Mikä on RS485-liitännän idea ensin?
Lyhyesti sanottuna se on sähköisten ominaisuuksien standardi, jonka määrittelevät Telecommunications Industry Association ja Electronic Industries Alliance. Tätä standardia käyttävä digitaalinen viestintäverkko voi lähettää tehokkaasti signaaleja pitkiä matkoja ja ympäristöissä, joissa on korkea elektroninen kohina. RS-485 mahdollistaa edullisien paikallisverkkojen ja monihaaraisten tietoliikenneyhteyksien konfiguroinnin.
RS485:ssä on kahden tyyppisiä johdotuksia: kaksijohtiminen järjestelmä ja nelijohdinjärjestelmä. Nelijohtiminen järjestelmä voi saavuttaa vain point-to-point -viestinnän, ja sitä käytetään nykyään harvoin. Tällä hetkellä käytetään enimmäkseen kaksijohtimista johdotusmenetelmää.
Heikkovirran suunnittelussa RS485-viestintä käyttää yleensä isäntä-orja-viestintämenetelmää, eli yhtä isäntäkonetta, jossa on useita orjia.
Jos sinulla on syvä ymmärrys RS485:stä, huomaat, että sisällä on todella paljon tietoa. Siksi valitsemme joitain asioita, joita yleensä harkitsemme heikon sähkön yhteydessä, kaikkien opittavaksi ja ymmärrettäväksi.
RS-485 Sähkösäännökset
Koska RS-485 on kehitetty RS-422:sta, monet RS-485:n sähkösäännökset ovat samanlaisia kuin RS-422. Jos balansoitu siirto otetaan käyttöön, päätevastukset on kytkettävä siirtolinjaan. RS-485 voi ottaa käyttöön kaksi- ja nelijohdinmenetelmiä, ja kaksijohtiminen järjestelmä voi saavuttaa todellisen monipisteen kaksisuuntaisen tiedonsiirron, kuten kuvassa 6.
Käytettäessä nelijohtimista liitäntää, kuten RS-422, se voi saavuttaa vain point-to-point -viestinnän, eli master-laitteita voi olla vain yksi ja loput ovat orjalaitteita. Siinä on kuitenkin parannuksia verrattuna RS-422:een, ja se voi liittää väylään 32 muuta laitetta riippumatta neli- tai kaksijohdinkytkentätavasta.
RS-485 yhteismuotoisen jännitelähtö on välillä -7V ja +12V, ja RS-485-vastaanottimen pienin tuloimpedanssi on 12k;, RS-485-ohjainta voidaan käyttää RS-422-verkoissa. RS-485, kuten RS-422, suurin lähetysetäisyys on noin 1219 metriä ja suurin siirtonopeus 10 Mb/s. Tasapainotetun kierretyn parin pituus on kääntäen verrannollinen siirtonopeuteen, ja määritettyä kaapelin enimmäispituutta voidaan käyttää vain, kun nopeus on alle 100 kb/s. Suurin siirtonopeus voidaan saavuttaa vain hyvin lyhyellä matkalla. Yleensä 100 metriä pitkän kierretyn parin maksimisiirtonopeus on vain 1 Mb/s. RS-485 vaatii kaksi päätevastusta, joiden resistanssiarvo vastaa siirtokaapelin ominaisimpedanssia. Suorakaiteen muotoisella etäisyydellä lähetettäessä ei tarvita päätevastusta, jota ei yleensä tarvita alle 300 metrin päässä. Päätevastus on kytketty siirtoväylän molempiin päihin.
Tärkeimmät kohdat RS-422:n ja RS-485:n verkkoasennuksessa
RS-422 tukee 10 solmua, kun taas RS-485 tukee 32 solmua, joten useat solmut muodostavat verkon. Verkkotopologia käyttää yleensä terminaalisovitettua väylärakennetta, eikä se tue rengas- tai tähtiverkkoja. Verkkoa rakennettaessa on huomioitava seuraavat seikat:
1. Käytä väylänä kierrettyä parikaapelia ja kytke jokainen solmu sarjaan. Lähtevän linjan pituuden väylästä kuhunkin solmuun tulee olla mahdollisimman lyhyt, jotta minimoidaan lähtevän linjan heijastuneen signaalin vaikutus väyläsignaaliin.
