먼저 RS485 인터페이스의 개념은 무엇입니까?
쉽게 말하면 전기통신산업협회와 전자공업연합회에서 정한 전기적 특성에 대한 규격이다. 이 표준을 사용하는 디지털 통신망은 장거리 및 전자 잡음이 많은 환경에서 효과적으로 신호를 전송할 수 있습니다. RS-485를 사용하면 저렴한 비용으로 로컬 네트워크와 다중 분기 통신 링크를 구성할 수 있습니다.
RS485에는 2선식과 4선식의 두 가지 배선 유형이 있습니다. 4선 시스템은 지점 간 통신만 가능하며 현재는 거의 사용되지 않습니다. 현재는 2선식 결선 방식이 주로 사용되고 있다.
약한 전류 엔지니어링에서 RS485 통신은 일반적으로 마스터-슬레이브 통신 방법, 즉 여러 슬레이브가 있는 하나의 호스트를 채택합니다.
RS485에 대한 깊은 이해가 있다면 그 안에는 참으로 많은 지식이 담겨 있다는 것을 알게 될 것입니다. 따라서 우리는 모든 사람이 배우고 이해할 수 있도록 약한 전기에서 일반적으로 고려하는 몇 가지 문제를 선택합니다.
RS-485 전기 규정
RS-422에서 RS-485가 개발됨에 따라 RS-485의 많은 전기 규정은 RS-422와 유사합니다. 평형 전송을 채택하는 경우 종단 저항을 전송 라인에 연결해야 합니다. RS-485는 2선 방식과 4선 방식을 채택할 수 있으며, 2선 시스템은 그림 6과 같이 진정한 다중 지점 양방향 통신을 달성할 수 있습니다.
RS-422와 같은 4선 연결을 사용하는 경우 지점 간 통신만 달성할 수 있습니다. 즉, 마스터 장치는 하나만 있을 수 있고 나머지는 슬레이브 장치입니다. 그러나 RS-422에 비해 개선된 점이 있으며, 4선식, 2선식 연결 방식에 관계없이 버스에 32개 이상의 장치를 연결할 수 있습니다.
RS-485 공통 모드 전압 출력은 -7V에서 +12V 사이이며 RS-485 수신기의 최소 입력 임피던스는 12k입니다. RS-485 드라이버는 RS-422 네트워크에 적용될 수 있습니다. RS-485는 RS-422와 마찬가지로 최대 전송 거리가 약 1219m이고 최대 전송 속도는 10Mb/s입니다. 평형 연선의 길이는 전송 속도에 반비례하며 지정된 최대 케이블 길이는 속도가 100kb/s 미만인 경우에만 사용할 수 있습니다. 가장 높은 전송률은 매우 짧은 거리에서만 달성될 수 있습니다. 일반적으로 100미터 길이의 연선의 최대 전송 속도는 1Mb/s에 불과합니다. RS-485에는 전송 케이블의 특성 임피던스와 동일한 저항값을 갖는 두 개의 종단 저항이 필요합니다. 직사각형 거리에서 전송하는 경우 종단 저항이 필요하지 않으며 일반적으로 300미터 미만에서는 필요하지 않습니다. 종단 저항은 전송 버스의 양쪽 끝에 연결됩니다.
RS-422, RS-485 네트워크 설치 핵심 포인트
RS-422는 10개의 노드를 지원하고, RS-485는 32개의 노드를 지원하므로 여러 노드가 네트워크를 형성합니다. 네트워크 토폴로지는 일반적으로 터미널 일치 버스 구조를 채택하며 링 또는 스타 네트워크를 지원하지 않습니다. 네트워크를 구축할 때 다음 사항에 유의해야 합니다.
1. 연선 케이블을 버스로 사용하고 각 노드를 직렬로 연결합니다. 버스에서 각 노드까지 나가는 라인의 길이는 나가는 라인에서 반사된 신호가 버스 신호에 미치는 영향을 최소화하기 위해 가능한 짧아야 합니다.
