|
== Standard transmisji szeregowej: RS485 ==
Standard RS485 (podobnie jak standard RS422[[RS-422]]) składa się z różnicowego (symetrycznego) nadajnika, dwuprzewodowego toru transmisyjnego i różnicowego odbiornika. Dla standardu RS485 tak jak i dla RS422[[RS-422]] nie ma konieczności prowadzenia przewodu powrotnego. Standard RS485 umożliwia podłączenie wielu nadajników i odbiorników (maksymalnie do 32). Ograniczenie wynika z ograniczeń energetycznych nadajnika. Najczęściej stosowaną topologią dla takich standardów jest [[topologia magistrali]]. Zasięg tego standardu to około 1200m. Prędkości transmisji jakie można uzyskać to 35Mbit/s (do 10m), i 100Kbit (do 1200m). RS485 jest najczęściej stosowanym interfejsem przewodowym w sieciach przemysłowych - z jednego prostego powodu, transmisjaprzesył różnicowaróżnicowy zapobiega wpływowi zakłóceń zewnętrznych (np. sprzętu indukcyjnego jak silniki) na transmisjetransmisję danych. Na bazie tego interfejsu opracowano wiele protokołów komunikacyjnych.
W celu zapewnienia kompatybilności pomiędzy produktami dostarczanymi przez różnych producentów, oraz w celu osiągnięcia poprawnej transmisji danych na określonym odcinku lub/przy danej szybkości transferu zostały utworzone normy. Towarzystwo Przemysłu Elektronicznego ([[EIA|EIA - Electronics Industry Association)]] stworzyło normy dla RS485, RS422[[RS-422]], [[RS232RS-232]] oraz RS423 które są związane z przesyłaniem danych. Często tworzone są propozycje jak poradzić sobie z problemami pojawiającymi się w typowej sieci. Normy [[EIA]] oznaczone były prefiksem "RS" (recomended standard) w celu wskazania zalecanego standardu; Obecnie normy te są ogólnie oznaczane jako "EIA" w celu zidentyfikowania organizacji wydającej daną normę. Podczas gdy normy wprowadzają ujednolicenie przy komunikacji, pozostaje wiele obszarów tzw. "szarych stref" które odkrywamy (przeważnie podczas instalacji) na własną rękę.
RS485 obsługuje 32 nadajniki i 32 odbiorniki (mówimy tu o dwukierunkowej [[half-duplex]] wielogałęziowej komunikacji poprzez pojedynczą lub podwójną skrętkę (kabel sygnałowy twisted-pair). Sieć RS-485 może być połączona za pomocą 2 lub 4 przewodów. Maksymalna długość przewodu może wynosić 1200 metrów. Wynika to z systemu transmisji danych opartego na napięciu różnicowym.
W typowym zastosowaniu RS485 pojedynczy komputer klasy PC podłączony jest do kilku adresowalnych urządzeń, współdzielących ten sam kabel. Można myśleć o RS485 jak o systemie komunikacji opartym na "linii przesyłowej" (adresowanie jest obsługiwane przez jednostkę zdalną). RS232[[RS-232]] może być przekonwertowany na RS485 za pomocą prostego konwertera interfejsu - może posiadać izolację optyczną i układ ochrony przed przepięciami. Elektroniczne przesyłanie danych pomiędzy elementami może być podzielone na dwie kategorie: niesymetryczne i różnicowe. RS232[[RS-232]] (niesymetryczny) został przedstawiony w roku 1962 i pomimo pogłosek o jego przedwczesnym wycofaniu, pozostał szeroko używany w przemyśle. Według specyfikacji RS232[[RS-232]] zezwala na przesyłanie danych od nadajnika do odbiornika ze stosunkowo niskim transferem (do 20Kbit/s), z maksymalną prędkością na krótkich odcinkach (do 15m)
W celu nawiązania komunikacji full-duplex ustalane są niezależne kanały transmisyjne. Sygnały RS232[[RS-232]] są przedstawione za pomocą poziomów napięcia, mierzone względem wspólnego poziomu masy. Stan nieaktywny "idle" ("MARK") ma ujemny poziom sygnału, natomiast stan aktywny "active" ("SPACE") ma dodatni poziom sygnału. RS232[[RS-232]] posiada sporą liczbę linii synchronizujących transmisję (głównie używane z modemami), oraz określony protokół komunikacyjny. Ogólnie rzecz biorąc jeśli nie jesteś podłączony do modemu i nie wyłączyłeś obsługi linii synchronizujących programowo lub sprzętowo, to mogą one przysporzyć wiele problemów. Sygnał RTS (Żądanie nadawania) posiada użyteczność w pewnych określonych aplikacjach.
RS423 jest kolejnym niesymetrycznym układem posiadającym pewne przewagi nad RS232[[RS-232]]; jednak nie jest szeroko stosowany w przemyśle. Sygnały RS232[[RS-232]] są przedstawione za pomocą poziomów
napięcia, mając na względzie wspólny poziom masy. Ten typ sygnałów sprawdza się dobrze w komunikacji pomiędzy dwoma stacjami (point to point) przy niskiej prędkoci przesyłania danych. Porty RS232[[RS-232]] w komputerze PC są przypisane do pojedynczego urządzenia. Port COM1 może być portem myszki, a port COM2 może być użyty do podłączenia modemu. Jest to przykład komunikacji między dwoma stacjami (point to point) (jeden port komunikuje się z jednym urządzeniem). Sygnały RS232[[RS-232]] wymagają wspólnego "zera" pomiędzy komputerem PC a przyłączonym urządzeniem. Długość przewodów powinna być ograniczona do 30-60m przy przesyłaniu asynchro. oraz 15m przy przesyłaniu synchro. (co w pewnych przypadkach może powodować zakłócenia). Przesyłanie synchroniczne posiada zegar nadawania i odbierania, który ogranicza maksymalną długość linii synchro. Pokrótce, port RS232[[RS-232]] został stworzony do komunikacji
z urządzeniami lokalnymi i podpiera jeden sterownik oraz jeden odbiornik.
