Explicación detallada do bus RS485

RS485 é un estándar eléctrico que describe a capa física da interface, como protocolo, temporización, datos en serie ou paralelo, e as ligazóns son definidas polo deseñador ou polos protocolos de capa superior.RS485 define as características eléctricas dos controladores e receptores mediante liñas de transmisión multipunto equilibradas (tamén chamadas diferenciais).

Vantaxes

1. Transmisión diferencial, que aumenta a inmunidade ao ruído e reduce a radiación do ruído;
2. Enlaces de longa distancia, ata 4000 pés (uns 1219 metros);
3. Velocidade de datos de ata 10 Mbps (dentro de 40 polgadas, uns 12,2 metros);
4. Ao mesmo bus pódense conectar varios controladores e receptores;
5. O amplo rango de modo común permite diferenzas de potencial de terra entre o controlador e o receptor, permitindo unha tensión máxima de modo común de -7-12V.

Nivel de sinal

O RS-485 pode realizar transmisións de longa distancia principalmente debido ao uso de sinais diferenciais para a transmisión.Cando hai interferencias de ruído, a diferenza entre os dous sinais na liña aínda se pode usar para xulgar, para que os datos de transmisión non sexan perturbados polo ruído.

NOVAS2_1

A liña diferencial RS-485 inclúe os seguintes 2 sinais

R: Sinal non inverso
B: Sinal inverso
Tamén pode haber un terceiro sinal que requira un punto de referencia común en todas as liñas equilibradas, chamado SC ou G, para que as liñas equilibradas funcionen correctamente.Este sinal pode limitar o sinal de modo común recibido no extremo receptor, e o transceptor utilizará este sinal como valor de referencia para medir a tensión na liña AB.O estándar RS-485 menciona:
Se MARCA (1 lóxico), a tensión do sinal da liña B é superior á da liña A
Se ESPAZO (0 lóxico), a tensión do sinal da liña A é superior á da liña B
Para non causar desacordos, unha convención de nomenclatura común é:
TX+ / RX+ ou D+ en lugar de B (o sinal 1 é alto)
TX-/RX- ou D- en lugar de A (nivel baixo cando o sinal 0)

Tensión límite:
Se a entrada do transmisor recibe un nivel lóxico alto (DI=1), a tensión da liña A é maior que a liña B (VOA>VOB);se a entrada do transmisor recibe un nivel lóxico baixo (DI=0), a tensión da liña A é maior que a liña B (VOA>VOB);A tensión B é maior que a liña A (VOB>VOA).Se a tensión da liña A na entrada do receptor é maior que a da liña B (VIA-VIB>200mV), a saída do receptor é un nivel lóxico alto (RO=1);se a tensión da liña B na entrada do receptor é maior que a da liña A (VIB-VIA>200mV), o receptor emite un nivel lóxico baixo (RO=0).

NOVAS2_2

Carga unitaria (UL)

O número máximo de controladores e receptores no bus RS-485 depende das súas características de carga.Tanto as cargas do condutor como do receptor mídense en relación ás cargas unitarias.A norma 485 estipula que se poden conectar un máximo de 32 unidades de carga a un bus de transmisión.

NOVAS2_3

Modo de funcionamento

A interface de bus pódese deseñar das dúas formas seguintes:
RS-485 semidúplex
RS-485 Full-Duplex
Respecto a varias configuracións de bus half-duplex, como se mostra na figura seguinte, os datos só se poden transferir nunha dirección á vez.

NOVO2_4

A configuración do bus full-duplex móstrase na figura seguinte, permitindo a comunicación simultánea bidireccional entre os nodos mestre e escravo.

NOVO2_5

Terminación do autobús e lonxitude da rama

Para evitar a reflexión do sinal, a liña de transmisión de datos debe ter un punto final cando a lonxitude do cable é moi longa e a lonxitude da rama debe ser o máis curta posible.
A terminación correcta require unha resistencia de terminación RT adaptada á impedancia característica Z0 da liña de transmisión.
O estándar RS-485 recomenda que Z0=120Ω para o cable.
Os troncos de cables adoitan terminar con resistencias de 120Ω, unha en cada extremo do cable.

NOVO2_6

A lonxitude eléctrica da derivación (distancia do condutor entre o transceptor e o tronco do cable) debe ser inferior á décima parte do tempo de subida da unidade:
LStub ≤ tr * v * c/10
LStub = lonxitude máxima da rama en pés
v = a relación entre a velocidade á que se despraza o sinal polo cable e a velocidade da luz
c = velocidade da luz (9,8*10^8 pés/s)
Unha lonxitude de rama demasiado longa fará que a reflexión da emisión do sinal afecte á impedancia.A seguinte figura é unha comparación de formas de onda de lonxitude de rama longa e de lonxitude de rama curta:

NOVO2_7 NOVO2_8

Taxa de datos e lonxitude do cable:
Cando use velocidades de datos altas, use só cables máis curtos.Cando se usan velocidades de datos baixas, pódense usar cables máis longos.Para aplicacións de baixa velocidade, a resistencia DC do cable limita a lonxitude do cable engadindo marxe de ruído a través da caída de tensión no cable.Cando se usan aplicacións de alta velocidade, os efectos de CA do cable limitan a calidade do sinal e a lonxitude do cable.A seguinte figura ofrece unha curva máis conservadora da lonxitude do cable e da taxa de datos.

NOVO2_9

Shenzhen Zhongling Technology Co., Ltd. (ZLTECH), desde a súa creación en 2013, comprométese coa industria de robots de rodas, desenvolvendo, producindo e vendendo servomotores e unidades de cubo de rodas cun rendemento estable.Os seus controladores de motor de servo hub de alto rendemento ZLAC8015, ZLAC8015D e ZLAC8030L adoptan comunicación de bus CAN/RS485, admiten respectivamente o protocolo de subprotocolo CiA301, CiA402/modbus-RTU do protocolo CANopen e poden montar ata 16 dispositivos;Soporta control de posición, control de velocidade e control de par e outros modos de traballo, axeitados para robots en varias ocasións, promovendo moito o desenvolvemento da industria do robot.Para obter máis información sobre os servoaccionamentos do cubo de rodas de ZLTECH, preste atención: www.zlrobotmotor.com.


Hora de publicación: 04-ago-2022