни балансирани цифрови системи.
Сред специалистите RS-485 е името на доста популярен интерфейс, който се използва активно в различни системи за управление на промишлени процеси за свързване на няколко контролера, както и много други устройства един към друг. Основната разлика между този интерфейс и също толкова разпространения RS-232 е, че той осигурява комбинация от няколко вида оборудване едновременно.
С помощта на RS-485, високоскоростен обмен на информация между няколко устройства чрез едно двупроводна линиякомуникация в полудуплексен режим. Той се използва широко в съвременната индустрия в процеса на формиране на системи за управление на процесите.
С помощта на този стандарт информацията се предава със скорост до 10 Mbps, докато максималният възможен обхват ще зависи пряко от скоростта, с която се предават данните. По този начин, за да се осигури максимална скорост, данните могат да се предават на не повече от 120 метра, докато при скорост от 100 kbps информацията се излъчва на повече от 1200 метра.
Броят на устройствата, които интерфейсът RS-485 може да комбинира, ще зависи пряко от това кои трансивъри се използват в устройството. Всеки предавател е проектиран да управлява едновременно 32 стандартни приемника, но трябва да се разбере, че има приемници, чийто входен импеданс е 50%, 25% или дори по-малък от стандартния и ако се използва такова оборудване, общият брой устройства ще съответно се увеличава.
RS-485 кабелът не стандартизира конкретен формат на информационни рамки или протокол за обмен. В по-голямата част от случаите се използват точно същите рамки, които RS-232 използва, тоест битове данни, стоп и стартови битове и бит за четност, ако е необходимо.
Работата на протоколите за обмен в повечето съвременни системи се извършва по принципа „главен-подчинен“, тоест някакво устройство в мрежата е главен и поема инициативата за изпращане на заявки между всички подчинени устройства, които се различават по логически адреси. Най-популярният протокол днес е Modbus RTU.
Струва си да се отбележи, че кабелът RS-485 също няма конкретен тип конектори или разпояване, тоест може да има терминални конектори, DB9 и други.
Най-често, използвайки този интерфейс, има локална мрежа, която комбинира няколко трансивъра едновременно.
Когато свързвате RS-485, трябва правилно да комбинирате сигналните вериги, обикновено наричани A и B. В този случай промяната на полярността не е толкова ужасна, просто свързаните устройства няма да работят.
Когато използвате интерфейса RS-485, трябва да вземете предвид няколко характеристики на неговата работа:
Използвайки крайни резистори, стандартен или USB RS-485 осигурява пълно съвпадение на отворения край на кабела с последващата линия, като напълно елиминира възможността за отражение на сигнала.
Номиналното съпротивление на резисторите съответства на вълновия импеданс на кабела и за тези кабели на базата на усукана двойка в повечето случаи е приблизително 100-120 ома. Например, доста популярен днес кабел UTP-5, който се използва активно в процеса на полагане на Ethernet, има характерен импеданс от 100 ома. За други опции на кабела може да се използва някакъв друг рейтинг.
Резисторите, ако е необходимо, могат да бъдат запоени върху контактите на кабелните съединители вече в крайните устройства. Рядко резистори се монтират в самото устройство, в резултат на което трябва да се монтират джъмпери за свързване на резистора. В този случай, ако устройството е изключено, линията е напълно несъответстваща. И за да осигурите нормалната работа на останалата част от системата, трябва да свържете подходящ щепсел.
Портът RS-485 използва балансирана схема за предаване на данни, тоест нивата на напрежение на сигналните вериги A и B ще се променят в противофаза.
Сензорът трябва да осигурява ниво на сигнал от 1,5 V при пълно натоварване и не повече от 6 V, ако устройството работи на празен ход. Нивото на напрежението се измерва по различен начин, всеки сигнален проводник спрямо другия.
Където се намира приемникът, минималното ниво на приемания сигнал във всеки случай трябва да бъде най-малко 200 mV.
В случай, че няма сигнал по сигналните вериги, се получава леко изместване, което предпазва приемника от случаи на фалшива работа.
