در ارتباط از راه دور بین MCU ها در تعدادی از برنامه ها، RS485 به دلیل طراحی سخت افزاری ساده، کنترل آسان، هزینه کم و سایر مزایا به طور گسترده در اتوماسیون کارخانه، کنترل صنعتی، نظارت بر جامعه، گزارش خودکار حفاظت از آب و سایر زمینه ها استفاده می شود. با این حال، گذرگاه RS485 در ضد تداخل، خود-تطبیق، کارآیی ارتباط و سایر جنبه‌های نقص هنوز وجود دارد، برخی از جزئیات مدیریت نادرست اغلب منجر به خرابی ارتباطات یا حتی فلج شدن سیستم و سایر خرابی‌ها می‌شود، بنابراین برای بهبود قدرت بیشتر-استفاده از یک برنامه تطبیق RC صرفه‌جویی در مصرف انرژی بیشتر می‌شود.
استفاده از خازن C برای جداسازی مولفه DC، می توانید بیشتر انرژی را ذخیره کنید، اما مقدار ظرفیت خازن C یک نقطه دشوار است، شما باید بین مصرف برق و کیفیت تطبیق سازش کنید. علاوه بر دو مورد فوق، یک برنامه تطبیق دیود وجود دارد، این برنامه تطبیق واقعی را به دست نمی آورد، اما از اثر بستن دیود استفاده می کند، به سرعت سیگنال منعکس شده را تضعیف می کند تا کیفیت سیگنال را بهبود بخشد، اثر صرفه جویی در انرژی قابل توجه است.
(2) پیکربندی ترمینال RO و DI مقاومت را به سمت بالا می کشد
داده‌های ارتباطی ناهمزمان به شکل بایت‌ها منتقل می‌شوند و قبل از انتقال هر بایت، یک دست دادن با یک بیت شروع سطح پایین- انجام می‌شود. برای جلوگیری از تحریک اشتباه سیگنال های تداخلی RO (خروجی گیرنده) برای ایجاد پرش های منفی، به طوری که MCU در انتهای گیرنده وارد حالت گیرنده شود، توصیه می شود RO به یک مقاومت کششی 10 کیلو اهم خارجی متصل شود.
(3) اطمینان حاصل کنید که سیستم در حالت ورودی دریافت کننده از تراشه RS485 تغذیه می کند
برای ترمینال کنترل فرستنده گیرنده TC توصیه می شود که از پایه MCU از طریق اینورتر برای کنترل استفاده کنید، توصیه نمی شود که از پایه MCU به طور مستقیم برای کنترل استفاده کنید، تا از تداخل با باس هنگام روشن شدن MCU جلوگیری شود، همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است.
(4) جداسازی اتوبوس
گذرگاه RS485 برای رابط موازی دو سیم-، هنگامی که خرابی تراشه ممکن است گذرگاه "کشش مرده" باشد، بنابراین دو درگاه سیم VA، VB و گذرگاه باید ایزوله شوند. معمولا در VA، VB و اتوبوس بین هر سری از یک مقاومت PTC 4 ~ 10Ω، همزمان با زمین در سراسر دیود 5 ولت TVS برای از بین بردن تداخل خط موج. اگر مقاومت PTC و دیود TVS وجود نداشته باشد، می توان آن را با یک مقاومت معمولی و تنظیم کننده ولتاژ جایگزین کرد.
(5) انتخاب معقول تراشه ها
به عنوان مثال، به منظور جلوگیری از برخورد شدید الکترومغناطیسی (صاعقه) بر تجهیزات خارجی، توصیه می شود از تراشه ضربه صاعقه 75LBC184 TI استفاده کنید، تعداد گره های مورد نیاز برای تعداد بیشتری از SIPEX SP485R اختیاری.
پیکربندی شبکه 2.RS485
(1) تعداد گره های شبکه
تعداد گره های شبکه و قابلیت درایو تراشه RS485 انتخاب شده و امپدانس ورودی گیرنده مانند حداکثر مقدار اسمی 75LBC184 64 امتیاز، حداکثر مقدار اسمی SP485R 400 امتیاز. هنگامی که در عمل استفاده می شود، به دلیل طول کابل، قطر سیم، توزیع شبکه، نرخ انتقال متفاوت است، تعداد واقعی گره ها به مقدار نظری نیست. به عنوان مثال، اگر 75LBC184 در یک شبکه RS485 با توزیع 500 متر استفاده شود و تعداد گره ها از 50 بیشتر باشد یا نرخ آن بیشتر از 9.6 کیلوبایت بر ثانیه باشد، قابلیت اطمینان کار به طور قابل توجهی کاهش می یابد. معمولا توصیه می شود تعداد گره ها با توجه به تراشه RS485 مقدار حداکثر 70٪ از انتخاب، نرخ انتقال 1200 ~ 9600b / s بین انتخاب. فاصله ارتباطی 1 کیلومتر یا کمتر، از راندمان ارتباطی، تعداد گره ها، فاصله ارتباطی و سایر در نظر گرفتن جامع انتخاب 4800b / s بهترین. هنگامی که فاصله ارتباطی بیش از 1 کیلومتر است، باید با افزایش ماژول رله یا کاهش نرخ، قابلیت اطمینان انتقال داده را بهبود بخشید.
