Spiegazione dettagliata del bus RS485

RS485 è uno standard elettrico che descrive il livello fisico dell'interfaccia, come protocollo, temporizzazione, dati seriali o paralleli e i collegamenti sono tutti definiti dal progettista o dai protocolli di livello superiore.RS485 definisce le caratteristiche elettriche di driver e ricevitori utilizzando linee di trasmissione multipunto bilanciate (dette anche differenziali).

Vantaggi

1. Trasmissione differenziale, che aumenta l'immunità al rumore e riduce la radiazione del rumore;
2. Collegamenti a lunga distanza, fino a 4000 piedi (circa 1219 metri);
3. Velocità dati fino a 10 Mbps (entro 40 pollici, circa 12,2 metri);
4. Più driver e ricevitori possono essere collegati allo stesso bus;
5. L'ampia gamma di modalità comune consente differenze di potenziale di terra tra il driver e il ricevitore, consentendo una tensione massima di modalità comune di -7-12V.

Livello del segnale

RS-485 può effettuare trasmissioni a lunga distanza principalmente grazie all'uso di segnali differenziali per la trasmissione.Quando c'è un'interferenza del rumore, la differenza tra i due segnali sulla linea può ancora essere utilizzata per giudicare, in modo che i dati di trasmissione non siano disturbati dal rumore.

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La linea differenziale RS-485 include i seguenti 2 segnali

A: Segnale non inverso
B: Segnale inverso
Potrebbe esserci anche un terzo segnale che richiede un punto di riferimento comune su tutte le linee bilanciate, chiamato SC o G, affinché le linee bilanciate funzionino correttamente.Questo segnale può limitare il segnale di modo comune ricevuto all'estremità ricevente e il ricetrasmettitore utilizzerà questo segnale come valore di riferimento per misurare la tensione sulla linea AB.Lo standard RS-485 menziona:
Se MARK (1 logico), la tensione del segnale della linea B è superiore alla linea A
Se SPAZIO (0 logico), la tensione del segnale della linea A è superiore alla linea B
Per non causare disaccordo, una convenzione di denominazione comune è:
TX+ / RX+ o D+ invece di B (il segnale 1 è alto)
TX-/RX- o D- invece di A (basso livello quando segnale 0)

Soglia di voltaggio:
Se l'ingresso del trasmettitore riceve un livello logico alto (DI=1), la tensione della linea A è maggiore della linea B (VOA>VOB);se l'ingresso del trasmettitore riceve un livello logico basso (DI=0), la tensione della linea A è maggiore della linea B (VOA>VOB);La tensione B è superiore alla linea A (VOB>VOA).Se la tensione della linea A all'ingresso del ricevitore è superiore a quella della linea B (VIA-VIB>200mV), l'uscita del ricevitore è un livello logico alto (RO=1);se la tensione della linea B all'ingresso del ricevitore è superiore a quella della linea A (VIB-VIA>200mV), il ricevitore emette un livello logico basso (RO=0).

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Carico unitario (UL)

Il numero massimo di driver e ricevitori sul bus RS-485 dipende dalle loro caratteristiche di carico.Sia i carichi del driver che quelli del ricevitore sono misurati rispetto ai carichi unitari.Lo standard 485 stabilisce che un massimo di 32 unità di carico possono essere collegate a un bus di trasmissione.

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Modalità operativa

L'interfaccia bus può essere progettata nei seguenti due modi:
RS-485 semiduplex
RS-485 full duplex
Per quanto riguarda le configurazioni bus half-duplex multiple, come mostrato nella figura seguente, i dati possono essere trasferiti solo in una direzione alla volta.

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La configurazione del bus full-duplex è illustrata nella figura seguente, consentendo la comunicazione bidirezionale simultanea tra nodi master e slave.

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Terminazione dell'autobus e lunghezza della diramazione

Per evitare la riflessione del segnale, la linea di trasmissione dati deve avere un punto finale quando la lunghezza del cavo è molto lunga e la lunghezza del ramo deve essere il più breve possibile.
Una terminazione corretta richiede una resistenza di terminazione RT adattata all'impedenza caratteristica Z0 della linea di trasmissione.
Lo standard RS-485 raccomanda Z0=120Ω per il cavo.
I canali dei cavi sono generalmente terminati con resistori da 120 Ω, uno a ciascuna estremità del cavo.

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La lunghezza elettrica del ramo (distanza del conduttore tra ricetrasmettitore e dorso del cavo) deve essere inferiore a un decimo del tempo di salita dell'azionamento:
LStub ≤ tr * v * c/10
LStub= lunghezza massima del ramo in piedi
v = il rapporto tra la velocità con cui il segnale viaggia sul cavo e la velocità della luce
c = velocità della luce (9.8*10^8ft/s)
Una lunghezza del ramo troppo lunga farà sì che la riflessione dell'emissione del segnale influisca sull'impedenza.La figura seguente è un confronto tra la lunghezza del ramo lungo e le forme d'onda della lunghezza del ramo corto:

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Velocità dati e lunghezza del cavo:
Quando si utilizzano velocità dati elevate, utilizzare solo cavi più corti.Quando si utilizzano velocità dati basse, è possibile utilizzare cavi più lunghi.Per le applicazioni a bassa velocità, la resistenza CC del cavo limita la lunghezza del cavo aggiungendo margine di rumore attraverso la caduta di tensione attraverso il cavo.Quando si utilizzano applicazioni ad alta velocità, gli effetti CA del cavo limitano la qualità del segnale e limitano la lunghezza del cavo.La figura seguente fornisce una curva più conservativa della lunghezza del cavo e della velocità dei dati.

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Shenzhen Zhongling Technology Co., Ltd. (ZLTECH), sin dalla sua fondazione nel 2013, si è impegnata nell'industria dei robot su ruote, sviluppando, producendo e vendendo servomotori e azionamenti per mozzi ruota con prestazioni stabili.I suoi driver per motori servo hub ad alte prestazioni ZLAC8015, ZLAC8015D e ZLAC8030L adottano la comunicazione bus CAN/RS485, supportano rispettivamente il protocollo CiA301, sottoprotocollo CiA402/modbus-RTU del protocollo CANopen e possono montare fino a 16 dispositivi;supportare il controllo della posizione, il controllo della velocità e il controllo della coppia e altre modalità di lavoro, adatte a robot in varie occasioni, promuovendo notevolmente lo sviluppo dell'industria dei robot.Per ulteriori informazioni sui servoazionamenti del mozzo della ruota di ZLTECH, prestare attenzione: www.zlrobotmotor.com.


Tempo di pubblicazione: agosto-04-2022