Експертите препоръчват отместване от малко повече от 200 mV, тъй като тази стойност съответства на зоната на несигурност на входния сигнал според стандарта. В този случай верига А се изтегля към положителния полюс на източника, докато верига B се изтегля към общия.
В съответствие с необходимото отместване и захранващото напрежение се извършва изчислението.Например, ако трябва да получите офсет от 250 mV при използване на крайни резистори RT = 120 Ohm, докато източникът е с напрежение 12 V. Като се има предвид че в този случай два резистора са свързани паралелно един на друг и без абсолютно никакво съобразяване с натоварването от страната на приемника, токът на отклонение е 0,0042 A, докато общото съпротивление на веригата за отклонение е 2857 ома. R cm в този случай ще бъде приблизително 1400 ома, така че трябва да изберете някаква най-близка стойност.
Като пример ще се използва резистор за отклонение 1,5 kΩ, както и външен 12 волтов резистор. Освен това в нашата система има изолиран изход на захранването на контролера, което е водещото звено в неговия сегмент на веригата.
Разбира се, има много други опции за внедряване на отклонение, които използват преобразувател RS-485 и други елементи, но във всеки случай, когато поставяте вериги за отклонение, трябва да вземете предвид, че възелът, който ще го осигури, периодично ще се изключва или дори в крайна сметка може да бъде напълно премахнат от мрежата.
Ако е налице отклонение, тогава потенциалът на верига А при пълен празен ход е положителен по отношение на верига B, което е насока, ако ново устройство е свързано към кабел без маркировка на проводници.
Изпълнението на горните препоръки ви позволява да постигнете нормално предаване на електрически сигнали до различни точки в мрежата, ако се използва протоколът RS-485 като основа. Ако поне едно от изискванията не е изпълнено, ще се получи изкривяване на сигнала. Най-забележимите изкривявания започват да се появяват, ако скоростта на обмен на данни надвишава 1 Mbit / s, но всъщност, дори в случай на по-ниски скорости, силно се препоръчва да не пренебрегвате тези препоръки, дори ако мрежата "вече работи нормално. "
Когато програмирате различни приложения, които работят с устройства, използващи RS-485 сплитер и други устройства с този интерфейс, трябва да се вземат предвид няколко важни точки. Нека ги изброим:
Този интерфейс предоставя възможност за комбиниране на устройства във формат "шина", когато всички устройства се комбинират с помощта на един чифт проводници. В този случай комуникационната линия трябва задължително да бъде съгласувана с крайни резистори на двата края.
За да се осигури съвпадение, в този случай са монтирани резистори, характеризиращи се със съпротивление от 620 ома. Те винаги се инсталират на първото и последното устройство, свързано към линията. В преобладаващото мнозинство от съвременните устройства има и вградено крайно съпротивление, което, ако е необходимо, може да бъде свързано към линията чрез инсталиране на специален джъмпер на платката на устройството.
Тъй като джъмперите първоначално са инсталирани в състояние на доставка, първо трябва да ги премахнете от всички устройства, съответно, с изключение на първото и последното, свързани към линията. В ретрансляторите на модела S2000-PI за всеки отделен изход крайното съпротивление се включва с превключвател, докато устройствата S2000-KS и S2000-K се характеризират с вградено крайно съпротивление, в резултат на което има не е необходим джъмпер за свързването му.
За осигуряване на по-дълга комуникационна линия се препоръчва използването на специализирани ретранслатори-ретранслатори, оборудвани с напълно автоматично превключванепосока на предаване.
Всякакви кранове в линията RS-485 са нежелателни, тъй като в този случай има доста силно изкривяване на сигнала, но от практическа гледна точка те могат да бъдат толерирани, ако има малка дължина на крана. В този случай не се изисква инсталирането на крайни резистори на отделни клонове.
