שפר את אמינות האוטובוס RS485 ושיטות פתרון בעיות

בתקשורת למרחקים-ארוכים בין MCU במספר תוכניות, RS485 בשל עיצוב חומרה פשוט, קל לשליטה, עלות נמוכה ויתרונות נוספים נמצאים בשימוש נרחב באוטומציה של מפעלים, בקרה תעשייתית, ניטור קהילתי, דיווח אוטומטי של שמירה על מים ותחומים נוספים. עם זאת, אפיק RS485 באנטי--הפרעות,-הסתגלות עצמית, יעילות תקשורת והיבטים אחרים של הליקויים עדיין קיימים, חלק מהפרטים של טיפול לא תקין יובילו לעתים קרובות לכשלי תקשורת או אפילו שיתוק מערכת וכשלים אחרים, כך שכדי לשפר את תוכנית ההתאמה האחרת יותר-החוסכת בחשמל היא התאמת RC באמצעות קבל

השימוש בקבל C לבודד את רכיב ה-DC, אתה יכול לחסוך את רוב הכוח, אבל הערך של הקיבול C הוא נקודה קשה, אתה צריך לעשות פשרה בין צריכת חשמל ואיכות התאמה. בנוסף לשניים לעיל יש תוכנית התאמת דיודות, תוכנית זו אינה משיגה התאמה אמיתית, אך היא משתמשת באפקט ההידוק של הדיודה, מחלישה במהירות את האות המשתקף כדי לשפר את איכות האות, אפקט חיסכון באנרגיה הוא משמעותי.

(2) נגד משיכת-מסוף תצורת RO ו-DI

נתוני תקשורת אסינכרוניים מועברים בצורה של בתים, ולפני שידור כל בייט, מתממשת לחיצת יד על ידי ביט התחלה ברמה- נמוכה. כדי למנוע מאותות מפריעים להפעיל בטעות את RO (יציאת מקלט) ליצירת קפיצות שליליות, כך שה-MCU בקצה המקבל יכנס למצב הקבלה, מומלץ לחבר את RO לנגד משיכה חיצוני של 10kΩ-למעלה.

(3) ודא שהמערכת מופעלת על שבב RS485 במצב קלט קליטה

למסוף בקרת המשדר מומלץ להשתמש בפין ה-MCU דרך המהפך לצורך בקרה, לא כדאי להשתמש בפין ה-MCU ישירות לשליטה, על מנת למנוע הפרעה לאפיק כאשר ה-MCU מופעל, כפי שמוצג באיור 4.

(4) בידוד אוטובוס

אפיק RS485 עבור ממשק שני-תיל מקבילים, ברגע שכשל שבב עשוי להיות האוטובוס "משוך מת", ולכן יש לבודד את שני-יציאת החוטים VA, VB והאוטובוס. בדרך כלל ב-VA, VB ובאוטובוס בין כל סדרה של נגד 4 ~ 10Ω PTC, בו-זמנית עם האדמה על פני דיודה 5V TVS כדי לחסל הפרעות נחשולי קו. אם אין נגד PTC ודיודת TVS, ניתן להחליף נגד רגיל ווסת מתח.

(5) בחירה סבירה של צ'יפס

לדוגמה, על מנת למנוע השפעה אלקטרומגנטית (ברק) חזקה על ציוד חיצוני, מומלץ להשתמש בשבב מכת ברק 75LBC184 של TI, מספר הצמתים הנדרש למספר גדול יותר של SIPEX SP485R אופציונלי.

2. תצורת רשת RS485

(1) מספר צמתי הרשת

מספר צמתי הרשת ויכולת כונן השבב RS485 שנבחר ועכבת הכניסה של המקלט, כגון 75LBC184 ערך מרבי נומינלי של 64 נקודות, ערך מרבי נומינלי של SP485R של 400 נקודות. בשימוש בפועל, בשל אורך הכבל, קוטר החוט, הפצת הרשת, קצב השידור שונה, המספר האמיתי של הצמתים אינו עומד בערך התיאורטי. לדוגמה, אם ה-75LBC184 משמש ברשת RS485 עם התפלגות של 500 מ' ומספר הצמתים עולה על 50 או שהקצב גדול מ-9.6kb/s, אמינות העבודה יורדת משמעותית. בדרך כלל מספר צמתים מומלץ לפי הערך המרבי של שבב RS485 של 70% מהבחירה, קצב השידור של 1200 ~ 9600b/s בין הבחירה. מרחק תקשורת של 1 ק"מ או פחות, מיעילות התקשורת, מספר הצמתים, מרחק התקשורת ושיקול מקיף אחר של הבחירה של 4800b / s הטוב ביותר. כאשר מרחק התקשורת הוא יותר מ-1 ק"מ, יש לשקול לשפר את האמינות של העברת הנתונים על ידי הגדלת מודול הממסר או הפחתת הקצב.

