RS-485 — не протокол
RS-485 (стандарт TIA/EIA-485) описує лише електричну сторону: які напруги на проводах і як підключаються пристрої. Що передається по них, вирішує протокол над ним. Найчастіше це Modbus RTU і BACnet MS/TP, але й багато фірмових протоколів.
Диференціальний сигнал
Дані йдуть двома проводами, які називають A і B (іноді D− і D+). Приймач дивиться на різницю між ними, а не на напругу відносно землі. Завада діє на обидва проводи майже однаково й віднімається, тому лінія витримує великі відстані та промислове середовище. Приймач розпізнає сигнал за різниці близько 200 мВ, а синфазна напруга може бути від −7 до +12 В відносно землі пристрою.
Напівдуплекс
Найпоширеніша схема — двопровідна. Два проводи означають, що в кожну мить говорить лише один. Передавач кожного пристрою вимкнений, поки той слухає, і вмикається лише під час надсилання. Цим керують виводи DE (увімкнення передавача) і RE (увімкнення приймача), часто з'єднані разом. Багато перетворювачів роблять це автоматично. Чотирипровідний варіант має окремі пари для кожного напрямку.
Відстань і швидкість
| Швидкість | Типова відстань |
|---|---|
| до 100 кбіт/с | до приблизно 1200 м |
| 1 Мбіт/с | близько 100 м |
| 10 Мбіт/с | близько 12 м |
В автоматизації будівель і в Modbus зазвичай використовують 9600–115200 біт/с, де довжина рідко стає проблемою.
Топологія
Шина, а не зірка. Кабель іде від пристрою до пристрою (daisy chain). Припустимі лише зовсім короткі відгалуження. Зірка й довгі відводи спричиняють відбиття та помилки даних.
Термінування
На обох кінцях шини ставлять резистор, що дорівнює хвильовому опору кабелю, зазвичай 120 Ом між A і B. Не посередині й не на кожному пристрої. Відсутність термінатора на одному кінці або більше за два терміновані кінці спричиняють відбиття, особливо на довгому кабелі чи за високої швидкості.
Зміщення (bias)
Коли ніхто не передає, лінія «плаває», і приймачі можуть сприйняти шум за дані. Тому в одному місці шини (зазвичай біля головного пристрою) ставлять резистори до живлення й до землі, які утримують лінію у визначеному стані. Лише в одному місці, а не на кожному пристрої.
Кабель
- Кручена пара для сигналу, бажано екранована, з хвильовим опором близько 120 Ом.
- Екран заземлюють в одній точці, щоб по ньому не тік струм.
- Третій провідник (спільний) використовують, якщо пристрої мають різні потенціали.
- Силовий кабель не повинен іти паралельно сигнальному.
Найчастіші проблеми
- Переплутані A і B. Виробники позначають їх по-різному. Якщо зв'язку немає, перше, що перевіряють, — перестановка.
- Відсутній або зайвий термінатор.
- Зіркоподібне прокладання кабелю.
- Забагато пристроїв. Класичний приймач — 1 одинарне навантаження, а лінія витримує 32. Сучасні мікросхеми навантажують шину менше й допускають більше.
- Різні параметри порту: швидкість, парність, стоп-біти.
- Немає гальванічної розв'язки між окремими заземленнями.
