Interfara seriala RS485

Interfara seriala RS485

Interfata seriala RS-485

Introducere:

Legatura dintre calculatoare si periferice implica un mediu de transmisie (cablu , fibra optica , canal radio) si interfetele care asigura conectarea la mediul de transmisie. Alegerea interfetei si mediului depinde de cerintele legaturii( viteza de transmisie, calitatea serviciului, intarzierea cu care soseste semnalul, numarul de noduri, acess multiplu). Caracteristica principala a a oricarei magistrale seriale este transmisia secventiala, bit cu bit, a informatiilor, folosindu-se un numar redus de semnale (linii de comunicatie). In contrast, o magistrala paralela permite transferul simultan al mai multor biti (8, 16, 32), folosind in acest scop mai multe linii de date. In principiu transmisia seriala asigura o viteza de transfer mai redusa, in comparatie cu transmisia paralela, insa este mai economica (numar mai redus de linii de transmisie), iar distanta maxima de transfer este semnificativ mai mare.

Cele mai pupolare interfete seriale sunt :

RS-232 - uitilizata pentru viteze de transfer si distante mici intre doua entitati (2 calculatoare , calculator-modem,etc) ;

RS-485- utilizata pentru viteze de trensfer si distante mari intre doua sau mai multe entitati.

Denumirea de RS vine de la 'Recommended Standard' si a fost introdus initial de Electronic Industries Association (EIA). Standardele elaborate apoi de EIA si Telecommunications Industry Association (TIA) au inlocuit prefixul RS cu EIA/TIA, dar denumirea de RS s-a pastrat , in virtutea traditiei.

Tehnicile de transmisie a datelor folosesc fie reprezentarea prin nivele a bitilor, un exemplu fiind interfata RS232, fie reprezentari diferentiale, de exemplu interfetele RS- 422, RS-485 sau standardul PROFIBUS.

Nivele de semnal pentru interfetele RS-232 si RS-485 sunt cele din figura urmatoare:

Interfata seriala RS-485

Acest standard a fost conceput cu scopul de a extinde si imbunatati posibilitatile de comunicatie pe o linie seriala. Dintre imbunatatirile avute in vedere se pot aminti :

cresterea distantei maxime de comunicatie ( aprox. 1 Km)

cresterea imunitatii la zgomot

posibilitatea realizarii unei comunicatii multipunct ( comunicatie in retea)

utilizarea unui mediu ieftin de comunicatie

Standardul RS-485 asigura o transimisie bidirectionala de tip semi-duplex pentru mai multe emitatoare(drivere) si receptoare conectate la acelasi bus de date.

Interconect ri in standardul RS-485

Interfa a RS-422 asigura legatura unui singur driver cu mai multe receptoare (pana la 10), la distante de pana la 1300 m cu viteze de 100 kbiti/s, dar driverele sale nu pot fi folosite in cazul RS- 485, deoarece nu pot controla busul in md adecvat.

Avantaje:

Dezavantaje:

Specificatiile sunt limitate la nivelul fizic, protocoalele de transmisie nu sunt reglementate ;

Nu prezinta izolare galvanic , in acest scop fiind necesare alte circuite;

Acest protocol specifica urmatoarele :

- se utilizeaza un tronson de cablu bifilar torsadat, care are la cele doua capete terminatoare (rezistente) ; ambele linii se utilizeaza pentru transmisie, neexistind fir de masa.

codificarea datelor binare se face prin tensiuni diferentiale pozitive si negative masurate pe cele doua linii ale tronsonului ; acest lucru eliminand influenta semnalelor de mod comun asupra liniei de transmisie, care pot fi produse prin cuplaj inductiv sau de interferente  ; tensiunea diferentiala minima considerata o data valida este de +/-200 mV.

circuitele de emisie conectate pe acelasi tronson au iesiri de tip tri-state, pentru a permite accesul multiplu, al mai multor echipamente, la acelasi tronson de comunicatie ; accesul se face multiplexat in timp

Protocolul nu precizeaza structura datelor transmise, mecanisme de control al fluxului de date sau mecanisme de detectie a erorilor. Acestea pot fi preluate din alte standarde seriale de comunicatie (ex :RS232 sau SDLC/HDLC) sau pot fi definite de utilizator. Acest protocol se utilizeaza ca suport pentru o serie de protocoale pentru retele industriale ( ex : CAN, Profibus).

Specificatiile interfetei RS-485

Introducerea de rezistori de adaptare este essential pentru determinarea comportarii fail-safe a interfetei. Linia diferentiala RS-485 este formata din doi pini: A '-',pinul inversor care este negative , respective B '+' pinul neinversor care este pozitiv. Standardul actual considera doar denumirea de A respective B. De asemenea este specificat si un pin C, acesta reprezentand pamantul.

Considerand cele dous fire ale busului A si B, daca A este mai mare decat B cu cel putin 200 mV , iesirea receptorului va semnaliza un bit '1', iar daca B este mai mare ca A cu cel putin 200 mV, se otine un bir '0'.

Regimul semi-duplex foloseste cea de-a treia stare de impedanta ridicata pe care masterul o imprima busului dupa transmisia unui mesaj spre sclavi. In cea de a treia stare, daca nu exista semnal pe bus, iesirea receptorului este nedefinits, deoarece nu exists diferenta de potential intre fire. Daca accidental iesirea receptorului este '0', sclavii il pot interpreta ca un nou bit de start si incearcs sa citeasca starea busului, care este in zero. Octetul astfel citit nu are bit de stop, ceea ce face ca transmisia sa fie blocata.

Exemplul formerei de unda:

Figura arata potentialele pinilor '+' si '-' a unei linii RS-485 in timpul transmisiei unui bit de date.

Reteaua RS485 este folorita in aplicatiile industriale pentru a comunica pe distante mari (de pana la 1km) si pentru a conecta intre ele diverse dispozitive si echipamente: PLC-uri, PC-uri, utilaje si dispozitive cu interfata RS485 sau RS232.

Convertor RS-232/ RS-485

Bibliografie:

https://en.wikipedia.org/wiki/RS-485

https://www.georgianabuta.com/domotica/CAP7.pdf