Módszerek vezetékek RS-485 hálózat
Küldje el a jó munkát a tudásbázis könnyen. Használd az alábbi űrlapot
A diákok, egyetemi hallgatók, fiatal kutatók, a tudásbázis a tanulásban és a munka nagyon hálás lesz.
A célja ennek a cikknek -, hogy az alapvető irányelvek választotta az áramkör kapcsolatokat az RS-485-alapú hálózat. Specifikáció RS-485 (a hivatalos neve a TIA / EIA-485-A) nem ad konkrét magyarázatot arról, hogy a vezetékek RS-485 hálózaton kell végezni. Azonban bizonyos iránymutatást ad. Ezek az ajánlások és a mérnöki gyakorlat terén a hangfeldolgozó alapjául ezt a cikket. A tanácsokat azonban minden esetben nem fedik le a teljes különböző lehetséges opciókat építésére hálózatok itt bemutatott.
RS-485 továbbított digitális információk között több helyen. Az adatsebesség lehet 10 Mbit / s, és néha meghaladja ezt az értéket. RS-485 tervezték a ezen adatok továbbítására nagyobb távolságokra, és 1000 m jól lehetőségein belül. A távolság és adatátviteli sebességet, ami az RS-485 sikeresen alkalmazható függ sok pontot a bekötési rendszer.
RS-485 kábel van kialakítva, mint a kiegyensúlyozott rendszert. Egyszerűen fogalmazva, ez azt jelenti, hogy amellett, hogy a föld, van két vezetéket, hogy a használt jelátvitelt.
Ábra. 1. Egy kiegyensúlyozott rendszer, kivéve a földön, két vezeték adatátviteli
A rendszer az úgynevezett kiegyensúlyozott, mert a jel egy vezetéken tökéletesen pontosan az ellenkezője annak a jelnek a második vezetéket. Más szóval, ha az egyik vezeték átviszi a magas szintű, a másik vezetéket fogja át alacsony szinten, és fordítva. Lásd. Ábra. 2.
Ábra. 2. A jelek a két vezeték ellentétes tökéletesen kiegyensúlyozott rendszer
Annak ellenére, hogy az RS-485 sikeresen sugároznak különböző átviteli közeg, akkor kell használni vezetékek, közkeletű nevén „csavart pár”.
Mi a csavart érpár, és miért használják?
Mint a neve is mutatja, csavart érpár - ez csak egy pár vezeték, amely egyenlő hosszúságú és sodort össze. Segítségével adó követelményeinek leírás RS-485 kábel sodrott csökkenti két fő probléma forrása a fejlesztők számára gyorsítsa földrajzilag elosztott hálózatok, nevezetesen kisugárzott elektromágneses interferencia és elektromágneses interferencia okozta (útvonalvezetést).
Sugárzó elektromágneses interferenciát.
Amint a 3. ábrán látható, amikor használják impulzusok meredek élekkel, a jel frekvencia-összetevők vannak jelen az információk továbbítására. Ezek az éles szélek van szükség, nagyobb sebességgel, mint nyújthat RS-485.
Ábra. 3. A hullámforma négyszög impulzus frekvenciája 125 kHz és FFT
A kapott nagyfrekvenciás komponenseket ilyen gyors szélek együtt a hosszú vezetékek vezethet kibocsátása elektromágneses interferencia (EMI). Egy kiegyensúlyozott rendszer, amely a kommunikációs vonalak alapján csavart érpár, csökkenti ezt a hatást, így a rendszer nem hatékony radiátor. Úgy működik, egy nagyon egyszerű elv. Mivel a jelek a vonalak egyenlő, de inverz, kibocsátott egyes vezeték jelek is hajlamosak, hogy egyenlő, de fordított. Ez megteremti a hatása kioltják egymást, ami viszont azt jelenti, nincs elektromágneses sugárzás. Ez azonban azon a feltételezésen alapul, hogy a vezetékek azonos hosszúságú és pontosan ugyanazon a helyen. Mivel lehetetlen, hogy két vezetéket ugyanazon a helyen, a vezetékek közelében kell lennie egymáshoz, amennyire csak lehetséges. Csavaró vezetékek segít semlegesíteni a visszamaradó elektromágneses sugárzás miatt a véges távolságban a két huzal közötti.
Indukálható elektromágneses interferencia.
Indukált elektromágneses interferencia - alapvetően ugyanaz a probléma, mint hogy a kibocsátott, de fordított sorrendben. A vezetékek a rendszerben használt alapuló RS-485, egyúttal egy antenna, amely befogadja a nem kívánt jeleket. Ezek a nem kívánt jelek torzíthatják a hasznos jel, ami hibákhoz vezethet az adatokban. Ugyanebből az okból, hogy a sodrott segít megelőzni a kibocsátott elektromágneses interferencia, akkor is segít csökkenteni az elektromágneses interferenciát. Mivel a két vezeték van elrendezve, össze, és csavart, a zaj által indukált egy vezetéken hajlamosak, hogy ugyanaz legyen, mint a második vezetéket. Ez a fajta zaj az úgynevezett „közös módusú zaj”. Mivel az RS-485 vevők kimutatására tervezett jelek, amelyek egymással szemben, könnyen elnyomja a zajt, amely a két vezeték közös.