(2) מרחק הצומת והגזע

תיאורטית, המרחק בין הצומת RS485 לטראנק (כותרת T-, הידועה גם בתור ה-Lead-in line) ככל שקצר יותר כך טוב יותר. T-header פחות מ-10m צמתים באמצעות T-סוג, לחיבור אין השפעה רבה על התאמת הרשת, ניתן להבטיח כי השימוש ב-node, אבל עבור ה-node יש להשתמש במרווח קטן מאוד (פחות מ-1 מטר, כמו מסך שילוב מודול LED) כדי לחבר את הכוכב, אם החיבור מסוג T-או חרוז- אינו יכול לתפקד כראוי. RS485 הוא RS485 הוא חצי-מבנה דופלקס של אפיק התקשורת, המשמש בעיקר עבור זוג של מערכת תקשורת מרובת{{14} (PC) צריך להיות ממוקם בקצה אחד, לא לשים באמצע ואת היווצרות של תא המטען של התפלגות בצורת T-.

3. שפר את יעילות התקשורת RS485

RS485 משמש בדרך כלל בזוג של מערכת תקשורת מרובת-נקודות מאסטר-תגובת עבדים, בהשוואה לאוטובוסים דופלקסים מלאים, כגון RS232, היעילות נמוכה בהרבה, לכן חשוב מאוד לבחור את פרוטוקול התקשורת ואת מצב הבקרה המתאים.

(1) בקרת מצב-יציב באוטובוס (אות לחיצת יד)

רוב המשתמשים בוחרים לשלוח נתונים לפני 1ms ישלח ויקבל מסוף בקרה TC מוגדר לרמה גבוהה, כך שהאוטובוס נכנס למצב שליחה יציב לפני שליחת נתונים; נתונים שנשלחו ולאחר מכן עוכבו 1ms לאחר שמסוף TC הוגדר לרמה נמוכה, כך שהשליחה האמינה תושלם לפני ההעברה למצב הקבלה. לדברי המחבר להשתמש בצד TC של עיכוב כבר 4 מחזורי מכונה כדי לעמוד בדרישות.

(2) על מנת להבטיח את איכות העברת הנתונים, יש לבדוק כל בייט תוך מזעור מאפייני המילה ומילת הזוגיות.

פורמט החבילות המקובל מורכב מקוד bootstrap, קוד אורך, קוד כתובת, קוד פקודה, נתונים, קוד בדיקה וקוד זנב, ואורך כל מנה מגיע ל-20-30 בתים. במערכת RS485 פרוטוקול כזה אינו תמציתי במיוחד. מומלץ למשתמשים להשתמש בפרוטוקול MODBUS, הפרוטוקול נמצא בשימוש נרחב בשמירה על מים, הידרולוגיה, חשמל וציוד ומערכות אחרות בתעשייה בתקן הבינלאומי.

ספק כוח מעגל ממשק 4.RS485, הארקה

עבור רשת המדידה והבקרה שנוצרה על ידי ה-MCU בשילוב עם מיקרו-מערכות RS485, יש לתת עדיפות לשימוש בתוכנית אספקת חשמל עצמאית של מיקרו-מערכות, עדיף לא להשתמש באספקת חשמל גדולה למיקרו-מערכות באספקת חשמל מקבילה, במקביל, קו החשמל (AC ו-DC) לא יכול לחלוק את אותו כבל מרובת ליבות עם קו האות RS485. יש להשתמש בקו האות RS485 לבחירת שטח החתך- של 0.75mm2 או יותר של זוג חוטים מעוות במקום קווים ישרים שטוחים. עבור כל קיבולת קטנה- אספקת חשמל DC בחירת ספק כוח ליניארי LM7805 מאשר הבחירה של ספק כוח מיתוג מתאים יותר, כמובן, צריך לשים לב להגנה של LM7805.

(1) יש לחבר את הכניסה והארקה של LM7805 על פני הקבלים האלקטרוליטיים של 220 ~ 1000μF.

(2) דיודה 1N4007 הפוכה מקלט ויציאה של LM7805; (2) LM7805 דיודת קלט ויציאה הפוכה 1N4007.

(3) פלט LM7805 והארקה צריכים להיות מחוברים על פני קבלים אלקטרוליטיים 470 ~ 1000μF וקבלים מונוליטיים 104pF ודיודה הפוכה 1N4007;

(4) עדיף מתח כניסה של 8 ~ 10V, הטווח המרבי המותר הוא 6.5 ~ 24V. ניתן להשתמש ב-PT5100 של TI כדי להחליף את ה-LM7805, על מנת להשיג קלט מתח רחב במיוחד של 9 ~ 38V.