2. On kiinnitettävä huomiota väylän ominaisimpedanssin jatkuvuuteen, ja signaalin heijastus tapahtuu impedanssin epäjatkuvuuksien luokituksessa. Seuraavat tilanteet voivat helposti johtaa tähän epäjatkuvuuteen: väylän eri osissa käytetään erilaisia kaapeleita tai väylän tietylle osalle on asennettu liian monta lähetin-vastaanotinta tai väylään johdetaan liian pitkiä haarajohtoja.
Lyhyesti sanottuna väylänä tulisi olla yksi jatkuva signaalikanava.
Miten siirtokaapelin pituus otetaan huomioon käytettäessä RS485-liitäntää?
Vastaus: RS485-liitäntää käytettäessä suurin sallittu kaapelipituus datasignaalin siirtoon generaattorilta tietyn siirtolinjan kuormaan on datasignaalinopeuden funktio, jota rajoittavat pääasiassa signaalin vääristymät ja kohina. Seuraavassa kuvassa esitetty kaapelin enimmäispituuden ja signaalinopeuden välinen suhdekäyrä saadaan käyttämällä 24 AWG:n kupariydintä kierrettyä paripuhelinkaapelia (johtimien halkaisija on 0,51 mm), jonka linjan välisen ohituskapasitanssi on 52,5 PF/M, ja terminaalin kuormitusvastus 100 ohmia.
Kun datasignaalinopeus laskee alle 90Kbit/S, oletuksena suurimmaksi sallituksi signaalihäviöksi 6dBV, kaapelin pituus on rajoitettu 1200M. Itse asiassa kuvan käyrä on hyvin konservatiivinen ja käytännössä on mahdollista saavuttaa sitä suurempi kaapelin pituus.
Käytettäessä kaapeleita, joiden johdinhalkaisija on erilainen. Saatu kaapelin enimmäispituus on erilainen. Esimerkiksi kun datasignaalinopeus on 600Kbit/S ja käytetään 24AWG-kaapelia, kuvasta voidaan nähdä, että kaapelin maksimipituus on 200m. Jos käytetään 19AWG-kaapelia (jossa langan halkaisija on 0,91 mm), kaapelin pituus voi olla yli 200 m; Jos käytetään 28AWG-kaapelia (jossa langan halkaisija on 0,32 mm), kaapelin pituus voi olla vain alle 200 m.
Kuinka saada aikaan RS-485:n monipisteviestintä?
Vastaus: Vain yksi lähetin voi lähettää RS-485-väylällä kerrallaan. Half duplex -tila, vain yksi master-slave. Full duplex -tilassa isäntäasema voi aina lähettää, ja orja-asemalla voi olla vain yksi lähetys. (Hallitsevat ja DE)
Missä olosuhteissa RS-485-liitännän tiedonsiirrossa on käytettävä päätesovitusta? Kuinka määrittää vastusarvo? Kuinka konfiguroida terminaalien yhteensopivuusvastukset?
Vastaus: Pitkän matkan signaalin lähetyksessä on yleensä tarpeen kytkeä liitinsovitusvastus vastaanottopäähän signaalin heijastumisen ja kaiun välttämiseksi. Liittimen sovitusvastuksen arvo riippuu kaapelin impedanssiominaisuuksista ja on riippumaton kaapelin pituudesta.
RS-485 käyttää yleensä kierrettyjä pariliitäntöjä (suojattuja tai suojaamattomia), joiden liitinresistanssi on tyypillisesti 100 - 140 Ω ja tyypillinen arvo 120 Ω. Varsinaisessa konfiguraatiossa yksi päätevastus on kytketty kumpaankin kaapelin kahdesta napasolmuun, lähimpään ja kauimpana olevaan solmuun, kun taas keskellä olevaa solmua ei voida kytkeä päätevastukseen, muuten tapahtuu tiedonsiirtovirheitä.
Miksi RS-485-liitännällä on edelleen datalähtö vastaanottimesta, kun tietoliikenne katkeaa?
Vastaus: Koska RS-485 edellyttää, että kaikki lähetyksen sallivat ohjaussignaalit on sammutettu ja vastaanotto on voimassa tiedon lähettämisen jälkeen, väyläohjain siirtyy korkean vastuksen tilaan ja vastaanotin voi tarkkailla, onko väylällä uutta tietoliikennetietoa.
