En la comunicación de larga-distancia entre MCU en varios programas, RS485, debido a su diseño de hardware simple, fácil de controlar, bajo costo y otras ventajas, se usa ampliamente en automatización de fábricas, control industrial, monitoreo comunitario, informes automáticos de conservación de agua y otros campos. Sin embargo, el bus RS485 en la anti-interferencia, auto-adaptación, eficiencia de la comunicación y otros aspectos de los defectos aún existen, algunos de los detalles del manejo inadecuado a menudo conducirán a fallas de comunicación o incluso parálisis del sistema y otras fallas, por lo que para mejorar el otro programa de coincidencia que ahorra más energía-es la coincidencia RC usando un capacitor C
El uso de un capacitor C para aislar el componente de CC puede ahorrar la mayor parte de la energía, pero el valor de la capacitancia C es un punto difícil, es necesario hacer un compromiso entre el consumo de energía y la calidad correspondiente. Además de los dos anteriores, existe un programa de coincidencia de diodos, este programa no logra una coincidencia verdadera, pero utiliza el efecto de sujeción del diodo, debilita rápidamente la señal reflejada para mejorar la calidad de la señal, el efecto de ahorro de energía es significativo.
(2) Resistencia pull-de configuración de terminales RO y DI
Los datos de comunicación asincrónica se transmiten en forma de bytes y, antes de transmitir cada byte, se realiza un protocolo de enlace mediante un bit de inicio de nivel-bajo. Para evitar que las señales de interferencia activen por error la RO (salida del receptor) para generar saltos negativos, de modo que la MCU en el extremo receptor entre en el estado de recepción, se recomienda que la RO se conecte a una resistencia pull-externa de 10 kΩ.
(3) Asegúrese de que el sistema esté encendido en el chip RS485 en el estado de entrada de recepción
Para el terminal de control del transceptor TC, se recomienda usar el pin MCU a través del inversor para control, no es recomendable usar el pin MCU directamente para control, para evitar interferencias con el bus cuando el MCU está encendido, como se muestra en la Figura 4.
(4) Aislamiento del autobús
Bus RS485 para interfaz paralela de dos-cables, una vez que falla el chip, el bus puede "apagarse", por lo que los puertos de dos-cables VA, VB y el bus deben estar aislados. Por lo general, en VA, VB y el bus entre cada serie de una resistencia PTC de 4 ~ 10 Ω, al mismo tiempo con tierra a través del diodo TVS de 5 V para eliminar la interferencia de sobretensión de línea. Si no hay resistencia PTC ni diodo TVS, se puede reemplazar por una resistencia normal y un regulador de voltaje.
(5) Elección razonable de chips
Por ejemplo, para evitar fuertes impactos electromagnéticos (rayos) en equipos externos, se recomienda utilizar el chip de rayos 75LBC184 de TI, la cantidad de nodos necesarios para una mayor cantidad de SIPEX SP485R opcional.
2.Configuración de red RS485
(1) El número de nodos de la red.
El número de nodos de red y la capacidad de unidad de chip RS485 seleccionada y la impedancia de entrada del receptor, como el valor máximo nominal 75LBC184 de 64 puntos, el valor máximo nominal SP485R de 400 puntos. Cuando se utiliza en la práctica, debido a la longitud del cable, el diámetro del cable, la distribución de la red y la velocidad de transmisión es diferente, el número real de nodos no alcanza el valor teórico. Por ejemplo, si el 75LBC184 se utiliza en una red RS485 con una distribución de 500m y el número de nodos supera los 50 o la velocidad es superior a 9,6kb/s, la confiabilidad del trabajo disminuye significativamente. Generalmente se recomienda el número de nodos según el valor máximo del chip RS485 del 70% de la selección, la velocidad de transmisión de 1200 ~ 9600b/s entre la selección. Distancia de comunicación de 1 km o menos, desde la eficiencia de la comunicación, el número de nodos, la distancia de comunicación y otra consideración integral de la selección de 4800b/s mejor. Cuando la distancia de comunicación es superior a 1 km, se debe considerar mejorar la confiabilidad de la transmisión de datos aumentando el módulo de retransmisión o reduciendo la velocidad.
