Trên đây là tổng hợp lý thuyết cơ bản về giao tiếp RS485. Quý khách hàng cần tìm hiểu về chuẩn RS485, tư vấn về giải pháp hay hỗ trợ giới thiệu, báo giá các loại cáp chống nhiễu, cáp RS485, thiết bị chuyển đổi Modbus RS485 vui lòng liên hệ với chúng tôi bằng cách chat hoặc liên hệ trực tiếp theo số Hotline trên website để được hỗ trợ tốt nhất. Xin cảm ơn!
NỘI DUNG CHÍNH
Tại sao chuẩn giao tiếp RS485 được sử dụng rộng rãi?
Ngày nay, chuẩn truyền thông RS232 không còn đáp ứng được nhu cầu truyền thông nữa vì đường truyền tín hiệu trên dây dẫn không cân bằng (các tín hiệu đều lấy điểm chuẩn là đường mass chung, dây truyền dẫn tín hiệu bị ảnh hưởng của nhiễu điện từ) điện áp của dây so với đất trong khoảng từ -15 đến 15 V, mức 0 được thể hiện là từ 3 đến 15V, mức 1 được thể hiện từ -15 đến -3V. Do đó, có thể thấy rằng trong khoảng từ -3 đến 3 V là mức không xác định.
Khoảng cách truyền càng lớn sụt áp càng nhiều, hay nói cách khác, tín hiệu truyền đi trên dây dẫn càng xa thì mức sai lệch càng lớn. Đối với chuẩn RS232 tối đa không quá 50m tốc độ truyền hạn chế 9600kbps.
Chính vì vậy, để đáp ứng nhu cầu truyền thông công nghiệp, thay thế cho chuẩn RS232 người ta sử đưa ra giải pháp sử dụng chuẩn truyền thông RS485 khi cần tăng khoảng cách và tốc độ truyền thông (khoảng cách truyền thông tối đa của RS485 là 1.200m và vận tốc truyền lên đến 10Mbits/s). Lý do chuẩn RS485 có thể tăng tốc độ và khoảng cách truyền thông là do RS485 sử dụng phương pháp truyền 2 dây vi sai (vì 2 dây có đặc tính giống nhau, cặp dây vặn xoắn với nhau, tín hiệu truyền đi là hiệu số (chênh lệch) điện áp giữa 2 dây do đó loại trừ được nhiễu chung). Với chuẩn RS485 ta có thể nối ra 32 thiết bị thu phát trên 2 dây cho phép tạo thành 1 mạng cục bộ, trong khi đó RS232 không cho phép điều này, chỉ 1 thiết bị truyền nhận tín hiệu trên một đường dây.
Trong mạng truyền thông công nghiệp, chuẩn RS485 là nền tảng của các hệ thống bus điều khiển, bus trường tiên tiến nhất hiện nay như Control Net (DH485, DH+,DH++)(Rockwell Atomation), Profibus, FieldBus (Siemens)…
>>Bài viết tham khảo: Giải pháp truyền dữ liệu RS-232/422/485 qua mạng Internet
Tìm hiểu sâu hơn về chuẩn giao tiếp RS485
Ở đây chúng sẽ tìm hiểu kĩ hơn về Modbus RS485, chuẩn giao tiếp này có đặc điểm gì? Nó có ưu điểm ra sao? Sự khác biệt giữa chuẩn RS485 và chuẩn RS232
Giao tiếp RS485 là gì?
RS485 còn được gọi là TIA-485 (-A) hoặc EIA-485 đây là phương thức giao tiếp nối tiếp cho máy tính và các thiết bị tương tự như RS232.
RS485 không chỉ là giao diện từ thiết bị đến thiết bị đơn lẻ mà còn là một bus truyền thông được sử dụng để tạo thành các mạng đơn giản của nhiều thiết bị. Giao tiếp RS485 cho phép lên đến 32 thiết bị giao tiếp trên một cặp dây đơn và dây nối đất ở khoảng cách truyền lên đến 1200 mét. Có thể sử dụng các bộ lặp tín hiệu nếu cần mở rộng hệ thống hay tăng số lượng các nút mạng.
RS485 được sử dụng phổ biến như một giao thức cho POS, công nghiệp, viễn thông. Giao tiếp này được sử dụng trong môi trường nhiễu điện từ do phạm vi bus truyền thông rộng cho phép truyền dữ liệu qua đường cáp truyền tín hiệu khoảng cách xa chịu ảnh hưởng lớn từ nhiễu điện từ do môi trường tác động nhưng vẫn đảm bảo được sự ổn định và độ chính xác của tín hiệu từ thiết bị phát. RS485 cũng phổ biến trong máy tính, PLC, vi điều khiển và cảm biến.
Nguyên lý hoạt động của giao tiếp RS485
Trong RS485 dữ liệu được truyền qua cáp tín hiệu gồm 2 dây vặn xoắn với nhau, thường được gọi là cáp xoắn đôi chống nhiễu. Đặc tính xoắn mang lại cho RS485 khả năng chống nhiễu cao (cân bằng về điện áp giữa 2 dây khi có nhiễu) và khả năng truyền tín hiệu đi xa.