Tällä hetkellä väylä on passiivisessa käyttötilassa (jos väylällä on liitinsovitusvastus, linjojen A ja B erotaso on 0, vastaanottimen lähtö on epävarma ja se on herkkä differentiaalisignaalin muutokselle linja AB, jos liitinsovitusta ei ole, väylä on suuren impedanssin tilassa ja vastaanottimen lähtö on epävarma), joten se on alttiina ulkoisille häiriöille. Kun kohinajännite ylittää tulosignaalin kynnysarvon (tyypillinen arvo ± 200 mV), vastaanotin lähettää dataa, jolloin vastaava UART vastaanottaa virheellistä dataa, mikä aiheuttaa myöhempiä normaaleja viestintävirheitä; Toinen tilanne voi tapahtua sillä hetkellä, kun lähetyksen sallimisen ohjaus kytketään päälle/pois, jolloin vastaanotin lähettää signaalin, mikä voi myös aiheuttaa UARTin virheellisen vastaanoton. Ratkaisu:
1) Tiedonsiirtoväylällä menetelmää, jossa vedetään ylös (A-linja) samassa vaihetulopäässä ja vedetään alas (B-linja) vastakkaisessa vaihetulopäässä, käytetään väylän kiinnittämiseen varmistaen, että vastaanottimen lähtö on kiinteä "1" taso; 2) Vaihda liitäntäpiiri MAX308x-sarjan liitäntätuotteisiin, joissa on sisäänrakennettu vianestotila; 3) Eliminointi ohjelmistokeinon avulla, eli 2-5 alkusynkronointitavun lisääminen viestintädatapakettiin, vasta synkronointiotsikon täytyttyä voidaan aloittaa todellinen tietoliikenne.
RS-485:n signaalin vaimennus tietoliikennekaapeleissa
Toinen signaalin siirtoon vaikuttava tekijä on signaalin vaimennus kaapelilähetyksen aikana. Siirtokaapelia voidaan pitää vastaavana piirinä, joka koostuu hajautetun kapasitanssin, hajautetun induktanssin ja resistanssin yhdistelmästä.
Kaapelin hajautettu kapasitanssi C syntyy pääasiassa kahdesta rinnakkaisesta kierretyn parin johdosta. Johdon resistanssilla on vain vähän vaikutusta signaaliin ja se voidaan jättää huomiotta.
Hajautetun kapasitanssin vaikutus RS-485-väylän lähetyssuorituskykyyn
Kaapelin hajautettu kapasitanssi syntyy pääasiassa kahdesta rinnakkaisesta kierretyn parin johdosta. Lisäksi johdon ja maan välillä on myös hajautettu kapasitanssi, jota, vaikka se on hyvin pieni, ei voida jättää huomioimatta analyysissä. Hajautetun kapasitanssin vaikutus väylän lähetyksen suorituskykyyn johtuu pääasiassa perussignaalien lähettämisestä väylällä, joka voidaan ilmaista vain "1" ja "0" tavoilla. Erikoistavussa, kuten 0x01, signaali "0" sallii riittävän latausajan hajautetulle kondensaattorille. Kuitenkin, kun signaali "1" saapuu, hajautetun kondensaattorin varauksen vuoksi ei ole aikaa purkaa, ja (Vin+) - (Vin -) - on edelleen suurempi kuin 200 mV. Tämä johtaa siihen, että vastaanotin uskoo virheellisesti sen olevan "0", mikä lopulta johtaa CRC-vahvistusvirheisiin ja koko datakehyksen lähetysvirheeseen.
Jakelun vaikutuksesta väylään tapahtuu tiedonsiirtovirheitä, mikä johtaa verkon yleisen suorituskyvyn heikkenemiseen. On kaksi tapaa ratkaista tämä ongelma:
(1) Vähennä tiedonsiirtoa;
(2) Käytä kaapeleita, joissa on pieniä hajautettuja kondensaattoreita parantaaksesi siirtolinjojen laatua.
Seuraa CF FIBERLINKiä saadaksesi lisätietoja tietoturvaosaamisesta!!!
Lausunto: Korkealaatuisen sisällön jakaminen kaikkien kanssa on tärkeää. Jotkut artikkelit ovat peräisin Internetistä. Jos havaitset rikkomuksia, ilmoita siitä meille, niin käsittelemme ne mahdollisimman pian.
Postitusaika: 06.07.2023