(2) فاصله گره و تنه
از نظر تئوری، فاصله بین گره RS485 و ترانک (T-هدر، که به عنوان سرب{2}}در خط نیز شناخته می‌شود) هر چه کوتاه‌تر باشد، بهتر است. گره‌های T- کمتر از 10 متر با استفاده از نوع T-، اتصال تأثیر زیادی بر تطابق شبکه ندارد، می‌توان اطمینان داشت که گره برای استفاده از گره فاصله بسیار کوچک است (کمتر از 1 متر، مانند صفحه نمایش ترکیبی ماژول LED) باید برای اتصال ستاره استفاده شود، اگر اتصال نوع T یا مهره-نتواند به درستی کار کند. بنابراین میزبان (PC) باید در یک انتها قرار گیرد، در وسط قرار ندهید و تشکیل تنه از توزیع T شکل{15}}.
3. بهبود کارایی ارتباط RS485
RS485 معمولاً در یک جفت سیستم ارتباطی پاسخ چندگانه-نقطه اصلی-slave استفاده می‌شود، در مقایسه با گذرگاه‌های کامل-دوبلکس مانند RS232 راندمان بسیار پایین‌تر است، بنابراین انتخاب پروتکل ارتباطی مناسب و حالت کنترل بسیار مهم است.
(1) اتوبوس-کنترل حالت ثابت (سیگنال دست دادن)
اکثر کاربران انتخاب می‌کنند که داده‌ها را قبل از 1 میلی‌ثانیه ارسال کنند و TC ترمینال کنترل را در سطح بالایی تنظیم کرده و دریافت می‌کنند، به طوری که گذرگاه قبل از ارسال داده‌ها در حالت ارسال پایدار قرار می‌گیرد. داده‌ها ارسال می‌شوند و پس از تنظیم ترمینال TC به سطح پایین، 1 میلی‌ثانیه به تأخیر می‌افتند، به طوری که ارسال مطمئن قبل از انتقال به حالت دریافت‌کننده کامل می‌شود. به گفته نویسنده به استفاده از سمت TC تاخیر بوده است 4 چرخه ماشین برای دیدار با الزامات.
(2) به منظور اطمینان از کیفیت انتقال داده ها، هر بایت باید بررسی شود در حالی که ویژگی های کلمه و کلمه برابری را به حداقل می رساند.
قالب بسته مرسوم شامل کد بوت استرپ، کد طول، کد آدرس، کد دستوری، داده، کد چک و کد دنباله است و طول هر بسته به 20-30 بایت می رسد. در سیستم RS485 چنین پروتکلی خیلی مختصر نیست. توصیه می شود که کاربران از پروتکل MODBUS استفاده کنند، این پروتکل به طور گسترده ای در حفاظت از آب، هیدرولوژی، برق و سایر تجهیزات و سیستم های صنعت در استاندارد بین المللی استفاده شده است.
منبع تغذیه مدار رابط 4.RS485، زمین
برای شبکه اندازه‌گیری و کنترل تشکیل‌شده توسط MCU ترکیبی با میکروسیستم‌های RS485، اولویت باید به استفاده از برنامه منبع تغذیه مستقل میکروسیستم داده شود، بهتر است از یک منبع تغذیه بزرگ برای میکروسیستم‌ها در منبع تغذیه موازی استفاده نکنید، در عین حال، خط برق (AC و DC) نمی‌تواند یک کابل چند{1}هسته‌ای RS485 را با سیگنال مشترک به اشتراک بگذارد. خط سیگنال RS485 باید برای انتخاب سطح مقطع 0.75 میلی متر مربع یا بیشتر به جای خطوط مستقیم صاف استفاده شود. برای هر{9}}قدرت کوچک منبع تغذیه DC انتخاب منبع تغذیه خطی LM7805 نسبت به انتخاب منبع تغذیه سوئیچینگ مناسب تر است، البته باید به حفاظت LM7805 توجه شود.
(1) ورودی LM7805 و زمین باید از طریق خازن های الکترولیتی 220 ~ 1000μF متصل شوند.
(2) ورودی و خروجی LM7805 معکوس دیود 1N4007؛ (2) ورودی و خروجی LM7805 معکوس دیود 1N4007.
(3) خروجی LM7805 و زمین باید از طریق خازن های الکترولیتی 470 ~ 1000μF و خازن های یکپارچه 104pF و دیود معکوس 1N4007 متصل شوند.
