توضیح مفصل اتوبوس RS485

RS485 یک استاندارد الکتریکی است که لایه فیزیکی رابط را توصیف می کند، مانند پروتکل، زمان بندی، داده های سریال یا موازی، و پیوندها همه توسط طراح یا پروتکل های لایه بالاتر تعریف می شوند.RS485 ویژگی های الکتریکی درایورها و گیرنده ها را با استفاده از خطوط انتقال چند نقطه ای متعادل (که دیفرانسیل نیز نامیده می شود) تعریف می کند.

مزایای

1. انتقال دیفرانسیل، که ایمنی نویز را افزایش می دهد و تابش نویز را کاهش می دهد.
2. لینک های مسافت طولانی، تا 4000 فوت (حدود 1219 متر).
3. سرعت داده تا 10 مگابیت در ثانیه (در 40 اینچ، حدود 12.2 متر).
4. چندین راننده و گیرنده را می توان به همان اتوبوس متصل کرد.
5. گستره گسترده حالت مشترک اجازه می دهد تا تفاوت های پتانسیل زمین بین درایور و گیرنده وجود داشته باشد و حداکثر ولتاژ حالت مشترک 7-12 ولت باشد.

سطح سیگنال

RS-485 عمدتاً به دلیل استفاده از سیگنال های دیفرانسیل برای انتقال می تواند انتقال از راه دور را انجام دهد.هنگامی که تداخل نویز وجود دارد، تفاوت بین دو سیگنال در خط همچنان می تواند برای قضاوت استفاده شود، به طوری که داده های انتقال توسط نویز مختل نمی شوند.

خط دیفرانسیل RS-485 شامل 2 سیگنال زیر است

A: سیگنال غیر معکوس
ب: سیگنال معکوس
همچنین ممکن است سیگنال سومی وجود داشته باشد که به یک نقطه مرجع مشترک در تمام خطوط متعادل نیاز دارد که SC یا G نامیده می شود تا خطوط متعادل به درستی کار کنند.این سیگنال می تواند سیگنال حالت مشترک دریافتی در انتهای گیرنده را محدود کند و فرستنده گیرنده از این سیگنال به عنوان یک مقدار مرجع برای اندازه گیری ولتاژ در خط AB استفاده می کند.استاندارد RS-485 اشاره می کند:
اگر MARK (منطقی 1)، ولتاژ سیگنال خط B بالاتر از خط A است
اگر SPACE (منطقی 0)، ولتاژ سیگنال خط A بالاتر از خط B است
به منظور عدم ایجاد اختلاف، یک قرارداد نامگذاری رایج عبارت است از:
TX+ / RX+ یا D+ به جای B (سیگنال 1 زیاد است)
TX-/RX- یا D- به جای A (سطح پایین وقتی سیگنال 0 باشد)

ولتاژ آستانه:
اگر ورودی فرستنده سطح منطقی بالایی دریافت کند (DI=1)، ولتاژ خط A بالاتر از خط B است (VOA>VOB).اگر ورودی فرستنده یک سطح منطقی پایین (DI=0) دریافت کند، ولتاژ خط A بالاتر از خط B است (VOA>VOB).ولتاژ B بالاتر از خط A است (VOB>VOA).اگر ولتاژ خط A در ورودی گیرنده بیشتر از ولتاژ خط B باشد (VIA-VIB>200mV)، خروجی گیرنده یک سطح منطقی بالا است (RO=1).اگر ولتاژ خط B در ورودی گیرنده بالاتر از ولتاژ خط A باشد (VIB-VIA> 200 میلی ولت)، گیرنده سطح منطقی پایین (RO=0) را خروجی می دهد.

بار واحد (UL)

حداکثر تعداد درایورها و گیرنده ها در باس RS-485 به ویژگی های بار آنها بستگی دارد.هر دو بار راننده و گیرنده نسبت به بار واحد اندازه گیری می شوند.استاندارد 485 تصریح می کند که حداکثر 32 بار واحد را می توان به یک باس انتقال وصل کرد.

حالت عملیاتی

رابط اتوبوس را می توان به دو روش زیر طراحی کرد:
نیمه دوبلکس RS-485
فول دوبلکس RS-485
با توجه به پیکربندی های چند باس نیمه دوبلکس همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، داده ها را می توان تنها در یک جهت در یک زمان منتقل کرد.

پیکربندی گذرگاه تمام دوبلکس در شکل زیر نشان داده شده است که امکان برقراری ارتباط همزمان دو طرفه بین گره های master و slave را فراهم می کند.

پایان اتوبوس و طول شعبه

برای جلوگیری از انعکاس سیگنال، خط انتقال داده باید زمانی که طول کابل بسیار طولانی است نقطه پایانی داشته باشد و طول انشعاب باید تا حد امکان کوتاه باشد.
خاتمه صحیح نیاز به یک مقاومت خاتمه RT منطبق با امپدانس مشخصه Z0 خط انتقال دارد.
استاندارد RS-485 برای کابل Z0=120Ω را توصیه می کند.
ترانک های کابل معمولاً با مقاومت های 120Ω خاتمه می یابند که یکی در هر انتهای کابل است.

طول الکتریکی انشعاب (فاصله هادی بین فرستنده گیرنده و تنه کابل) باید کمتر از یک دهم زمان افزایش درایو باشد:
LStub ≤ tr * v * c/10
LStub = حداکثر طول شاخه بر حسب فوت
v = نسبت سرعت حرکت سیگنال روی کابل به سرعت نور
c = سرعت نور (9.8*10^8ft/s)
طول انشعاب بیش از حد طولانی باعث می شود که بازتاب انتشار سیگنال بر امپدانس تأثیر بگذارد.شکل زیر مقایسه ای از شکل موج طول شاخه بلند و طول شاخه کوتاه است:

نرخ داده و طول کابل:
هنگام استفاده از نرخ داده بالا، فقط از کابل های کوتاه تر استفاده کنید.هنگام استفاده از نرخ داده کم، می توان از کابل های طولانی تر استفاده کرد.برای کاربردهای سرعت پایین، مقاومت DC کابل با اضافه کردن حاشیه نویز از طریق افت ولتاژ کابل، طول کابل را محدود می‌کند.هنگام استفاده از برنامه های با نرخ بالا، اثرات AC کابل کیفیت سیگنال را محدود می کند و طول کابل را محدود می کند.شکل زیر منحنی محافظه کارانه تری از طول کابل و نرخ داده را ارائه می دهد.

Shenzhen Zhongling Technology Co., Ltd. (ZLTECH) از زمان تأسیس خود در سال 2013، متعهد به صنعت ربات های چرخدار، توسعه، تولید و فروش سروو موتورها و درایوهای هاب چرخ با عملکرد پایدار بوده است.درایورهای موتور سروو هاب با کارایی بالا ZLAC8015، ZLAC8015D و ZLAC8030L از ارتباطات گذرگاه CAN/RS485 استفاده می کنند، به ترتیب از پروتکل فرعی CiA301، CiA402/modbus-RTU پروتکل CANopen پشتیبانی می کنند و می توانند تا 16 دستگاه را نصب کنند.کنترل موقعیت پشتیبانی، کنترل سرعت و کنترل گشتاور و سایر حالت های کاری، مناسب برای روبات ها در موقعیت های مختلف، تا حد زیادی توسعه صنعت ربات را ترویج می کند.برای اطلاعات بیشتر در مورد درایوهای سروو توپی چرخ ZLTECH، لطفاً توجه کنید: www.zlrobotmotor.com