В разпределителна система RS-485, управлявана от дистанционно управление, ако последното и устройствата са свързани към една и съща линия, но се захранват от различни източници, ще е необходимо да се комбинират 0 V вериги на всички устройства и дистанционното управление в за да се осигури тяхното потенциално изравняване. Ако това изискване не е изпълнено, тогава в този случай дистанционното управление може да има нестабилна връзка с устройства. Ако трябва да се използва кабел с няколко усукани двойки проводници, тогава може да се използва напълно безплатна двойка за веригата за изравняване на потенциала, ако е необходимо. Освен всичко друго, възможно е да се използва екранирана усукана двойка в случай, че няма екранно заземяване.
В преобладаващото мнозинство токът, който преминава през проводника за изравняване на потенциала, е доста малък, но ако 0 V устройства или самите захранващи устройства са свързани към няколко локални заземителни шини, потенциалната разлика между различните вериги 0 V може да бъде няколко единици, а в някои случаи дори десетки волта, докато токът, протичащ през веригата за изравняване на потенциала, може да бъде доста значителен. Именно това е честата причина да има нестабилна връзка между дистанционното управление и устройствата, в резултат на което те дори могат да се повредят.
Поради тази причина е необходимо да се изключи възможността за заземяване на веригата 0 V или, като максимум, да се заземи тази верига в определена точка. Трябва също да се вземе предвид възможността за връзка между 0 V и веригата за защитно заземяване, налична в оборудването, използвано в алармената система.
В съоръжения, които се характеризират с доста трудна електромагнитна среда, е възможно тази мрежа да се свърже чрез екраниран кабел с усукана двойка. В този случай може да има по-късо разстояние, тъй като капацитетът на кабела е по-висок.
Мрежовата комуникация се маршрутизира с кабел с усукана двойка категория 5. Контролерите са свързани помежду си според топологията "шина", т.е. последователно един след друг.
Правилната работа на мрежата (особено при използване на дълги кабели) е възможна само ако има само една линия между всички трансивъри („топология на шината“).
В линията могат да бъдат включени до 32 устройства (за стандартен товар или повече за - ¼ товар), разположени навсякъде по цялата й дължина. Устройствата трябва да бъдат свързани към линията с много къси кабели (не по-дълги от 30 см), за да се избегне Y-разделяне.
На практика обаче тази дължина може да се увеличи до няколко метра. В повечето случаи проблемът със сложна конфигурация може да бъде решен с помощта на интерфейсни повторители.
Линиите за предаване на сигнала трябва да са на най-малко 50 см от захранващите кабели, особено от кабелите за натоварване. Освен това те не трябва да се поставят в една и съща плитка с тези кабели или кабели, през които протичат големи токове, т.к. това може да доведе до смущения и грешки.
Пресечната точка на силовите линии трябва да бъде под ъгъл от 90 градуса. Забранено е снаждането на усукани двойки и използването на "усуквания". За окабеляване се препоръчва използването на кабели с две до четири усукани двойки, за да:
Стандартът RS485 осигурява работа на устройства на линия с дължина до 1,2 км. Тази стойност е максималната. На практика се препоръчва използването на линии не по-дълги от 500 м. При изграждане на системи с дълги линии трябва да се обърне специално внимание при избора на кабел, който трябва да има подходящо напречно сечение.
Използваният кабел трябва да осигурява най-малко 0,2 V на терминатора 120 ома в далечния край на линията, ако изходът на предавателя е 2 V. Не се препоръчват кабели, по-малки от 22 AWG.
За дистанционнообекти или наблюдението на параметрите на сензорите от контролната зала в момента се използва широко от персоналните компютри. В индустрията за тези цели се използва интерфейсът RS485, който позволява свързване на до 32 трансивъра чрез усукана двойка на разстояние до 1200 метра със скорост до 10 Mbps. Можете да прочетете повече за този интерфейс в Всичко би било наред, но компютрите не са оборудвани с такива интерфейси. Интерфейсът RS232 и този на съвременните компютри се срещат доста рядко. Но USB порт е наличен на почти всеки.
