Izbor RS-485 komponenata

Osnovno o RS-485 standardu

RS-485 je najviši komunikacioni standard u industriji. Svi drugi standardi kao što su Modbus, Profibus, Interbus, Bitbus, Optomux Data Highway, Mesurment Bus (DIN 66348), P-Net itd, su samo njegova softverska nadgradnja i u retkim slučajevima mala hardverska intervencija. Mada ova rešenja, bez sumnje, imaju svoje prednosti a i nedostatke, osnovni RS-485 je ipak najsnažniji industrijski standard i najviše primenjivan komunikacioni princip u industriji. On je nejjeftiniji i najjednostavniji interfejs koji korisnika oslobađa plaćanja softvera i licenci i daje mu svu softversku slobodu pa čak i pisanje sopstvenog softverskog protokola.

Šta je RS-485 mreža?

Standardni RS-485 omogućava da do 32 uređaja (ED-ovi 485 proizvodi rade do 256 uređaja) komunicira u polu-dupleks ili dupleks režimu preko jednog ili dva para provodnika (parica), plus uzemljenje (koje nije uvek neophodno) na rastojanjima od 1200+ metara. Domet  se može povećati korišćenjem ripitera. ED proizvodi RS-485 ripitere, pod nazivom RS-485 Ripiter .

Kako radi RS-485 hardver?  

Podaci se šalju diferencijalno preko para upredenih provodnika ("upredene parice"). Osobine diferencijalnih signala omogućavaju visok imunitet na šum i komunikaciju na velikim rastojanjima.  Mreža RS-485 može biti dvožična ili četvorožična.
      
U dvožičnim mrežama i predajnik i prijemnik svakog uređaja su povezani na istu upredenu paricu. Četvoržične mreže (duplex) imaju jedan glavni (master) uređaj čiji je predajnik povezan preko jedne upredene parice na prijemnike svih ostalih (slave) uređaja. Oni svoje predajnike preko druge upredene parice povezuju na prijemnik glavnog uređaja. U oba slučaja je potrebno da softver dodeli adrese uređajima kako bi se sa svakim od njih ostvarila zasebna komunikacija.
    
U RS-485 mreži samo jedan uređaj može da ima aktivan predajnik u jednom trenutku, dok ostali predajnici u mreži moraju da budu u stanju visoke impedanse dok ne budu u upotrebi. U drugim slučajevima RS-485 softver mora da koristi kontrolne linije da upravlja predajnikom (ukoliko se uređaj kontroliše preko RS-232 porta ovo se radi ponoću RTS kontrolne linije).
    
Posledica postavljanja predajnika u stanje visoke impedanse je kašnjenje između završetka slanja podataka i postavljanja predajnika u visoku impedansu. Ovo je važno za dvožične mreže, jer za to vreme ne sme biti slanja podataka od strane nekog drugog uređaja (što nije slučaj u četvorožičnim mrežama). Idealna dužina kašnjenja je za veličinu jednog karaktera na trenutnoj brzini komunikacije (npr. 1ms na 9600 baud-a).

Dvožična ili četvorožična komunikacija?

Dvožična 485 mreža pored niže cene ima prednost što bilo koja dva uređaja mogu da komuniciraju između sebe direktno. Loša strana je ograničenje na polu-dupleks i zahtev za preciznim kašnjenjem prilikom isključenja predajnika. Četvorožična mreža omogućava puni dupleks, ali je ograničena na master – slave situaciju (npr. master zahteva podatke od svakog slave uređaja posebno). Slave uređaji ne mogu da komuniciraju međusobno. Obratiti pažnju prilikom nabavke kabla da dvožična mreža može da zahteva trožilni kabl (dodatni provodnik za masu), a za četvorožičnu mrežu će možda biti potreban petožilni kabl (4+masa).

Kako radi softver?

Softver za 485 kontroliše adresiranje i vodi računa o kašnjenju, a može čak i da isključi predajnik. Kašnjenje i isključenje drajvera su najčešće kontrolisani hardverski, ali je omogućeno da se kratkospojnicima aktivira softverska kontrola. Proveriti uputstvo za svaki uređaj. Treba obratiti pažnju da će preveliko ili premalo vreme kašnjenja prouzrokovati komunikacione probleme, a da je kašnjenje zavisno od brzine prenosa, pa je najbolje koristiti hardversku kontrolu.

Povezivanje više uređaja u 485 mrežu

Saveti: EIA RS-485 specifikacije označavaju priključke za prenos podataka sa A i B, ali mnogi proizvođači ih označavaju sa + i -. Kako različiti proizvođači oznake + i - koriste  na različite načine treba probati koji je ispravan način povezivanja. Obrnuto povezivanje neće oštetiti RS-485 uređaj, ali komunikacija neće biti uspostavljena. Inače, u našem slučaju povezivanje je jednostavno: uvek povežite A na A i B na B.

Diferencijalni signal ne zahteva masu za komunikaciju, ali ona često ima veoma važnu svrhu. Na razdaljinama od nekoliko kilometara, može doći do razlike između potencijala masa. RS-485 mreža komunicira sa naponima od -7 do +12 Volti i ukoliko je razlika potencijala veća od toga, komunikacija će biti otežana ili nemoguća, a može doći i do oštećenja uređaja. Linija za masu omogućava da se izjednači potencijal masa, tako što se mase oba uređaja povežu direktno provodnikom. Ukoliko je međutim, razlika potencijala prevelika, potrebna su druga rešenja. Jedno od najboljih je galvanska izolacija uređaja na obe strane. RS-485 komponente koje proizvodi Electronic Design bez izuzetka imaju ugrađenu galvansku izolaciju.