Podrobné vysvětlení sběrnice RS485

RS485 je elektrický standard, který popisuje fyzickou vrstvu rozhraní, jako je protokol, časování, sériová nebo paralelní data a spoje jsou definovány návrhářem nebo protokoly vyšší vrstvy.RS485 definuje elektrické charakteristiky ovladačů a přijímačů pomocí vyvážených (také nazývaných diferenciální) vícebodových přenosových linek.

Výhody

1. Diferenciální přenos, který zvyšuje odolnost proti hluku a snižuje vyzařování hluku;
2. Dálkové spoje, až 4000 stop (asi 1219 metrů);
3. Rychlost přenosu dat až 10 Mbps (do 40 palců, asi 12,2 metru);
4. Na stejnou sběrnici lze připojit více ovladačů a přijímačů;
5. Široký rozsah společného režimu umožňuje rozdíly zemního potenciálu mezi budičem a přijímačem, což umožňuje maximální napětí společného režimu -7-12V.

Úroveň signálu

RS-485 může provádět přenos na dlouhé vzdálenosti především díky použití diferenciálních signálů pro přenos.Při šumovém rušení lze k posouzení stále použít rozdíl mezi dvěma signály na lince, aby přenosová data nebyla rušena šumem.

Rozdílová linka RS-485 obsahuje následující 2 signály

A: Nereverzní signál
B: Reverzní signál
Může také existovat třetí signál, který vyžaduje společný referenční bod na všech vyvážených vedeních, nazývaných SC nebo G, aby vyvážené vedení správně fungovalo.Tento signál může omezit signál společného režimu přijímaný na přijímací straně a transceiver použije tento signál jako referenční hodnotu pro měření napětí na vedení AB.Standard RS-485 zmiňuje:
Pokud je MARK (logická 1), napětí signálu na lince B je vyšší než na lince A
Pokud je MEZERNÍK (logická 0), je napětí signálu na lince A vyšší než na lince B
Aby nedošlo k nesouhlasu, běžná konvence pojmenování je:
TX+ / RX+ nebo D+ místo B (signál 1 je vysoký)
TX-/RX- nebo D- místo A (nízká úroveň při signálu 0)

Hraniční napětí:
Pokud vstup vysílače přijímá logickou vysokou úroveň (DI=1), napětí na lince A je vyšší než na lince B (VOA>VOB);pokud vstup vysílače přijímá logickou nízkou úroveň (DI=0), napětí na lince A je vyšší než na lince B (VOA>VOB);Napětí B je vyšší než vedení A (VOB>VOA).Pokud je napětí linky A na vstupu přijímače vyšší než napětí linky B (VIA-VIB>200mV), výstup přijímače je logická vysoká úroveň (RO=1);pokud je napětí linky B na vstupu přijímače vyšší než napětí linky A (VIB-VIA>200 mV), výstup přijímače má logickou nízkou úroveň (RO=0).

Jednotkové zatížení (UL)

Maximální počet ovladačů a přijímačů na sběrnici RS-485 závisí na jejich charakteristikách zatížení.Zatížení ovladače i přijímače se měří vzhledem k jednotkovému zatížení.Norma 485 stanoví, že k přenosové sběrnici lze připojit maximálně 32 jednotkových zátěží.

Pracovní režim

Rozhraní sběrnice může být navrženo dvěma způsoby:
Half-Duplex RS-485
Plně duplexní RS-485
Pokud jde o vícenásobné konfigurace poloduplexní sběrnice, jak je znázorněno na obrázku níže, data lze přenášet současně pouze jedním směrem.

Konfigurace plně duplexní sběrnice je znázorněna na obrázku níže, což umožňuje obousměrnou současnou komunikaci mezi master a slave uzly.

Ukončení autobusu a délka větve

Aby se zabránilo odrazu signálu, musí mít vedení pro přenos dat koncový bod, když je délka kabelu velmi dlouhá, a délka větve by měla být co nejkratší.
Správné zakončení vyžaduje zakončovací odpor RT přizpůsobený charakteristické impedanci Z0 přenosového vedení.
Norma RS-485 doporučuje pro kabel Z0=120Ω.
Kabelové kanály jsou obvykle zakončeny odpory 120Ω, jedním na každém konci kabelu.

Elektrická délka větve (vzdálenost vodičů mezi transceiverem a kabelovým svazkem) by měla být menší než jedna desetina doby náběhu měniče:
LStub ≤ tr * v * c/10
LStub= maximální délka větve ve stopách
v = poměr rychlosti, kterou se signál šíří po kabelu, k rychlosti světla
c = rychlost světla (9,8*10^8ft/s)
Příliš velká délka větve způsobí odraz emise signálu, který ovlivní impedanci.Na následujícím obrázku je srovnání vln délky dlouhé větve a krátké délky větve:

Rychlost přenosu dat a délka kabelu:
Při použití vysoké přenosové rychlosti používejte pouze kratší kabely.Při použití nízké přenosové rychlosti lze použít delší kabely.Pro aplikace s nízkou rychlostí omezuje stejnosměrný odpor kabelu délku kabelu přidáním šumové rezervy prostřednictvím poklesu napětí na kabelu.Při použití vysokorychlostních aplikací omezují AC efekty kabelu kvalitu signálu a omezují délku kabelu.Obrázek níže poskytuje konzervativnější křivku délky kabelu a rychlosti přenosu dat.

Shenzhen Zhongling Technology Co., Ltd. (ZLTECH) se od svého založení v roce 2013 věnuje průmyslu kolových robotů, vývoji, výrobě a prodeji servomotorů a pohonů nábojů kol se stabilním výkonem.Jeho vysoce výkonné ovladače motoru servo rozbočovače ZLAC8015, ZLAC8015D a ZLAC8030L využívají sběrnicovou komunikaci CAN/RS485, respektive podporují protokol CiA301, CiA402 subprotokol/modbus-RTU protokolu CANopen a lze k nim připojit až 16 zařízení;podpora řízení polohy, řízení rychlosti a točivého momentu a další pracovní režimy, vhodné pro roboty při různých příležitostech, což výrazně podporuje rozvoj robotického průmyslu.Další informace o servopohonech nábojů kol ZLTECH najdete na: www.zlrobotmotor.com.