5. בידוד אופטי

באזורים מסוימים של בקרה תעשייתית, בשל מורכבות הסצנה, קיים מתח נפוץ גבוה בין הצמתים. אמנם ממשק RS485 הוא שיטת שידור דיפרנציאלית, עם מידה מסוימת של התנגדות להפרעות במצב-שכיח, אך כאשר מתח המצב-הנפוץ חורג מהמגבלה של מתח קליטת מקלט ה-RS485, כלומר גדול מ-+12V או פחות מ-7V, המקלט כבר לא יכול לעבוד כמו שצריך ובמקרים חמורים יותר, ובמקרים חמורים ישרף. מכשור.

הפתרון לבעיות כאלה הוא לבודד את ספק הכוח של המערכת ואת אספקת הכוח של מקלט המשדר RS485 דרך DC-DC; בידוד אות באמצעות מצמד אופטו כדי לבטל לחלוטין את ההשפעה של מתח מצב משותף. ניתן לחלק את הדרך למימוש תוכנית זו ל:

(1) השתמש במצמד אופטו, DC-DC עם בידוד, שבב RS485 כדי לבנות את המעגל;.

(2) שימוש בשבבים משולבים משניים, כגון PS1480, MAX1480 וכו'.

מערכת 6.RS485 של כשלים ושיטות עיבוד נפוצות

RS485 היא מערכת תקשורת בעלות-נמוכה, קלה-ל-תפעול, אך היציבות של החלשים בו זמנית משתלבת חזק, בדרך כלל יש כשל בצומת יוביל למערכת כולה או לשיתוק מקומי, וקשה לשפוט. לכן, הקורא מתוודע לכמה מהשיטות הנפוצות לתחזוקת RS485.

(1) אם המערכת משותקת לחלוטין, בעיקר בגלל שבב צומת VA, VB היה תקלת חשמל, השימוש במולטימטר למדידת ה-VA, VB בין מתח המצב הדיפרנציאלי הוא אפס, ומתח המצב המשותף לאדמה גדול מ-3V, בשלב זה אתה יכול למדוד את גודל המתח המשותף-למצב הנפוץ,{3} מתח מצביע על כך שככל שנקודת הכשל קרובה יותר, ולהיפך, כך רחוק יותר.

(2) אפיק מספר צמתים עוקבים לא יכול לעבוד כראוי. נגרם בדרך כלל על ידי אחד מהכשלים בצומת. כשל בצומת יוביל לכך ש-2 עד 3 הצמתים השכנים (בדרך כלל שלאחר מכן) לא יוכלו לתקשר, ולכן הוא ינותק מהאוטובוס אחד אחד, כגון צומת מנותק מהאוטובוס יכול לחזור לקדמותו, מה שמצביע על כשל הצומת.

(3) מערכת אספקת חשמל מרכזית RS485 בהפעלה-לעיתים קרובות נראה שחלק מהצומת אינו נורמלי, אך כל פעם אינו בדיוק אותו הדבר. זה נובע מכך שתכנון מסוף הבקרה של מקלט-משדר RS485 אינו סביר, מה שגורם לבלבול מצב מקלט-משדר-על הפעלת המיקרו-מערכת ובכך מוביל לחסימת אוטובוס. שיטת השיפור היא להוסיף את מתג ההפעלה של המיקרו-מערכת ולאחר מכן להפעיל בנפרד.

(4) המערכת רגילה ביסודה אך כשל בתקשורת מתרחש מדי פעם. בדרך כלל בשל בניית הרשת אינה סבירה, וכתוצאה מכך אמינות המערכת היא במצב קריטי, עדיף לשנות את היישור או להגדיל את מודול הממסר. אחת משיטות המגירה היא להחליף את הצומת שנכשל בשבב עם ביצועים טובים יותר.

(5) עקב כשל MCU שנגרם על ידי הצד TC של מצב שיער ארוך ומשוך את האוטובוס מת חתיכה. הזכירו לקורא לא לשכוח לבדוק את צד ה-TC, למרות שה-RS485 מספק מתח מצב דיפרנציאלי גדול מ-200mV שיכול לעבוד כמו שצריך. אבל המדידה בפועל: מערכת- מנוהלת היטב של מתח מצב דיפרנציאלי היא בדרך כלל סביב 1.2V (בשל התפלגות הרשת, הבדלי קצב עשויים להפוך את המתח במצב הדיפרנציאלי לטווח של 0.8 ~ 1.5V).