**1 ** نظرة عامة على RS-485
مثل RS-232، يعد RS-485 معيارًا للاتصال التسلسلي. تسميتها الرسمية الحالية هي TIA-485/EIA-485-A، ولكن يُشار إليها عادةً بمعيار RS-485. يستخدم RS-485 على نطاق واسع في صناعات مثل الأتمتة الصناعية والسيارات وإدارة المباني. ضمن سلسلة معايير تقييم الأثر البيئي (EIA)، يعتبر بروتوكول RS-485 هو الأكثر تنوعًا، مما يدل على الأداء الممتاز عبر جميع معايير الاتصالات التسلسلية الأربعة.
تتغلب حافلة RS-485 على عيوب RS-232، وهي مسافة الاتصال القصيرة ومعدل البيانات المنخفض. يدعم RS-485 معدلات بيانات تصل إلى 10 ميجابت/ثانية وله مسافة اتصال نظرية تصل إلى 1200 متر. على عكس ناقل الحركة أحادي الطرف لـ RS-232، يستخدم RS-485 ناقل الحركة التفاضلي عبر زوج من الأسلاك المزدوجة المجدولة، مع تحديد سلك واحد على أنه A والآخر على أنه B.
**2 ** الطبقة المادية RS-485
الطبقة المادية RS-485 مسؤولة عن نقل البيانات الأولية بين الأجهزة ووسيط النقل المادي. فهو يتعامل مع تحويل الإشارات الكهربائية إلى بيانات رقمية، مع تحديد مستويات الجهد والتوقيت ومعدلات البيانات والمعلمات الأخرى أيضًا.
① الإشارات التفاضلية
تؤدي كابلات المسافات الطويلة- إلى توهين الإشارة وزيادة احتمالية حدوث ضوضاء وتداخل. يظهر هذا على شكل تغيرات في سعة الجهد على الكابلين A وB. ومع ذلك، فإن ميزة استخدام الخطوط التفاضلية هي أن طرح الفرق بين الإشارتين يلغي التداخل، مما يسمح بإخراج إشارة عادية. إن قدرة جهاز الاستقبال التفاضلي على تجاهل الفولتية المتطابقة على كلا خطي الإشارة تسمى رفض الوضع المشترك -.
يحدد المعيار أن المنطق 1 هو +2V إلى +6V، والمنطق 0 هو -6V إلى -2V.
لا يتطلب RS-485 جهدًا محددًا للحافلة؛ فهو يأخذ في الاعتبار فقط الحد الأدنى من الجهد التفاضلي. على مدى أطوال الكابلات الأطول، قد ينخفض الجهد الكهربي الذي يستقبله جهاز الاستقبال إلى +/- 200 مللي فولت، وهو ما لا يزال مقبولًا تمامًا لـ RS-485 - وهذه إحدى مزايا RS-485.
تلبي العديد من أجهزة الإرسال والاستقبال معيار TIA/EIA-485A أو حتى تتجاوزه؛ ومع ذلك، في التطبيقات العملية، تكون الأولوية للمعلمات المحددة للجهاز. على سبيل المثال، الحد الأدنى لعتبة الإدخال السلبي لجهاز إرسال واستقبال معين هو -200 مللي فولت.
② تعريفات الإشارة
تعريفات خط الإشارة RS-485
رسم تخطيطي لموصلات DB9 الذكور والإناث
| DB9 | مؤشر الحلقة | اسم الدبوس |
|
1 |
قرص مضغوط | كشف الناقل |
| 2 | آر إكس دي | تلقي البيانات |
| 3 | TXD | نقل البيانات |
| 4 | دي تي آر | محطة البيانات جاهزة |
| 5 | أرض | ارض النظام |
| 6 | DSR | البيانات جاهزة |
| 7 | آر تي إس | طلب الإرسال |
| 8 | CTS | واضح للإرسال |
| 9 | ري | مؤشر الحلقة |
تعيين دبوس DB9
اكتشاف الناقل (CD) يتم استخدام إشارة التحكم هذه عندما يقوم المودم بإعلام الكمبيوتر بأنه اكتشف إشارة حامل يمكن للكمبيوتر استخدامها لنقل البيانات.
تلقي البيانات (RXD) يستخدم هذا الخط لنقل البيانات بين مصدرين. ومن الأمثلة على ذلك البيانات التي يتم تلقيها من المودم ونقلها إلى الكمبيوتر.
نقل البيانات (TXD) هذا هو الخط الذي يحمل البيانات المرسلة بالفعل.
محطة البيانات جاهزة (DTR) تشير هذه الإشارة إلى أن الكمبيوتر جاهز لإرسال البيانات.
يشير النظام الأرضي (GND) إلى اتصال مادي بالأرض، يُستخدم كخط أساسي لقياس الجهد في الدائرة أو كمسار مشترك لإرجاع التيار.
مخطط Pinout لـ 25 -Pin RS-485 موصلات أحادية الاتجاه وكاملة الاتجاه
بالمقارنة مع إشارة DTR، تقوم إشارة مجموعة البيانات الجاهزة (DSR) بإعلام الكمبيوتر أو المحطة الطرفية بأن المودم قيد التشغيل وقادر على استقبال البيانات.
بالنسبة لهذه الإشارة، يلزم وجود جهد كهربائي إيجابي لتمكين إشارة جاهز للإرسال (RTS). يشير هذا إلى إمكانية النقل بدون تداخل- بين مجموعة البيانات ومحطة البيانات.
