**1 **סקירה כללית של RS-485
כמו RS-232, RS-485 הוא תקן תקשורת טורית. הייעוד הרשמי הנוכחי שלה הוא TIA-485/EIA-485-A, אך נהוג להתייחס אליו כתקן RS-485. RS-485 נמצא בשימוש נרחב בתעשיות כגון אוטומציה תעשייתית, רכב וניהול מבנים. בתוך סדרת תקני EIA, פרוטוקול RS-485 נחשב לרב-תכליתי, ומפגין ביצועים מצוינים בכל ארבעת תקני התקשורת הטורית.
האוטובוס RS-485 מתגבר על החסרונות של RS-232 - כלומר, מרחק התקשורת הקצר שלו וקצב הנתונים הנמוך שלו. RS-485 תומך בקצבי נתונים של עד 10 Mbit/s ובעל מרחק תקשורת תיאורטי של עד 1,200 מטר. שלא כמו השידור החד-קצה של RS-232, RS-485 משתמש בשידור דיפרנציאלי באמצעות זוג חוטי זוג מעוותים, כאשר חוט אחד מסומן כ-A והשני כ-B.
**2 **שכבה פיזית RS-485
השכבה הפיזית RS-485 אחראית על העברת נתונים גולמיים בין התקנים ואמצעי השידור הפיזי. הוא מטפל בהמרה של אותות חשמליים לנתונים דיגיטליים, תוך הגדרת רמות מתח, תזמון, קצבי נתונים ופרמטרים אחרים.
① אותות דיפרנציאליים
כבלים למרחקים ארוכים מביאים להנחתת האות ומגדילים את הסבירות לרעש והפרעות. זה מתבטא כשינויים במשרעת המתח בכבלים A ו-B. עם זאת, היתרון בשימוש בקווים דיפרנציאליים הוא שהפחתת ההפרש בין שני האותות מבטלת את ההפרעות, ומאפשרת לצאת לאות רגיל. היכולת של מקלט דיפרנציאלי להתעלם ממתחים זהים בשני קווי האות נקראת דחיית מצב נפוץ-.
התקן מציין שהלוגיקה 1 היא +2V ל-+6V, והלוגיקה 0 היא -6V עד -2V.
RS-485 אינו דורש מתח אוטובוס ספציפי; זה מתייחס רק למתח ההפרש המינימלי. על פני אורכי כבלים ארוכים יותר, המתח המתקבל על ידי המקלט עשוי לרדת ל-+/- 200 mV, וזה עדיין מקובל לחלוטין עבור RS-485 - זהו אחד היתרונות של RS-485.
מקלטי משדר רבים עומדים בתקן TIA/EIA-485A או אפילו עולים עליהם; עם זאת, ביישומים מעשיים, הפרמטרים שצוינו של המכשיר מקבלים עדיפות. לדוגמה, סף הכניסה השלילי המינימלי עבור מקלט משדר מסוים הוא -200 mV.
② הגדרות אותות
הגדרות קו אות RS-485
תרשים סכמטי של מחברי DB9 זכר ונקבה
| DB9 | מחוון טבעת | שם סיכה |
|
1 |
CD | זיהוי הספק |
| 2 | RXD | קבלת נתונים |
| 3 | TXD | העברת נתונים |
| 4 | DTR | מסוף נתונים מוכן |
| 5 | GND | מערכת קרקע |
| 6 | DSR | נתונים מוכנים |
| 7 | RTS | שלח בקשה |
| 8 | CTS | נקה לשידור |
| 9 | RI | מחוון טבעת |
הקצאת פינים של DB9
Carrier Detect (CD) אות בקרה זה משמש כאשר המודם מודיע למחשב שהוא זיהה אות נושא שהמחשב יכול להשתמש בו להעברת נתונים.
קבל נתונים (RXD) קו זה משמש להעברת נתונים בין שני מקורות. דוגמה לכך היא נתונים המתקבלים מהמודם ומועברים למחשב.
שידור נתונים (TXD) זהו הקו הנושא למעשה את הנתונים המועברים.
Data Terminal Ready (DTR) אות זה מציין שהמחשב מוכן לשדר נתונים.
הארקת מערכת (GND) מתייחסת לחיבור פיזי לאדמה, המשמש כקו בסיס למדידת מתח במעגל או כנתיב משותף להחזרת זרם.
דיאגרמת Pinout עבור מחברי 25-Pin RS-485 חצי דופלקס ומחברים דופלקסים מלאים
בהשוואה לאות DTR, האות Data Set Ready (DSR) מודיע למחשב או למסוף שהמודם פועל ומסוגל לקבל נתונים.
עבור אות זה, נדרש מתח חיובי כדי לאפשר את האות Ready to Send (RTS). זה מצביע על כך ש-יש הפרעות שידור חופשי בין מערך הנתונים למסוף הנתונים.
