Explicação detalhada do barramento RS485

RS485 é um padrão elétrico que descreve a camada física da interface, como protocolo, temporização, dados seriais ou paralelos, e os links são todos definidos pelo designer ou protocolos de camada superior.O RS485 define as características elétricas dos drivers e receptores usando linhas de transmissão multiponto balanceadas (também chamadas de diferenciais).

Vantagens

1. Transmissão diferencial, que aumenta a imunidade ao ruído e reduz a radiação do ruído;
2. Enlaces de longa distância, até 4000 pés (cerca de 1219 metros);
3. Taxa de dados de até 10 Mbps (dentro de 40 polegadas, cerca de 12,2 metros);
4. Vários drivers e receptores podem ser conectados ao mesmo barramento;
5. A ampla faixa de modo comum permite diferenças de potencial de aterramento entre o driver e o receptor, permitindo uma tensão máxima de modo comum de -7-12V.

nível de sinal

O RS-485 pode realizar transmissão de longa distância principalmente devido ao uso de sinais diferenciais para transmissão.Quando há interferência de ruído, a diferença entre os dois sinais na linha ainda pode ser usada para julgar, de modo que os dados de transmissão não sejam perturbados pelo ruído.

A linha diferencial RS-485 inclui os seguintes 2 sinais

A: Sinal não reverso
B: sinal reverso
Também pode haver um terceiro sinal que requer um ponto de referência comum em todas as linhas balanceadas, chamado SC ou G, para que as linhas balanceadas funcionem corretamente.Este sinal pode limitar o sinal de modo comum recebido na extremidade receptora, e o transceptor usará este sinal como um valor de referência para medir a tensão na linha AB.O padrão RS-485 menciona:
Se MARK (lógica 1), a tensão do sinal da linha B é maior que a linha A
Se ESPAÇO (lógica 0), a tensão do sinal da linha A é maior que a linha B
Para não causar desacordo, uma convenção de nomenclatura comum é:
TX+ / RX+ ou D+ em vez de B (sinal 1 é alto)
TX-/RX- ou D- em vez de A (nível baixo quando sinal 0)

Tensão de limiar:
Se a entrada do transmissor receber um nível lógico alto (DI=1), a tensão da linha A é maior que a linha B (VOA>VOB);se a entrada do transmissor receber nível lógico baixo (DI=0), a tensão da linha A é maior que a linha B (VOA>VOB);A tensão B é maior que a linha A (VOB>VOA).Se a tensão da linha A na entrada do receptor for maior que a da linha B (VIA-VIB>200mV), a saída do receptor é um nível lógico alto (RO=1);se a tensão da linha B na entrada do receptor for maior que a da linha A ( VIB-VIA>200mV), o receptor emite nível lógico baixo (RO=0).

Carga unitária (UL)

O número máximo de drivers e receptores no barramento RS-485 depende de suas características de carga.As cargas do driver e do receptor são medidas em relação às cargas da unidade.O padrão 485 estipula que um máximo de 32 cargas unitárias podem ser conectadas a um barramento de transmissão.

Modo operacional

A interface de barramento pode ser projetada das duas maneiras a seguir:
Half Duplex RS-485
Full-Duplex RS-485
Em relação às configurações de barramento half-duplex múltiplas, conforme mostrado na figura abaixo, os dados só podem ser transferidos em uma direção por vez.

A configuração do barramento full-duplex é mostrada na figura abaixo, permitindo a comunicação bidirecional simultânea entre os nós mestre e escravo.

Terminação do barramento e comprimento do ramal

Para evitar a reflexão do sinal, a linha de transmissão de dados deve ter um ponto final quando o comprimento do cabo for muito longo e o comprimento do ramal deve ser o mais curto possível.
A terminação correta requer um resistor de terminação RT compatível com a impedância característica Z0 da linha de transmissão.
O padrão RS-485 recomenda que Z0=120Ω para o cabo.
Os troncos de cabo geralmente são terminados com resistores de 120Ω, um em cada extremidade do cabo.

O comprimento elétrico do ramal (distância do condutor entre o transceptor e o tronco do cabo) deve ser inferior a um décimo do tempo de subida do drive:
LStub ≤ tr * v * c/10
LStub= comprimento máximo do ramo em pés
v = a relação entre a taxa na qual o sinal viaja no cabo e a velocidade da luz
c = velocidade da luz (9,8*10^8ft/s)
Comprimento de ramificação muito longo fará com que a reflexão de emissão de sinal afete a impedância.A figura a seguir é uma comparação das formas de onda de comprimento de ramo longo e comprimento de ramo curto:

Taxa de dados e comprimento do cabo:
Ao usar altas taxas de dados, use apenas cabos mais curtos.Ao usar taxas de dados baixas, cabos mais longos podem ser usados.Para aplicações de baixa velocidade, a resistência DC do cabo limita o comprimento do cabo adicionando margem de ruído através da queda de tensão no cabo.Ao usar aplicativos de alta taxa, os efeitos CA do cabo limitam a qualidade do sinal e limitam o comprimento do cabo.A figura abaixo fornece uma curva mais conservadora de comprimento de cabo e taxa de dados.

Shenzhen Zhongling Technology Co., Ltd. (ZLTECH), desde a sua criação em 2013, está comprometida com a indústria de robôs com rodas, desenvolvendo, produzindo e vendendo servomotores e acionamentos de cubo de roda com desempenho estável.Seus drivers de motor de hub servo de alto desempenho ZLAC8015, ZLAC8015D e ZLAC8030L adotam comunicação de barramento CAN/RS485, respectivamente suportam protocolo CiA301, subprotocolo CiA402/modbus-RTU do protocolo CANopen e podem montar até 16 dispositivos;controle de posição de suporte, controle de velocidade e controle de torque e outros modos de trabalho, adequados para robôs em várias ocasiões, promovendo muito o desenvolvimento da indústria de robôs.Para obter mais informações sobre servo drives de cubo de roda da ZLTECH, preste atenção: www.zlrobotmotor.com.