بعد إنشاء اتصال بين محطة البيانات والمودم، يتم إرسال إشارة مسح للإرسال (CTS) للتأكيد على أن محطة البيانات قد أقرت بإمكانية بدء الاتصال.
يعمل مؤشر الحلقة (RI) على تنبيه المودم الذي يقوم بتشغيل مجموعة البيانات بأنه تم اكتشاف إشارة ذات تردد منخفض. تقوم هذه الإشارة فقط بتحذير محطة البيانات ولا تؤثر على نقل البيانات بين الأجهزة.
تتصل تعيينات الدبوس بموصلات DB9 وDB25 عبر 2 و4 جهات اتصال، على التوالي.
تنقل خطوط TxD+ وTxD- الموجودة على موصل DB25 البيانات، بينما تحمل خطوط RxD+ وRxD- البيانات المستلمة. ونظرًا لأن هذه إشارات تفاضلية، فيمكن إرسالها عبر مسافات أطول.
تتفوق واجهة RS-485 على بروتوكول RS-232 من حيث مسافة الإرسال ومعدل البيانات. وهو يدعم معدلات بيانات تتراوح من 30 إلى 35 ميجابت في الثانية عبر مسافات تصل إلى 10 أمتار. يمكن تحقيق معدلات بيانات تصل إلى 100 كيلوبت في الثانية عبر مسافات تصل إلى 1200 متر. يُستخدم RS-485 بشكل أساسي في التكوينات متعددة النقاط التي تستفيد من الواجهة التفاضلية المتوازنة.
كما هو موضح في دبوس كابل RS-485، تتميز هذه الواجهة بجميع الإشارات بتكوين تفاضلي.
● يتم استخدام إشارات CTS+ وCTS-، بالإضافة إلى إشارات RTS+ وRTS-، كإشارات تحكم للمصافحة.
● يتم استخدام TxD+ وTxD- لنقل البيانات.
● RxD+ وRxD- هما الخطان المستخدمان لتلقي البيانات.
يمكن للتكوين متعدد النقاط توصيل ما يصل إلى 32 جهازًا بجهاز تحكم رئيسي واحد. يعد VSAT NMS (نظام إدارة الشبكة) أحد الأمثلة على ذلك. في هذا التطبيق، يمكن للبرامج التي تعمل على جهاز الكمبيوتر مراقبة الأنظمة الفرعية المختلفة والتحكم فيها. يتضمن ذلك MUX، والمودم، ومحولات التردد اللاسلكي لأعلى/لأسفل، ومكونات الشبكة الأخرى. لكي يعمل هذا النوع من التنفيذ بشكل صحيح، يلزم وجود موصلات RS-485 سلكية بشكل صحيح على كل من جهاز الكمبيوتر الذي يقوم بتشغيل تطبيق NMS وجميع الأنظمة الفرعية المتصلة.
وصف واجهة RS485
أثبتت واجهة RS485 (EIA485) أنها قوية للغاية، ونظرًا لبنيتها المتعددة-النقاط، أصبحت بروتوكول الاتصال الأكثر شيوعًا في القطاع الصناعي. يشبه بروتوكول RS422 بروتوكول RS485 حيث يستخدم كلاهما إشارات تفاضلية لنقل البيانات.
هناك نوعان من RS-485:
● نصف الاتجاه -يحتوي RS-485 على دبوسين.
● مزدوج كامل-يحتوي RS-485 على 4 دبابيس.
يمكنك استخدام وضع الازدواج الكامل-عندما تحتاج إلى إرسال البيانات واستقبالها في وقت واحد. في وضع الازدواج النصفي-، يمكنك فقط إرسال البيانات أو استقبالها في أي وقت محدد.
نطاق الجهد على الخط هو -7 فولت إلى +12 فولت.
لا يوجد نوع موصل محدد مطلوب لتنفيذ بروتوكول RS-485، ولكن في معظم الحالات، يتم استخدام موصلات DB9 أو الكتل الطرفية.
قد تحتوي موصلات RS-485 المحددة على تكوينات سنون مختلفة. يمكنك تحديد التكوين الفعلي بناءً على الوثائق المتوفرة مع الجهاز.
توصيل جهاز RS-485 مزود بمدخلين-تخصيص دبوس RS-485 أحادي الاتجاه
توصيل جهاز RS-485 مع 4 دبابيس-تخصيص دبوس RS-485 مزدوج الاتجاه
العديد من محولات RS-485 اليوم متوافقة مع RS-422، لذلك غالبًا ما ترى إشارات تحمل علامة T/R+ وT/R- على هذه المحولات، والتي تتوافق مع RS-485's A+ وB-.
③ الطوبولوجيا
يدعم RS-485 كلاً من تكوينات السلكين-والأربعة-الأسلاك. يقتصر تكوين الأسلاك الأربعة- على الاتصال من نقطة-إلى-نقطة ونادرًا ما يتم استخدامه اليوم؛ يتم استخدام التكوين ذو السلكين بشكل أكثر شيوعًا. يستخدم هذا التكوين طوبولوجيا الناقل، مما يسمح بتوصيل ما يصل إلى 32 عقدة على ناقل واحد.
مثل I²C، تعمل الحافلة RS-485 في الوضع التابع الرئيسي-. وهو يدعم كلاً من الوضع التابع من النقطة-إلى-النقطة الفردية-والوضع التابع المتعدد-، ولكنه لا يدعم الوضع الرئيسي المتعدد.
