RS485 バスの詳細な説明

RS485 は、プロトコル、タイミング、シリアルまたはパラレル データなどのインターフェイスの物理層を記述する電気規格であり、リンクはすべて、設計者または上位層のプロトコルによって定義されます。RS485 は、平衡 (差動とも呼ばれる) マルチポイント伝送ラインを使用して、ドライバーとレシーバーの電気的特性を定義します。

利点

1.ノイズ耐性を高め、ノイズ放射を低減する差動伝送。
2. 4000 フィート (約 1219 メートル) までの長距離リンク。
3.最大10Mbpsのデータレート（40インチ、約12.2メートル以内）;
4. 複数のドライバーとレシーバーを同じバスに接続できます。
5. コモンモード範囲が広いため、ドライバとレシーバ間の接地電位差が許容され、-7 ～ 12V の最大コモンモード電圧が可能です。

信号レベル

RS-485 は主に伝送に差動信号を使用するため、長距離伝送を行うことができます。ノイズ干渉がある場合でも、伝送データがノイズによって乱されないように、回線上の 2 つの信号の差を使用して判断できます。

RS-485 差動ラインには、次の 2 つの信号が含まれます。

A: 非反転信号
B: 逆信号
また、バランス ラインが適切に機能するために、SC または G と呼ばれるすべてのバランス ライン上に共通の基準点を必要とする 3 番目の信号がある場合もあります。この信号は、受信端で受信される同相信号を制限することができ、トランシーバーはこの信号を基準値として使用して、AB ラインの電圧を測定します。RS-485 規格には次のように記載されています。
MARK (ロジック 1) の場合、ライン B の信号電圧はライン A よりも高い
SPACE (論理 0) の場合、ライン A の信号電圧はライン B よりも高い
意見の相違を避けるために、一般的な命名規則は次のとおりです。
B の代わりに TX+ / RX+ または D+ (信号 1 が高い)
Aの代わりにTX-/RX-またはD-（信号0のときローレベル）

しきい値電圧:
トランスミッタ入力が論理ハイレベル (DI=1) を受信した場合、ライン A の電圧はライン B よりも高くなります (VOA>VOB)。トランスミッタ入力が論理ローレベルを受信した場合 (DI=0)、ライン A の電圧はライン B よりも高くなります (VOA>VOB)。B 電圧はライン A よりも高い (VOB>VOA)。レシーバの入力におけるライン A の電圧がライン B の電圧よりも高い場合 (VIA-VIB > 200mV)、レシーバの出力はロジック ハイ レベル (RO=1) です。レシーバの入力におけるライン B の電圧がライン A の電圧よりも高い場合 (VIB-VIA>200mV)、レシーバは論理ロー レベル (RO=0) を出力します。

ユニットロード (UL)

RS-485 バス上のドライバーとレシーバーの最大数は、それらの負荷特性によって異なります。ドライバーとレシーバーの両方の負荷は、単位負荷に対して測定されます。485 規格では、最大 32 のユニット ロードを伝送バスに接続できると規定しています。

動作モード

バス インターフェイスは、次の 2 つの方法で設計できます。
半二重 RS-485
全二重 RS-485
下図のように複数の半二重バス構成の場合、データは一度に一方向にしか転送できません。

全二重バス構成を下図に示します。これにより、マスター ノードとスレーブ ノード間で双方向の同時通信が可能になります。

バスの終端と分岐の長さ

信号の反射を避けるために、ケーブルの長さが非常に長い場合、データ伝送ラインには終点が必要であり、分岐の長さはできるだけ短くする必要があります。
正しく終端するには、伝送ラインの特性インピーダンス Z0 に一致する終端抵抗 RT が必要です。
RS-485 規格では、ケーブルに Z0=120Ω を推奨しています。
ケーブル トランクは通常、ケーブルの両端に 1 つずつ、120Ω の抵抗で終端されます。

分岐の電気長 (トランシーバとケーブル トランク間の導体距離) は、ドライブの立ち上がり時間の 10 分の 1 未満にする必要があります。
LStub ≤ tr * v * c/10
LStub= フィート単位の最大分岐長
v = 信号がケーブル上を移動する速度と光速の比率
c = 光速 (9.8*10^8ft/s)
分岐長が長すぎると、信号放出反射がインピーダンスに影響を与えます。次の図は、長い枝の長さと短い枝の長さの波形の比較です。

データレートとケーブル長:
高いデータ レートを使用する場合は、短いケーブルのみを使用してください。低いデータ レートを使用する場合は、より長いケーブルを使用できます。低速アプリケーションの場合、ケーブルの DC 抵抗によって、ケーブル全体の電圧降下によるノイズ マージンが追加され、ケーブルの長さが制限されます。高速アプリケーションを使用する場合、ケーブルの AC 効果によって信号品質が制限され、ケーブル長が制限されます。次の図は、ケーブル長とデータ レートのより保守的な曲線を示しています。

Shenzhen Zhongling Technology Co., Ltd. (ZLTECH) は、2013 年の設立以来、車輪付きロボット産業に取り組んでおり、安定した性能のホイール ハブ サーボ モーターとドライブを開発、製造、販売しています。その高性能サーボ ハブ モーター ドライバー ZLAC8015、ZLAC8015D、および ZLAC8030L は、CAN/RS485 バス通信を採用し、それぞれ、CiA301、CiA402 サブプロトコル/CANopen プロトコルの modbus-RTU プロトコルをサポートし、最大 16 台のデバイスを取り付けることができます。位置制御、速度制御、トルク制御、その他の作業モードをサポートし、さまざまな場面でロボットに適しており、ロボット産業の発展を大きく促進します。ZLTECH のホイール ハブ サーボ ドライブの詳細については、www.zlrobotmotor に注意してください。コム。