לאחר יצירת חיבור בין מסוף הנתונים למודם, אות Clear to Send (CTS) משודר כדי לאשר שמסוף הנתונים אישר שניתן להתחיל תקשורת.
מחוון הצלצול (RI) משמש להתריע למודם המפעיל את מערך הנתונים כי זוהה אות- בתדר נמוך. אות זה רק מזהיר את מסוף הנתונים ואינו משפיע על העברת הנתונים בין המכשירים.
הקצאות פינים מתחברות למחברי DB9 ו-DB25 באמצעות 2 ו-4 אנשי קשר, בהתאמה.
הקווים TxD+ ו-TxD- במחבר DB25 משדרים נתונים, בעוד שקווי RxD+ ו-RxD- נושאים נתונים שהתקבלו. מכיוון שמדובר באותות דיפרנציאליים, הם יכולים להיות מועברים למרחקים ארוכים יותר.
ממשק RS-485 עולה על פרוטוקול RS-232 מבחינת מרחק שידור וקצב נתונים. הוא תומך בקצבי נתונים של 30-35 Mbps למרחקים של עד 10 מטרים. ניתן להשיג קצבי נתונים של 100 Kbps על פני מרחקים של עד 1,200 מטר. RS-485 משמש בעיקר בתצורות מרובות נקודות המנצלות את הממשק הדיפרנציאלי המאוזן שלו.
כפי שמוצג ב-Pinout של כבל RS-485, ממשק זה כולל את כל האותות בתצורה דיפרנציאלית.
● האותות CTS+ ו-CTS-, כמו גם האותות RTS+ ו-RTS-, משמשים כאותות בקרת לחיצת יד.
● TxD+ ו-TxD- משמשים להעברת נתונים.
● RxD+ ו-RxD- הם הקווים המשמשים לקבלת נתונים.
תצורה מרובת נקודות יכולה לחבר עד 32 מכשירים להתקן בקרה יחיד. ה-VSAT NMS (מערכת ניהול רשת) היא דוגמה כזו. ביישום זה, תוכנות הפועלות על מחשב אישי יכולות לנטר ולשלוט בתתי מערכות שונות. אלה כוללים את MUX, מודם, ממירי RF למעלה/למטה ורכיבי רשת אחרים. כדי שסוג זה של יישום יפעל כראוי, נדרשים מחברי RS-485 מחווטים כהלכה הן במחשב המריץ את יישום NMS והן בכל מערכות המשנה המחוברות.
תיאור ממשק RS485
ממשק ה-RS485 (EIA485) הוכח כחזק ביותר, ובשל הטופולוגיה המרובה -נקודות שלו, הפך לפרוטוקול התקשורת הפופולרי ביותר במגזר התעשייתי. פרוטוקול RS422 דומה ל-RS485 בכך ששניהם משתמשים באותות דיפרנציאליים להעברת נתונים.
ישנם שני סוגים של RS-485:
● לחצי-דופלקס RS-485 יש 2 פינים.
● דופלקס מלא- RS-485 כולל 4 פינים.
אתה יכול להשתמש במצב דופלקס מלא-כאשר אתה צריך לשלוח ולקבל נתונים בו-זמנית. במצב חצי-דופלקס, אתה יכול לשלוח או לקבל נתונים רק בכל זמן נתון.
טווח המתח בקו הוא -7 V עד +12 V.
אין צורך בסוג מחבר ספציפי כדי ליישם את פרוטוקול RS-485, אך ברוב המקרים נעשה שימוש במחברי DB9 או בלוקים מסוף.
למחברי RS-485 ספציפיים עשויים להיות תצורות פינים שונות. אתה יכול לקבוע את התצורה בפועל על סמך התיעוד שסופק עם ההתקן.
חיבור מכשיר RS-485 עם 2 פינים-הקצאת פינים חצי דופלקס RS-485
חיבור מכשיר RS-485 עם 4 פינים-הקצאת פינים RS-485 דופלקס מלא
ממירי RS-485 רבים כיום תואמים ל-RS-422, כך שלעתים קרובות תראה אותות המסומנים T/R+ ו-T/R- בממירים אלה, התואמים את A+ ו-B- של RS-485.
③ טופולוגיה
RS-485 תומך בתצורות שתי-חוטים וארבעה-תילים. תצורת הארבעה-חוטים מוגבלת לתקשורת נקודה-ל-נקודה, והיא נמצאת בשימוש נדיר כיום; תצורת שני החוטים נמצאת בשימוש נפוץ יותר. תצורה זו משתמשת בטופולוגיית אפיק, המאפשרת לחבר עד 32 צמתים באוטובוס בודד.
בדומה ל-I²C, האוטובוס RS-485 פועל במצב מאסטר-slave. הוא תומך הן במצב עבדות נקודה-ל-נקודה בודדת- והן במצב עבד רב-, אך אינו תומך במצב ריבוי מאסטר.