A jellegzetes impedanciája csavart érpár.
Attól függően, hogy a kábel geometria és a felhasznált anyagok elszigetelten, csavart érpár lesz egy „jellemző impedancia (karakterisztikus impedancia)”, amelyek általában határozza meg a gyártó. RS-485 specifikáció ajánlja, de nem diktálja, hogy ez a jellemző impedancia 120 ohm. Ajánlása impedancia számításához szükséges a legrosszabb esetben terhelés és a közös módusú feszültség tartománnyal meghatározott RS-485 specifikáció. Úgy tűnik, a leírás nem diktál ez impedancia érdekében rugalmasságot. Ha bármilyen okból nem lehet használni a 120 ohm-kábel, azt javasoljuk, hogy a legrosszabb esetben terhelés (száma adók és vevők) és a legrosszabb fázisú feszültségtartományokat újraszámolták annak érdekében, hogy a tervezett rendszer működni fog. TSB89 kiadvány tartalmaz egy olyan részt, amely kifejezetten az ilyen számításokat.
A számos sodrott párok minden adó.
Most, hogy megértsék, hogy milyen kábel szükséges, felmerül a kérdés, hogy hány csavart pár működhet az adó. A válasz rövid - csak egy. Bár az adó és bizonyos feltételekkel működik több mint egy csavart érpár biztosított leírás.
Mivel a magas frekvenciájú és nagy távolságokra, kellő figyelmet kell szentelni a keletkező vonalak. Azonban a részletes vita e hatások és a megfelelő eljárások jól túlmutat ezt a cikket. Ezt szem előtt tartva, a megszüntetés röviden áttekintette a legegyszerűbb formája, amennyiben az kapcsolódik az RS-485.
Lezáró ellenállás - ez egyszerűen egy ellenállás, amely fel van szerelve a szélsőséges vége vagy végei a kábel (4. ábra). Ideális esetben, az ellenállást a lezáró ellenállás egyenlő a jellemző impedancia a kábel.
Ábra. 4. lezáró ellenállások kell egy impedanciája megegyezik a karakterisztikus impedanciája csavart érpár és kell elhelyezni távolabbi végeinél a kábel
Amikor a lezáró ellenállás nem egyenlő a jellemző impedancia a kábel, nem lesz reflexió, azaz a jel visszatér a kábel mentén. Ezt egyenletben leírt (Rt-Zo) / (Zo + Rt), ahol Zo - kábel ellenállása, és Rt - névleges lezáró ellenállást. Bár miatt tűrések a kábel és az ellenállás, tükrözi az elkerülhetetlen, jelentős különbségek okozhatnak visszaverődések elég nagy hibákat okozhat az adatokat. Lásd. 5. ábra.
Ábra. 5. A látható áramkörben a felső ábrán, a bal oldali jelet kapott a MAX3485, betöltve egy 120 ohmos csavart érpáras és 54 ohmos lezáró ellenállással. Jel a jogot kaptunk rendesen 120-ohm
Ezt szem előtt tartva, fontos annak biztosítása, hogy a lehető legszorosabban az ellenállás értékét a lezáró ellenállást, és a hullám ellenállás. Álláspontja a lezáró ellenállást, így ugyanazt a nagyon fontos. Lezáróellenállásait mindig kell elhelyezni a túlsó végén a kábelt.
Az általános szabály az, lezáró ellenállások kell elhelyezni mindkét messze végén a kábelt. Míg megfelelő harmonizálása mindkét végén abszolút kritikus a legtöbb rendszert tervez, azt lehet mondani, hogy az egyik speciális esete csak egy ellenállással. Ez az esemény zajlik egy olyan rendszer, amelyben van egy adó, és az egységes adó található túlsó végén a kábel. Ebben az esetben nincs szükség, hogy tegyen egy lezáró ellenállás végén a kábelt az adó, mert a jel mindig szaporítják az adótól.
A legnagyobb számú adók és vevők a hálózatban.
A legegyszerűbb alapuló hálózat RS-485 áll egy adó és egy vevő. Bár ez hasznos a kérelmek száma, de az RS-485 lehetővé teszi a nagyobb rugalmasságot, amely lehetővé teszi több, mint egy adó és a vevő ugyanazon a csavart érpár. A megengedett legnagyobb attól függ, hogy az egyes eszközök csizma a rendszert.