Tham khảo các sản phẩm dây truyền tín hiệu chống nhiễu: Cáp tín hiệu modbus RS485
Có thể thấy, hướng của dòng nhiễu được tạo ra bởi từ trường từ môi trường đang chảy ngược lại với dòng điện trong các phần khác của cáp cho phép dòng nhiễu thấp hơn cáp thẳng thông thường. Hơn nữa, ảnh hưởng nhiễu của từ trường tác động đồng thời lên cả 2 dây (điện áp cùng tăng hoặc cùng giảm) chính vì vậy, sự chênh lệnh điện áp giữa 2 dây là không đổi, điều này giúp cho tín hiệu truyền đi từ thiết bị phát được giữ nguyên, đảm bảo cho tín hiệu ở thiết bị nhận tín hiệu ổn định và chính xác.
Trong mạng chuẩn giao tiếp RS485, thường được cấu hình theo 2 cách phổ biến: theo cấu hình 2 dây truyền tín hiệu (hệ thống bán song công) hoặc cấu hình 4 dây truyền tín hiệu (hệ thống song công toàn phần).
Hệ thống bán song công 2 dây truyền tín hiệu
Đối với giao tiếp RS485 sử dụng hệ thống bán song công dùng 2 dây truyền tín hiệu thì dữ liệu chỉ có thể truyền theo một hướng tại một thời điểm (chỉ có thể truyền dữ liệu hoặc nhận dữ liệu một lần). Với thiết lập này, tín hiệu TX (truyền) và RX (nhận) sẽ truyền trên một cặp dây duy nhất, chính vì vậy sẽ tiết kiệm tiền cho chi phí cài đặt, dây cáp truyền tín hiệu với khả năng các nút cũng có thể nói chuyện với nhau.
Tuy nhiên, nó bị giới hạn ở chế độ bán song công và đòi hỏi phải chú ý đến độ trễ quay vòng.
Hệ thống song công toàn phần 4 dây truyền tín hiệu
Với hệ thống song công toàn phần RS485 4 dây truyền tín hiệu, dữ liệu có thể truyền đồng thời cả đến và đi từ các nút (đồng thời nhận và truyền dữ liệu) Với hệ thống song công toàn phần, 2 dây sẽ được sử dụng để truyền và 2 dây còn lại sẽ được sử dụng để nhận..
Trong thiết lập song công toàn phần này, chúng bị giới hạn trong giao tiếp chính và phụ, nơi các nút không thể giao tiếp với nhau.
Ưu điểm của giao tiếp RS485 là gì?
– RS485 khắc phục những nhược điểm còn tồn tại trên chuẩn giao tiếp RS232 (truyền tín hiệu đa điểm, khả năng truyền tín hiệu đi xa)
– Với giao tiếp RS485, chúng ta cũng có thể kết nối nhiều thiết bị với mạng.
– Với các máy thu RS485 mặc định có điện trở đầu vào là 12 kΩ, chúng ta còn có thể kết nối lên đến 32 thiết bị.
– Với đầu vào RS485 có điện trở cao, chúng ta có thể kết nối tối đa 256 thiết bị.
– Cáp RS485 với cấu trúc cặp dây dẫn vặn xoắn, khả năng chống nhiễu vượt trội.
– Khi kết nối các thiết bị ở khoảng cách xa, có thể dùng thêm bộ lặp để tăng thêm số lượng thiết bị kết nối vào đường mạng cũng như giúp tín hiệu ổn định, tránh nhiễu sai lệch tín hiệu trên đường truyền.
– Sử dụng RS485 trong công nghiệp cho phép điều khiển động cơ từ xa trong môi trường công nghiệp.
Chuẩn giao tiếp RS485 so với RS232 – Sự khác biệt của chúng là gì?
Giao tiếp RS485 kết nối đa điểm
RS232 sử dụng giao tiếp điểm tới điểm trong khi RS485 sử dụng mạng đa điểm. Với RS485, một thiết bị có thể truyền tín hiệu điều khiển đến 32 thiết bị khác. Nhưng với RS232, chỉ có 1 trình điều khiển và 1 bộ thu.
Khoảng cách trong giao tiếp
Khoảng cách giao tiếp tối đa của chuẩn RS485 lớn hơn rất nhiều, lên đến 1200m so với RS232 chỉ với 15m. Sự khác biệt này là do khả năng chống nhiễu trên đường truyền vượt trội của cáp RS485 so với RS232.
Tốc độ truyền
Chuẩn giao tiếp RS485 có tốc độ truyền tín hiệu lên đến 10MBit/s (tốc độ truyền sẽ giảm dần khi khoảng cách truyền càng xa) trong khi đó của RS232 chỉ là 20KBit/s.
Đối với RS485, ngoài 2 lớp chống nhiễu (bọc phôi nhôm + lớp lưới đan) cặp dây dẫn của cáp được xoắn đôi để thêm khả năng chống nhiễu và cho phép từ trường đi qua và không làm gián đoạn giao tiếp, cho phép RS485 giao tiếp với tốc độ cao không chịu ảnh hưởng của nhiễu điện từ.