(4) ولتاژ ورودی 8 ~ 10 ولت ترجیح داده می شود، حداکثر محدوده مجاز 6.5 ~ 24 ولت. از PT5100 TI می توان برای جایگزینی LM7805 استفاده کرد تا به ورودی ولتاژ فوق عریض 9 ~ 38 ولت دست یابد.
5. جداسازی نوری
در برخی از مناطق کنترل صنعتی، به دلیل پیچیدگی صحنه، ولتاژ حالت مشترک بالایی بین گره ها وجود دارد. اگرچه رابط RS485 یک روش انتقال دیفرانسیل است، با درجه خاصی از مقاومت در برابر تداخل حالت رایج، اما زمانی که ولتاژ حالت رایج از حد ولتاژ گیرنده گیرنده RS485 تجاوز کند، یعنی بیشتر از +12 ولت یا کمتر از -7 ولت، گیرنده دیگر نمی تواند در موارد جدی کار کند و حتی تراشه به درستی کار نمی کند. ابزار دقیق
راه حل چنین مشکلاتی جداسازی منبع تغذیه سیستم و منبع تغذیه فرستنده گیرنده RS485 از طریق DC-DC; جداسازی سیگنال از طریق اپتوکوپلر برای حذف کامل اثر ولتاژ حالت مشترک. راه تحقق این برنامه را می توان به موارد زیر تقسیم کرد:
(1) از optocoupler، DC-DC با ایزوله، تراشه RS485 برای ساخت مدار استفاده کنید.
(2) با استفاده از تراشه های یکپارچه ثانویه، مانند PS1480، MAX1480، و غیره.
6.RS485 سیستم خرابی های رایج و روش های پردازش
RS485 یک سیستم ارتباطی{1}}کم هزینه و آسان--است، اما پایداری سیستم ارتباطی ضعیف در عین حال قوی، معمولاً خرابی گره منجر به فلج شدن سیستم در کل یا محلی می‌شود و قضاوت در مورد آن دشوار است. بنابراین خواننده با برخی از روش های رایج نگهداری RS485 آشنا می شود.
(1) اگر سیستم به طور کامل فلج شده باشد، بیشتر به دلیل یک تراشه گره VA، VB خرابی برق بود، استفاده از یک مولتی متر برای اندازه گیری VA، VB بین ولتاژ حالت دیفرانسیل صفر است، و ولتاژ حالت مشترک به زمین بیشتر از 3 ولت است، در این زمان می توانید اندازه حالت معمول-حالت عیب یابی رایج{2}}حالت رایج{2}}حالت عیب یابی بزرگ را اندازه گیری کنید. ولتاژ نشان می دهد که هر چه نقطه خرابی نزدیکتر باشد و بالعکس، دورتر است.
(2) اتوبوس چندین گره متوالی نمی توانند به درستی کار کنند. به طور کلی به دلیل شکست یکی از گره ها ایجاد می شود. خرابی گره منجر به این می شود که 2 تا 3 گره همسایه (به طور کلی بعد از آن) نمی توانند ارتباط برقرار کنند، بنابراین یک به یک از گذرگاه جدا می شود، مانند یک گره جدا شده از گذرگاه می تواند به حالت عادی بازگردد، که نشان دهنده شکست گره است.
(3) منبع تغذیه متمرکز سیستم RS485 در پاور{2}}اغلب به نظر می رسد بخشی از گره عادی نیست، اما هر بار دقیقاً یکسان نیست. دلیل این امر این است که طراحی TC ترمینال کنترل فرستنده گیرنده RS485 معقول نیست، که منجر به سردرگمی وضعیت فرستنده گیرنده{5}}تا گره ریزسیستم می شود و بنابراین منجر به مسدود شدن باس می شود. روش بهبود این است که کلید پاور میکروسیستم را اضافه کرده و سپس به طور جداگانه روشن کنید.
(4) سیستم اساساً عادی است، اما گاهی اوقات خرابی ارتباط رخ می دهد. به طور کلی به دلیل ساخت شبکه معقول نیست، در نتیجه قابلیت اطمینان سیستم در یک حالت بحرانی است، بهتر است تراز را تغییر دهید یا ماژول رله را افزایش دهید. یکی از روش های احتمالی، جایگزینی گره ای است که از کار می افتد با تراشه ای با عملکرد بهتر.
(5) با توجه به شکست MCU ناشی از سمت TC از حالت موی بلند و کشیدن اتوبوس مرده یک قطعه. به خواننده یادآوری کنید که فراموش نکند سمت TC را بررسی کند، اگرچه RS485 ولتاژ حالت دیفرانسیل بیشتر از 200 میلی ولت را ارائه می دهد که می تواند به درستی کار کند. اما اندازه گیری واقعی: یک سیستم چاهی با ولتاژ حالت دیفرانسیل معمولاً حدود 1.2 ولت است (به دلیل توزیع شبکه، اختلاف نرخ ممکن است ولتاژ حالت دیفرانسیل را در محدوده 0.8 تا 1.5 ولت قرار دهد).