Авторът дава практическа диаграма на виртуалния адаптер USB портв RS485. Както и RS485 сериен порт USART се намира в PIC18F8720 и много други микроконтролери. Фиг. 1. Красотата на виртуалния USB порт е това софтуерна компютъра можете да пишете като за RS232 порта. А това означава, че ще бъде възможно да управлявате порта с помощта на контрол като MSComm. В тази статия контролната програма на компютъра не се разглежда, така че ще изпратим данни от компютъра с помощта на терминала COMPump. Подробно описаниеработата с този терминал беше обсъдена в статията Виртуален USB / RS-232 порт, инсталирането на драйвери също беше обсъдено в статията. От софтуерна гледна точка не се различава от USB / RS485, въпреки че RS232 е пълен дуплекс трансивър, а RS485 е полудуплекс.
Така USB / RS485 драйверът се различава от USB / RS232, като заменя чипа DD2 fig1 в статията ADM213EARS с чип D103 от тип SN75176 fig1 от тази статия. Този чип е пълен полудуплекс RS485 трансивър, изходният драйвер е проектиран за ток от + -60mA. Микросхемата има вградено устройство за защита от прегряване на ниво 150g.S. Минимален входен импеданс 12k, входна чувствителност 200mV. и входен хистерезис 50mV. Алгоритъмът за работа на приемника и предавателя е даден в таблици 1.2. Виртуалният драйверен чип D101, (FT232BM) ви позволява да свържете чипа SN75176, без да променяте софтуерния интерфейс и да работите с порта RS485 в полудуплексен режим. Единственият нюанс, който трябва да се вземе предвид при разработването на програма на компютър, е, че по време на предаването на байт през интерфейса, ще получите предадения байт в приемника, така нареченото ехо. Интерфейсът RS485 е предназначен за свързване на приемо-предаватели с помощта на усукана двойка на разстояние до 1200 метра, но в условия на силни смущения проводникът трябва да бъде поставен в екрана.
Маса 1. предавател
| д | DE | А | Б |
| 1 | 1 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 |
| З | 0 | З | З |
Таблица 2. приемник
| A-B | Инв.РЕ | Р |
| Vid>=0.2v | 0 | 1 |
-0,2v | 0
|
?
|
|
| Вид<=-0,2в | 0 | 0 |
| х | 1 | З |
| Отвори | 0 | ? |
ФИГ. 1
На мястото на управляващото устройство също е необходимо да се инсталира D3 трансивър чип (SN75176). Тъй като ние сами пишем драйвера за микроконтролера, следователно превключваме от приемане към предаване, използвайки щифт 39 на порта PORTJ4. В диаграмата на фигура 1 чипът D2 действа като 10-битов аналогово-цифров преобразувател. Програмата, дадена в HEX формат, е показана в Таблица 3.
Алгоритъмът на неговата работа е следният. Програмирайте на всеки 21 µs. чете данни от входа на ADC и записва във вътрешен буфер, състоящ се от 79 байта. След около 1,7 мс. Буферът се запълва напълно и процесът се повтаря. За да прочетете този буфер от компютър, е необходимо да изпратите адреса на това устройство. В нашия случай това е 0x0A. След като получи адреса, микроконтролерът ще изпрати 79 байта на компютъра. Адресирането е необходимо, ако повече от един контролен обект ще бъде свързан към линията RS485.
Цялото устройство е направено на макетна платка, с изключение на микроконтролера. За него е необходимо да се направи печатна платка, за да може да се запоят изводите към нея. Тъй като този микроконтролер има TQFP80 пакет с размер 12x12mm и има 80 пина. Печатната платка, показана на фигура 2, е изработена от едностранно фибростъкло с дебелина 0,5 мм и размер 35x35 мм. Желателно е тази микросхема да се запоява с въздушна запояваща станция.
Стандартът RS-485 е приет за първи път от Асоциацията на електронните индустрии. Днес той прави преглед на електрическите характеристики на различни приемници и предаватели, които се използват в балансирани цифрови системи.