(2) Distancia entre nodos y troncales
En teoría, cuanto más corta sea la distancia entre el nodo RS485 y el troncal (encabezado T-, también conocido como línea principal-en línea), mejor. El encabezado T- tiene menos de 10 m de nodos que usan el tipo T-, la conexión no tiene mucho impacto en la coincidencia de la red, se puede asegurar que el uso del nodo, pero para el nodo el espacio es muy pequeño (menos de 1 m, como la pantalla de combinación del módulo LED) se debe usar para conectar la estrella, si la conexión tipo T-o cuenta-no puede funcionar correctamente. RS485 es una estructura semid-dúplex del bus de comunicación, que se usa principalmente para un par de sistemas de comunicación multi-punto, por lo que el El host (PC) debe colocarse en un extremo, no en el medio y la formación del tronco de la distribución en forma de T-.
3. Mejorar la eficiencia de la comunicación RS485
RS485 se utiliza generalmente en un par de sistemas de comunicación de respuesta maestro-esclavo de múltiples-puntos; en comparación con los buses full-dúplex, como el RS232, la eficiencia es mucho menor, por lo que es muy importante elegir el protocolo de comunicación y el modo de control adecuados.
(1) control de estado-estable del bus (señal de apretón de manos)
La mayoría de los usuarios eligen enviar datos antes de que 1 ms envíe y reciba el terminal de control TC configurado en un nivel alto, de modo que el bus entre en un estado de envío estable antes de enviar datos; Los datos se envían y luego se retrasan 1 ms después de que el terminal TC se establece en un nivel bajo, de modo que el envío confiable se complete antes de transferir al estado de recepción. Según el autor, el uso del lado TC del retraso ha sido de 4 ciclos de máquina para cumplir con los requisitos.
(2) Para garantizar la calidad de la transmisión de datos, se debe verificar cada byte minimizando las características de la palabra y la palabra de paridad.
El formato de paquete habitual consta de código de arranque, código de longitud, código de dirección, código de comando, datos, código de verificación y código de cola, y la longitud de cada paquete alcanza entre 20 y 30 bytes. En el sistema RS485 este protocolo no es muy conciso. Se recomienda que los usuarios utilicen el protocolo MODBUS, el protocolo ha sido ampliamente utilizado en conservación de agua, hidrología, energía eléctrica y otros equipos y sistemas industriales en el estándar internacional.
4. Fuente de alimentación del circuito de interfaz RS485, conexión a tierra
Para la red de medición y control formada por la MCU combinada con microsistemas RS485, se debe dar prioridad al uso de un programa de suministro de energía independiente de los microsistemas; es mejor no utilizar una fuente de alimentación grande para los microsistemas en suministro de energía en paralelo; al mismo tiempo, la línea de alimentación (CA y CC) no puede compartir el mismo cable multi-núcleo con la línea de señal RS485. Se debe utilizar la línea de señal RS485 para seleccionar el área de sección transversal-de 0,75 mm2 o más pares de cables trenzados en lugar de líneas rectas planas. Para cada fuente de alimentación CC de pequeña-capacidad, la selección de la fuente de alimentación lineal LM7805 es más apropiada que la selección de la fuente de alimentación conmutada. Por supuesto, se debe prestar atención a la protección de LM7805.
(1) La entrada y tierra del LM7805 deben conectarse a través de los condensadores electrolíticos de 220 ~ 1000 μF.
(2) Diodo inverso 1N4007 de entrada y salida LM7805; (2) Diodo inverso 1N4007 de entrada y salida LM7805.