W rzeczywistym środowisku podczas komunikacji z dużą prędkością, lub komunikacji na duże odległości, metoda niesymetryczna jest często nieodpowiednia. Różnicowe przesyłanie danych (zrównoważony sygnał różnicowy) oferuje znaczną przewagę wydajności w większości aplikacji. Sygnały różnicowe mogą pomagać w niwelowaniu efektów przesunięcia zera oraz indukowanych sygnałów zakłóceń, które mogą się pojawić w postaci wspólnego napięcia w sieci.
RS422[[RS-422]] (różnicowy) został zbudowany do przesyłania danych na większe odległości przy większych prędkościach przesyłowych ''(baud rate Kb/s)'' niż RS232[[RS-232]]. W najprostszej postaci, para konwerterów z RS232[[RS-232]] na RS422[[RS-422]] (oraz powrotnie z RS422[[RS-422]] na RS232[[RS-232]]), może być wykorzystana do stworzenia "linii rozszerzenia RS232". Przesłanie danych z prędkością do 100 Kb/s na odległość do 1200m. Może być dostosowany do RS422[[RS-422]]. RS422[[RS-422]] jest również przystosowany do pracy z aplikacjami wielodostępnymi ("linie przesyłowe" party-line) gdzie podłączony jest tylko jeden sterownik, a nadawanie odbywa się przez "szynę", która umożliwia podłączenie do 10 odbiorników. Podczas gdy typ aplikacji wielodostępowej posiadana wiele pożądanych przewag, urządzenia RS422[[RS-422]] nie mogą być użyte do stworzenia prawdziwej "linii przesyłowej".
Prawdziwa linia przesyłowa składa się z wielu nadajników oraz odbiorników podłączonych do pojedynczej szyny, gdzie każdy węzeł może zarówno przesyłać jak i odbierać dane.
"Pseudo" linie przesyłowe (4-przewody) są często konstruowane za pomocą urządzeń RS422[[RS-422]]. Sieci te często pracują w trybie komunikacji jednokierunkowej "half-duplex", gdzie pojedyncze urządzenie nadrzędne/sterujące (master) wysyła polecenia do jednego z wielu urządzeń podrzędnych (slave) pracujących w sieci. Typowo jedno urządzenie (węzeł) jest adresowane przez komputer główny (host) i odpowiedź zostaje otrzymana od tego urządzenia. Systemy tego typu (4-przewody, half-duplex) są często stosowane w celu uniknięcia problemu "kolizji danych" (szyna natłoku danych) w sieciach linii przesyłowych (więcej o rozwiązaniu tego problemu w sieciach dwu przewodowych za chwilę).
RS485 spełnia wymagania pełnej sieci wielodostępowej, a standard ten obsługuje do 32 nadajników i odbiorników na pojedynczej (2-przewodowej) szynie. Wraz z wprowadzeniem "automatycznych" repetytorów oraz wysoko impedancyjnych nadajników / odbiorników "ograniczenie" to może być zwiększone do setek (a nawet tysięcy) węzłów w sieci. RS485 zwiększa zakres "trybu wspólnego/powszechnego" (common mode) zarówno dla nadajników jak i odbiorników w trybie "trójstanowym" z możliwością wyłączenia napięcia.
Jest odporniejszy na ogień i mniej toksyczny podczas spalania od (non-plenum rated cable). Należy sprawdzić wymagania stopnia ochrony przeciwpożarowej budynku w którym ma być położony przewód. Plenum cable jest droższy w wyniku użycia materiałów do osłony przewodu. Do specyfikacji RS-422 rekomendowany jest przewód typu skrętka 24AWG o reaktancji pojemnościowej bocznika wynoszącej 16 pF na stope (Ft.) oraz impedancją charakterystyczną wynosząca 100 om. Specyfikacja RS-485 nie określa norm okablowania, dlatego należy stosować do niej rekomendacje RS-422.
Często ciężko jest określić czy w danym układzie należy stosować przewody ekranowane czy też nie, aż do momentu pojawienia się problemów. Rekomendujemy zaopatrzyć się w zapas bezpieczeństwa i używać przewody ekranowane. Są one nieznacznie droższe od nieekranowanych. Jest wiele przewodów spełniających wymagania dla RS-422 i RS-485, wykonanych specjalnie do tych aplikacji. Kolejnym wyborem jest przewód typu skrętka powszechnie stosowany w okablowaniu sieci Ethernet. Przewód ten, powszechnie określony kategorią 5, jest określony normami EIA/TIA/ANSI 568. Wyjątkowo częste stosowania przewodów kategorii 5 spowodowało, że stały się powszechnie dostępne i niedrogie. Ich cena często wynosi połowę specjalistycznego okablowania do RS422[[RS-422]]/485. Przewód posiada maksymalną reaktancję pojemnościową 17pF/ft (typowo 14.5 pF), oraz impedancję charakterystyczną 100 om.
Przewód kategorii 5 jest dostępny w wykonaniu skrętki zarówno ekranowanej ([[Skrętka ekranowana|STP]]) jak i nieekranowanej ([[Skrętka nieekranowana|UTP]]), przewyższając wymagania dla RS-422 jest doskonałym wyborem dla układów RS-422 i RS-485.
| 