Какъв е този стандарт?
RS-485 е името на добре познат интерфейс, който се използва активно във всички видове системи за управление на промишлени процеси, за да се свържат определени контролери и много други устройства един към друг. Основната разлика между този интерфейс и RS-232 е, че включва комбиниране на няколко вида оборудване едновременно. При използване на RS-485, високоскоростната комуникация между няколко устройства се гарантира чрез използване на една двужична комуникационна линия в полудуплексен режим. В съвременната индустрия участва в създаването на системи за управление на процесите.
Обхват и скорост
С помощта на представения стандарт е възможно да се постигне предаване на информация със скорост до 10 Mbps. Трябва да се отбележи, че в този случай максималният възможен обхват директно зависи от скоростта на предаване на данни. Трябва да се отбележи, че за да се осигури максимална скорост, информацията може да се предава на не повече от 120 метра. В същото време при скорост от 100 kbps данните се излъчват на повече от 1200 метра.
Брой свързани устройства
Броят на устройствата, които интерфейсът RS-485 може да комбинира директно зависи от това кои трансивъри са включени в тях. Всеки предавател осигурява специфично управление на 32 стандартни приемника. Вярно е, че трябва да сте наясно, че има приемници с входен импеданс, който е 50%, 25% или по-малко различен от стандартния. Ако използвате това оборудване, общият брой устройства съответно се увеличава.
Конектори и протоколи
RS-485 кабелът не е в състояние да стандартизира какъвто и да е специфичен формат на информационна рамка или комуникационен протокол. Като правило за транслация се използват подобни рамки, използвани от RS-232. С други думи, битове за данни, стоп и начални битове и бит за четност, ако е необходимо. Що се отнася до работата на протоколите за обмен, в повечето съвременни системи тя се извършва по принципа „главен-подчинен“. Това означава, че определено устройство в мрежата действа като главен и инициатор на обмен на изпращане на заявки между подчинени устройства, които се различават едно от друго по логически адреси. Най-известният протокол в момента е Modbus RTU. Трябва да се отбележи, че RS-485 кабелът няма конкретен тип конектор или извод. С други думи, има терминални конектори, DB9 и други.
Връзка
Често, използвайки представения интерфейс, се среща локална мрежа, която едновременно комбинира няколко вида приемо-предаватели. При осъществяване на RS-485 връзка е необходимо правилно да комбинирате сигналните вериги една с друга. Като правило те се наричат A и B. Така че обръщането на полярността не е причина за притеснение, просто свързаните устройства спират да работят.
При използване на интерфейса RS-485 е необходимо да се вземат предвид някои характеристики на неговата работа. Следователно препоръките са както следва:
1. Оптималната среда за излъчване на сигнал е кабел на базата на усукана двойка.
2. Краищата на кабела трябва да бъдат заглушени с помощта на специализирани крайни резистори.
3. Мрежа, използваща стандартен или USB RS-485, трябва да бъде положена без разклонения в топологията на шината.
4. Устройствата трябва да бъдат свързани към кабела с кабели с възможно най-къса дължина.
Координация
С помощта на крайни резистори стандартният или USB RS-485 гарантира пълно съвпадение на отворения край на кабела с последващата линия. Това напълно елиминира възможността за отражение на сигнала. Номиналното съпротивление на резисторите, свързано с характерния импеданс на кабела и проводниците на базата на усукана двойка, като правило, е около 100-120 ома. Например, познатият в момента кабел UTP-5, който често се използва в процеса на инсталиране на Ethernet, има характерен импеданс от 100 ома.
Що се отнася до други опции за кабел, може да се приложи различен рейтинг. Резисторите могат да бъдат запоени към щифтове на кабелни съединители в крайните устройства, ако е необходимо. Рядко резистори се монтират в самото оборудване, в резултат на което трябва да се монтират джъмпери за свързване на резистора. В този случай, когато е свързано устройство, линията не съвпада. За да осигурите нормалното функциониране на останалата част от системата, ще трябва да свържете подходящ щепсел.