(3) La salida y tierra del LM7805 deben conectarse entre los condensadores electrolíticos de 470 ~ 1000 μF y los condensadores monolíticos de 104 pF y el diodo inverso 1N4007;
(4) Se prefiere un voltaje de entrada de 8 ~ 10 V, el rango máximo permitido de 6,5 ~ 24 V. El PT5100 de TI se puede utilizar para reemplazar el LM7805, a fin de lograr una entrada de voltaje ultra amplia de 9 ~ 38 V.
5. Aislamiento óptico
En algunas áreas de control industrial, debido a la complejidad de la escena, existe una tensión de modo común alta entre los nodos. Aunque la interfaz RS485 es un método de transmisión diferencial, con un cierto grado de resistencia a la interferencia del modo común-, pero cuando el voltaje del modo común- excede el límite de voltaje de recepción del receptor RS485, es decir, mayor que +12V o menos de -7V, el receptor ya no puede funcionar correctamente y, en casos graves, incluso quemará el chip y instrumentación.
La solución a estos problemas es aislar la fuente de alimentación del sistema y la fuente de alimentación del transceptor RS485 a través de CC-CC; Aislamiento de señal a través de optoacoplador para eliminar completamente el efecto del voltaje de modo común. La forma de realizar este programa se puede dividir en:
(1) utilice un optoacoplador, DC-DC con aislamiento, chip RS485 para construir el circuito.
(2) utilizando chips integrados secundarios, como PS1480, MAX1480, etc.
6.Sistema RS485 de fallas comunes y métodos de procesamiento.
RS485 es un sistema de comunicación de bajo-costo y fácil-de-operar, pero la estabilidad es débil y al mismo tiempo se entrelaza fuerte, por lo general, una falla en el nodo provocará la parálisis del sistema en su conjunto o local, y es difícil de juzgar. Por lo tanto, se presentan al lector algunos de los métodos comunes para mantener RS485.
(1) Si el sistema está completamente paralizado, principalmente debido a un chip de nodo VA, VB fue un corte de energía, se usa un multímetro para medir VA, VB entre el voltaje del modo diferencial es cero y el voltaje del modo común a tierra es mayor que 3 V, en este momento puede medir el tamaño del voltaje del modo común-para solucionar problemas, cuanto mayor sea el modo común- El voltaje indica que cuanto más cerca está el punto de falla, y viceversa, más lejos está.
(2) El bus de varios nodos consecutivos no puede funcionar correctamente. Generalmente causado por la falla de uno de los nodos. La falla de un nodo hará que los 2 o 3 nodos vecinos (generalmente subsiguientes) no puedan comunicarse, por lo que se desconectarán del bus uno por uno, por ejemplo, un nodo desconectado del bus puede volver a la normalidad, lo que indica que el nodo falla.
(3) La fuente de alimentación centralizada del sistema RS485 en el encendido-a menudo parece que parte del nodo no es normal, pero cada vez no es exactamente igual. Esto se debe a que el diseño TC del terminal de control del transceptor RS485 no es razonable, lo que genera confusión en el estado del transceptor del nodo de encendido del microsistema, lo que conduce al bloqueo del bus. El método de mejora consiste en agregar el interruptor de alimentación del microsistema y luego encenderlo por separado.
(4) El sistema es básicamente normal, pero ocasionalmente se producen fallas de comunicación. Generalmente, debido a que la construcción de la red no es razonable, lo que hace que la confiabilidad del sistema esté en un estado crítico, es mejor cambiar la alineación o aumentar el módulo de relé. Uno de los métodos de contingencia es reemplazar el nodo que falla por un chip con mejor rendimiento.
(5) Debido a la falla de la MCU causada por el lado TC del estado del cabello largo, el autobús se detuvo en un pedazo. Recuerde al lector que no olvide comprobar el lado TC, aunque el RS485 proporciona un voltaje en modo diferencial superior a 200 mV que puede funcionar correctamente. Pero la medición real: un sistema bien-funcionado con voltaje en modo diferencial generalmente es de alrededor de 1,2 V (debido a la distribución de la red, las diferencias de velocidad pueden hacer que el voltaje en modo diferencial esté en el rango de 0,8 ~ 1,5 V).