Egy ideális világban, mind a vevők és az inaktív adó lesz végtelen impedancia és nem fogja betölteni a rendszert. A valóságban azonban ez nem történik meg. Minden vevő csatlakozik a hálózathoz és az összes inaktív adók növelik a terhelést. Annak érdekében, hogy a tervező az RS-485-alapú kitalálni, hogy hány eszközt adhatunk a hálózat feltételezett egység jött létre, az úgynevezett „rakat (rakat).” Minden eszköz, amely csatlakozik az RS-485 hálózat, rendelkeznie kell egy szorzó arányban vagy frakciói a rakatot. Példa Két - MAX3485, amely van megadva 1 egység terhelés és MAX487, amelynek van megadva 1/4 egységrakomány. A legnagyobb számú egységnyi terhelés csavart érpár (feltételezve, hogy van dolgunk megfelelően megszűnik kábel jellegzetes impedancia 120 ohm vagy több) - 32. A fenti példák esetében ez azt jelenti, hogy egyetlen hálózat lehet benne 32 eszközt vagy MAX3485 128 MAX487.
Példák érvényes hálózaton.
Fegyveres a fenti adatok, készek vagyunk, hogy dolgozzon ki a hálózat egyes RS-485 alapú. Íme néhány egyszerű példát.
Egy adó, egy vevő.
A legegyszerűbb hálózat - egy adó és egy vevő (6. ábra). Ebben a példában, a lezáró ellenállás látható a kábel az adó oldalon. Annak ellenére, hogy jelen esetben nem szükséges, valószínűleg egy jó szokás, hogy tervezzen mindkét lezáró ellenállások. Ez lehetővé teszi, hogy az adó helyekre költöznek más, mint a túlsó végén a kábel, és lehetővé teszi, hogy szükség esetén hozzá további adók hálózat.
Ábra. 6. RS-485 hálózat egy adó és egy vevő
impulzus ellenállás kábel szigetelése
Egy adó, több vevővel
A 7. ábra egy hálózat egy egyetlen adó és több vevő. Fontos, hogy a távolság a csavart érpár, hogy a vevők a lehető legrövidebb.
Ábra. 7. RS-485 hálózat egy adó és több vevő
A 8. ábrán a hálózat két adó-vevő.
Ábra. 8. RS-485 hálózat két adó-vevő
A 8. ábrán egy hálózat több adó-vevő. Ahogy a példa egyetlen adó és több vevővel, fontos, hogy a távolság a csavart érpár, hogy a vevők a lehető legrövidebb.
Ábra. 9. RS-485 hálózat több adó-vevő
Példák rossz hálózatokat.
Az alábbiakban példák nem megfelelően konfigurált rendszereket. Mindegyik példa összehasonlítja a hullámforma nyert megfelelően kiépített hálózat Wellenform elő egy megfelelően kialakított rendszer. eltérés hullámforma mért A és B pont (A-B).
Ebben a példában, a végein a csavart érpár van lezáratlan. Mivel a jel terjed a forrás, akkor szembesül a szakadást a kábel végére. Ez ahhoz vezet, hogy az impedancia eltérés, ami tükrözi. Abban az esetben, egy nyitott áramkör (mint alább látható), az összes energiát tükröződik vissza a forráshoz, ami egy erős a jel torzítását.
Ábra. 10. Inkonzisztens RS-485 hálózat (felső) és annak kapott hullámforma (balra), mint a kapott jel egy helyesen megszűnik hálózat (jobbra)
Helytelen elhelyezése a terminátor.
A 11. ábra egy ellenállást (terminátor) van jelen, de a helyét eltér a disztális vége a kábel. Mivel a jel terjed a forrás, előtte két impedancia. Az első található az ellenállással. Annak ellenére, hogy az ellenállás illeszkedik a belső impedancia a kábel, van egy kábel az ellenállás. Ez a kiegészítő kábel okoz eltérést, és így a jel visszaverődését. A második hiba a végén a lezáratlan kábelt, akkor vezet a további reflexiók.
Ábra. 11. RS-485 hálózat helyesen elhelyezett lezáró ellenállás (felső panel), és annak kapott hullámforma (balra), mint a kapott jel egy helyesen megszűnik hálózat (jobbra)
A 12. ábra, számos probléma van a szervezet a összekapcsolási. Az első probléma az, hogy az RS-485 illesztőprogramok vannak kialakítva, hogy ellenőrizzék csak egyetlen, megfelelően megszűnik csavart érpár. Itt, mindegyik adó vezérli a négy párhuzamos sodrott érpár. Ez azt jelenti, hogy az előírt minimális logikai szintek nem lehet garantálni. Amellett, hogy a nagy terhelés, van egy impedancia eltérés a ponton, ahol több kábelt csatlakoztatott. Impedancia újra jelent gondolatok, és ebből következően a torzítás jelet.
Ábra. 12. RS-485 hálózat, helytelenül amely több sodrott érpár
A 13. ábrán, a kábel megfelelően megszűnik, és az adó a vezetés csak egyetlen csavart érpár; Azonban vezetékek, a csatlakozási pont (csatoló - csonkja) vevőkészülék túl hosszú. Hosszú csatolók okozzanak impedancia eltérés, és így a reflektált jel. Minden csatolók legyen a lehető legrövidebb.
Helyezni Allbest.ru