Нива на сигнала
Портът RS-485 приема балансирана схема за предаване на данни. С други думи, нивата на напрежение в сигналните вериги A и B се променят в противофаза. С помощта на сензора се осигурява ниво на сигнал от 1,5 V, като се вземе предвид максималното натоварване. Освен това се осигурява не повече от 6 V, когато устройството работи на празен ход. Нивото на напрежението се измерва по различен начин. На мястото на приемника минималното ниво на приемания сигнал трябва да бъде най-малко 200 mV.
пристрастие
Когато не се наблюдава сигнал по сигналните вериги, се прилага леко отклонение. Той осигурява защита на приемника в случай на фалшива аларма. Експертите съветват да се компенсира малко повече от 200 mV, тъй като тази стойност се счита за съответстваща на зоната на неопределеност на входния сигнал според стандарта. В такава ситуация верига А се приближава до положителния полюс на източника, а верига B се изтегля до общия.
Пример
Въз основа на необходимото отклонение и захранващото напрежение се изчисляват стойностите на резистора. Например, ако искате да получите офсет от 250 mV с крайни резистори, RT = 120 ома. Трябва да се отбележи, че източникът има напрежение 12 V. Като се има предвид факта, че в този случай два резистора са свързани успоредно един на друг и не отчитат натоварването от приемника, токът на отклонение достига 0,0042. В същото време общото съпротивление на веригата за отклонение е 2857 ома. Rcm в този случай ще бъде около 1400 ома. По този начин ще трябва да изберете най-близкия деноминация. Пример ще бъде резистор 1,5 kΩ. Необходимо е за изместване. Освен това се използва външен резистор 12 волта.
Трябва също да се отбележи, че системата има изолиран изход от захранването на контролера, което е основната връзка в собствения сегмент на веригата. Вярно е, че има и други опции за извършване на отместване, при които се включва RS-485 конвертор и други елементи, но все пак трябва да се има предвид, че възелът, осигуряващ изместването, понякога ще се изключи или в крайна сметка ще бъде напълно премахнат от мрежата . Когато има изместване, потенциалът на верига А при пълен празен ход се приема за положителен по отношение на верига Б. Това действа като ориентир, когато ново оборудване е свързано към кабела без използване на маркировка на проводници.
Неправилно окабеляване и изкривяване
Изпълнението на препоръките, посочени по-горе, позволява да се постигне правилно предаване на електрически сигнали до различни точки на мрежата, когато се използва протоколът RS-485 като основа. Ако поне едно от изискванията не е изпълнено, се получава изкривяване на сигнала. Най-забележимите изкривявания се появяват, когато скоростта на обмен на информация е над 1 Mbps. Вярно е, че дори при по-ниски скорости не се препоръчва да пренебрегвате тези съвети. Това правило важи и при нормална работа на мрежата.
Как да програмирам?
При програмиране на различни приложения, които работят с устройства, използващи RS-485 сплитер и други устройства с представения интерфейс, трябва да се имат предвид няколко важни точки.
Преди да започне доставката на пратката, е задължително да активирате предавателя. Струва си да се отбележи, че според някои източници издаването може да се извърши веднага след активиране. Въпреки това някои експерти съветват първо да направите пауза, равна по време на скоростта на излъчване на един кадър. В този случай правилната програма за получаване може да има време да идентифицира напълно грешките на преходния процес, който е в състояние да извърши процедурата за нормализиране и да се подготви за следващото приемане на данни.
Когато бъде издаден последният байт данни, трябва също да направите пауза, преди да изключите RS-485 устройството. Това в известен смисъл се дължи на факта, че контролерът на серийния порт често има два регистъра едновременно. Първият е паралелен вход, той е предназначен за получаване на информация. Вторият се счита за изход на смяна, използва се за целите на последователен изход.
