RS 485
Obsah |
Technické parametry
Sběrnice RS-485 představuje další krok v možnostech propojení vzdálených zařízení. Pomocí této sběrnice může komunikovat maximálně 32 vysílačů a 32 přijímačů, což je výrazné vylepšení oproti RS-422, kde mohl v danou chvíli existovat pouze jeden vysílač (tento způsob komunikace se nazývá multidrop, protože přenášená informace „spadne“ do více přijímačů) či oproti RS-232C (point-to-point). Funkčnost sběrnice je zaručena díky tomu, že všechny přijímače i neaktivní vysílače se v klidu musí nacházet ve stavu vysoké impedance, tj. nijak neovlivňují komunikující zařízení. Pouze jedno zařízení na sběrnici může v daném čase pracovat jako řadič (vysílač), ovšem veškeré řízení přenosu i arbitráž sběrnice je ponechána na protokolu vyšší vrstvy – samotná specifikace RS-485 nic neříká o tom, jakým způsobem se mají zařízení vzájemně domluvit. I u této sběrnice se, podobně jako u výše popsané sběrnice RS-422, při vysílání používá diferenciálního kódování dat – jedna polarita představuje logickou jedničku, obrácená polarita pak logickou nulu. Rozdíl mezi oběma napěťovými potenciály musí dosahovat hodnoty minimálně 0,2 Voltů, typicky se však používají mnohem vyšší rozdíly, například 5 V, 7 V či 12 V.Díky použití kroucené dvojlinky a diferenciálního kódování je možné data přenášet i na poměrně velkou vzdálenost. Jako hranice dosažitelná za běžných podmínek (průmysl) se uvádí cca 1200 metrů, přičemž přenosová rychlost může dosahovat hodnot až 10 Mbit/s. Ovšem přenosová linka musí být správně zapojena, což v tomto případě znamená nutnost připojit na oba konce linky rezistory (terminátory) s odporem cca 120 Ω (podobně, jak si možná někteří čtenáři pamatují, tomu bylo i u desetimegabitového Ethernetu používajícího koaxiální kabel; samozřejmě zde byla impedance kabelu odlišná). Kromě těchto rezistorů se obě diferenciální linky v klidu nastavují na nějaké napětí odlišné od 0 V, což lze provést jednoduchým propojením vodiče přes rezistor na napájecí napětí (postačuje na jedné straně linky, většinou je napájení řešeno v každém přijímači). Pokud by se tímto způsobem datové linky nezapojily, mohl by se šum na „plovoucích“ linkách při odpojeném vysílači projevit rozdílem větším než 0,2 Voltů, což je, jak již víme, požadovaná citlivost přijímače (přijímač či přijímače by tedy přečetly datový šum).
Schema sběrnice RS-485
Logické stavy
Logické stavy jsou reprezentovány rozdílným napětím mezi oběma vodiči. Je to rozdíl oproti RS-232, kde se úrovně stavů vztahují k referenčnímu napětí, nejčastěji k zemi (GND). Rozdílným napětím mezi oběma vodiči je výhodný zejména kvůli eliminaci naindukovaného rušivého napětí vztaženého k nulovému potenciálu země. Logický stav „1“ označovaný jako „ON“ je reprezentován rozdílovým napětím A - B < -300 mV, logický stav "0" označovaný jako "OFF" rozdílovým napětím A - B > +300 mV. Správný vysílač by měl na výstupu generovat napětí +2 V (příp. -2 V), správný přijímač by měl na vstupu rozlišit napětí +200 mV (příp. -200 mV).
Zapojení s dvěma či třemi vodiči
Ve standardu RS-485, který byl později nahrazen novým standardem nazvaným EIA-485, jsou stanoveny pouze charakteristiky přijímače a vysílače, nikoli přímo datový protokol použitý pro komunikaci. Vzhledem k tomu, pro vysílání dat se používají pouze dva datové vodiče tvořící jeden jednosměrný logický kanál, používá se většinou asynchronní sériový protokol známý již z minule popsaného rozhraní RS-232C. Vysílání každého bajtu (osmibitového slova) je zahájeno nulovým start bitem, následuje osm datových bitů nesoucích užitečnou informaci a po nich je na datovou linku vyslán jedničkový stop bit.Aby se zajistil normou specifikovaný rozsah napětí na signálových vodičích, mohou se zařízení propojit i signálovou nulou – důvod byl vysvětlen v úvodních kapitolách. Zajímavé je, že norma přesně nestanoví žádný konektor, jenž by se měl standardně pro připojení zařízení použít. V praxi se proto používají různé konektory, například DB-25, DC-37, RJ-45, DIN, mini-DIN 8, nebo pouze tři svorky pro připojení vodičů (to je možná nejčastější řešení).
Zapojení sběrnice se čtyřmi či pěti vodiči
V některých případech, především tehdy, když je zapotřebí, aby komunikace zařízení probíhala obousměrně v tomtéž časovém okamžiku, je možné použít zapojení sběrnice se čtyřmi či pěti vodiči. Podobně jako u full duplexové varianty RS-422, i zde se ve své podstatě jedná o dvě samostatně pracující jednosměrné sběrnice doplněné v případě potřeby o společný nulový vodič. Vzhledem ke způsobu řízení přenosu dat (již není nutné specifikovat směr přenosu) je nutné, aby jedno zařízení vystupovalo v roli master a ostatní zařízení v roli slave. Vysílač zařízení master je přes sběrnici (první kroucenou dvojlinku) připojený na přijímače všech zařízení slave a současně jsou všechny vysílače zařízení slave (přes druhou kroucenou dvojlinku) připojeny na přijímač zařízení master. Pokud si však vystačíme s jednosměrným nebo poloduplexním přenosem, což bývá asi nejčastější požadavek, bývá lepší se čtyřvodičové či pětivodičové variantě sběrnice RS-485 vyhnout a použít třívodičovou verzi, protože ta bývá podporována více zařízeními.
Zdroje: www.root.cz/clanky/sbernice-rs-422-rs-423-a-rs-485/#k05
cs.wikipedia.org/wiki/RS-485