2. 모선 특성 임피던스의 연속성에 주의하여야 하며, 임피던스의 불연속성 분류 시 신호 반사가 발생하게 됩니다. 다음과 같은 상황은 이러한 불연속성을 쉽게 초래할 수 있습니다. 버스의 여러 섹션에서 서로 다른 케이블을 사용하거나, 버스의 특정 섹션에 너무 많은 트랜시버가 밀접하게 설치되어 있거나, 너무 긴 분기 라인이 버스로 연결되는 경우입니다.
즉, 단일의 연속 신호 채널이 버스로 제공되어야 합니다.
RS485 인터페이스를 사용할 때 전송 케이블의 길이를 어떻게 고려해야 합니까?
답변: RS485 인터페이스를 사용할 때 발생기에서 특정 전송 라인의 부하까지 데이터 신호 전송에 허용되는 최대 케이블 길이는 데이터 신호 속도의 함수이며, 이는 주로 신호 왜곡 및 잡음에 의해 제한됩니다. 다음 그림에 표시된 최대 케이블 길이와 신호 속도 사이의 관계 곡선은 선간 바이패스 용량이 52.5PF/M인 24AWG 구리 코어 연선 전화 케이블(와이어 직경 0.51mm)을 사용하여 얻은 것입니다. 100ohm의 단자 부하 저항.
데이터 신호 속도가 90Kbit/S 이하로 감소하면 최대 허용 신호 손실을 6dBV로 가정할 때 케이블 길이는 1200M로 제한됩니다. 실제로 그림의 곡선은 매우 보수적이며 실제 사용에서는 이보다 더 긴 케이블 길이를 구현하는 것이 가능합니다.
와이어 직경이 다른 케이블을 사용하는 경우. 얻은 최대 케이블 길이가 다릅니다. 예를 들어, 데이터 신호 속도가 600Kbit/S이고 24AWG 케이블을 사용하는 경우 최대 케이블 길이는 200m임을 그림에서 확인할 수 있습니다. 19AWG 케이블(와이어 직경 0.91mm)을 사용하는 경우 케이블 길이는 200m보다 길어질 수 있습니다. 28AWG 케이블(와이어 직경 0.32mm)을 사용하는 경우 케이블 길이는 200m 미만이어야 합니다.
RS-485의 다중 지점 통신을 달성하는 방법은 무엇입니까?
답변: 언제든지 하나의 송신기만 RS-485 버스로 전송할 수 있습니다. 마스터 슬레이브가 하나만 있는 반이중 모드. 전이중 모드에서는 마스터 스테이션은 항상 보낼 수 있고 슬레이브 스테이션은 한 번만 보낼 수 있습니다. (및 DE에 의해 제어됨)
RS-485 인터페이스 통신을 위해 어떤 조건에서 터미널 매칭을 사용해야 합니까? 저항값을 결정하는 방법은 무엇입니까? 터미널 매칭 저항을 구성하는 방법은 무엇입니까?
답변: 장거리 신호 전송에서는 일반적으로 신호 반사 및 에코를 피하기 위해 수신단에 터미널 매칭 저항을 연결해야 합니다. 단자 정합 저항 값은 케이블의 임피던스 특성에 따라 달라지며 케이블 길이와는 무관합니다.
RS-485는 일반적으로 연선(차폐 또는 비차폐) 연결을 사용하며, 종단 저항은 일반적으로 100~140Ω이고 일반적인 값은 120Ω입니다. 실제 구성에서는 하나의 종단 저항이 케이블의 가장 가까운 노드와 가장 먼 두 개의 종단 노드 각각에 연결되며, 중간 노드는 종단 저항에 연결할 수 없습니다. 그렇지 않으면 통신 오류가 발생합니다.
통신이 중단된 후에도 RS-485 인터페이스에 여전히 수신기에서 데이터 출력이 있는 이유는 무엇입니까?