При предаване на данни от контролера всички прекъсвания се генерират, когато входният регистър е празен. Това се случва, когато информацията вече е предоставена в регистъра за смяна, но все още не е издадена. Това е и причината, че след прекратяване на излъчването е необходимо да се поддържа известна пауза преди да изключите предавателя. Трябва да е с около 0,5 бита по-дълъг от рамката във времето. При по-точни изчисления се препоръчва да се проучи по-подробно техническата документация на използвания контролер на серийния порт.
Възможно е предавателят, приемникът и RS-485 преобразувателят да са свързани към обща линия. Така собственият приемник също ще започне да възприема предаването, извършено от собствения предавател. Често се случва, когато в системи, които се характеризират с произволен достъп до линията, тази функция се използва при проверка на липсата на сблъсък между два предавателя.
Конфигурация на формат на автобуса
Представеният интерфейс има възможност за комбиниране на устройства във формат "шина", когато цялото оборудване е свързано с помощта на един чифт проводници. Това предвижда, че комуникационната линия трябва задължително да бъде съгласувана от крайни резистори на двата края. За да се гарантира това, е необходимо да се монтират резистори, които се характеризират със съпротивление от 620 ома. Те винаги се монтират на първото и последното устройство, свързано към линията.
Като правило съвременните устройства имат вградено крайно съпротивление. Ако е необходимо, той може да бъде свързан към линията чрез инсталиране на специален джъмпер на платката на устройството. Струва си да се отбележи, че джъмперите са инсталирани първо в състояние на доставка, така че трябва да ги премахнете от всички устройства с изключение на първото и последното. Трябва също да се отбележи, че в ретранслаторните преобразуватели на модела S2000-PI за отделен изход, съответстващото съпротивление се активира с помощта на превключвател. Що се отнася до устройствата S2000-KS и S2000-K, които се характеризират с вградено крайно съпротивление, за свързването му не е необходим джъмпер. За осигуряване на дълга връзка е желателно да се използват специализирани повторители-повторители, които са предварително оборудвани с напълно автоматично превключване на посоката на предаване.
Звездна конфигурация
Всички шпори на линията RS-485 се считат за нежелателни, тъй като това би довело до прекомерно изкривяване на сигнала. Въпреки че от гледна точка на практиката е възможно да се позволи това, когато има малка дължина на клона. Това не изисква инсталиране на крайни резистори на отделни клонове.
В системата RS-485, където управлението се осигурява с помощта на конзолата, когато резистори и устройства са свързани към една и съща линия, но захранвани от различни източници, е необходимо да се комбинират 0 V вериги на всички устройства и конзолата, за да се да постигнат изравняване на потенциалите си. Когато това изискване не е изпълнено, дистанционното управление може да има прекъсваща комуникация с устройства. При използване на проводник с няколко усукани двойки може да се използва напълно безплатна двойка за веригата за изравняване на потенциала, ако е необходимо. Освен това е възможно да се използва екраниран кабел с усукана двойка, ако няма екранирано заземяване.
Какво трябва да се има предвид?
В повечето случаи токът, преминаващ през проводника за изравняване на потенциала, се счита за доста малък. Ако 0 V устройства или самите източници на захранване са свързани към няколко локални заземителни шини, тогава потенциалната разлика между различните 0 V вериги може да достигне няколко единици. Понякога тази стойност е на десетки волта, а токът, който протича през веригата за изравняване на потенциала, е доста значителен. Често това е причината да има нестабилна връзка между дистанционното управление и устройствата. В резултат на това те дори са способни да се провалят.
По този начин е необходимо да се изключи възможността за заземяване на веригата 0 V или заземяването на тази верига в определена точка. Освен това трябва да се вземе предвид възможността за връзка между 0 V и веригата за защитно заземяване, която присъства в оборудването, използвано в алармената система. Трябва да се отбележи, че в съоръжения, където е типична сравнително трудна електромагнитна среда, е възможно да се свържете към тази мрежа с помощта на екраниран кабел с усукана двойка. Остава да се подчертае, че в тази ситуация може да има по-малък ограничаващ диапазон, тъй като капацитетът на проводника се счита за по-висок.