답변: RS-485에서는 모든 전송 활성화 제어 신호가 꺼지고 데이터 전송 후 수신 활성화가 유효해야 하므로 버스 드라이버는 높은 저항 상태에 들어가고 수신기는 버스에 새로운 통신 데이터가 있는지 모니터링할 수 있습니다.
이때 버스는 패시브 드라이브 상태입니다(버스에 터미널 매칭 저항이 있고 라인 A와 B의 차동 레벨이 0이고 수신기의 출력이 불확실하며 차동 신호의 변화에 민감합니다). 라인 AB; 터미널 매칭이 없으면 버스는 하이 임피던스 상태에 있고 수신기의 출력은 불확실하므로 외부 노이즈 간섭에 취약합니다. 잡음 전압이 입력 신호 임계값(일반 값 ± 200mV)을 초과하면 수신기가 데이터를 출력하여 해당 UART가 잘못된 데이터를 수신하게 되어 후속 정상적인 통신 오류가 발생합니다. 전송 활성화 제어가 ON/OFF되는 순간에 또 다른 상황이 발생하여 수신기에서 신호를 출력하게 되고, 이로 인해 UART가 잘못 수신될 수도 있습니다. 해결책:
1) 통신 버스에서는 동일한 위상 입력단에서 풀업(A 라인)하고 반대 위상 입력단에서 풀다운(B 라인)하는 방법을 사용하여 버스를 클램핑하여 수신기 출력이 고정된 "1" 레벨; 2) 인터페이스 회로를 결함 방지 모드가 내장된 MAX308x 시리즈 인터페이스 제품으로 교체하십시오. 3) 소프트웨어 수단을 통해 제거, 즉 통신 데이터 패킷 내에 2-5 초기 동기화 바이트를 추가하면 동기화 헤더가 충족된 후에만 실제 데이터 통신이 시작될 수 있습니다.
통신 케이블의 RS-485 신호 감쇠
신호 전송에 영향을 미치는 두 번째 요소는 케이블 전송 중 신호 감쇠입니다. 전송 케이블은 분산 정전 용량, 분산 인덕턴스, 저항의 조합으로 구성된 등가 회로로 볼 수 있습니다.
케이블의 분산 커패시턴스 C는 주로 꼬인 쌍의 두 평행선에 의해 생성됩니다. 와이어의 저항은 여기서 신호에 거의 영향을 미치지 않으므로 무시할 수 있습니다.
RS-485 버스의 전송 성능에 대한 분산 커패시턴스의 영향
케이블의 분산 커패시턴스는 주로 꼬인 쌍의 두 평행선에 의해 생성됩니다. 또한, 와이어와 접지 사이에는 분포된 커패시턴스가 있는데, 이는 비록 매우 작지만 분석에서 무시할 수 없습니다. 버스 전송 성능에 대한 분산 커패시턴스의 영향은 주로 버스의 기본 신호 전송으로 인해 발생하며 이는 "1" 및 "0" 방식으로만 표현될 수 있습니다. 0x01과 같은 특수 바이트에서 신호 "0"은 분산 커패시터에 충분한 충전 시간을 허용합니다. 그러나 신호 "1"이 도착하면 분산 커패시터의 전하로 인해 방전할 시간이 없으며 (Vin+) - (Vin -) -는 여전히 200mV보다 큽니다. 이로 인해 수신자는 이를 "0"으로 잘못 믿게 되어 궁극적으로 CRC 확인 오류와 전체 데이터 프레임 전송 오류로 이어집니다.
버스에서의 분산 영향으로 인해 데이터 전송 오류가 발생하여 전체 네트워크 성능이 저하됩니다. 이 문제를 해결하는 방법에는 두 가지가 있습니다.
(1) 데이터 전송의 보드(Baud)를 줄입니다.
(2) 전송선의 품질을 향상시키기 위해 분산된 커패시터가 작은 케이블을 사용하십시오.
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게시 시간: 2023년 7월 6일