• Stručně k rozhraním

V článku se dozvíte o rozhraních po kterých komunikují různá průmyslová a domácí  zařízení s počítači nebo mezi sebou. Mezi ně patří např. UPSky, EZSky, periférie k počítačům, automatizační zařízení, měřící zařízení nebo jakékoli zařízení ke sběru dat. Vysvětlíme si jak fungují a dozvíme se jejich základní parametry. V dnešní době mají velmi široké využití.

• Rozhraní RS232

Asi nejběžnější rozhraní pro komunikaci mezi zařízeními na krátkou vzdálenost je rozhraní RS232. Mnoho uživatelů výpočetní techniky ho asi zná. Komunikují po něm hlavně periférie rozšiřující počítač např. externí modemy, myši apod.. . Signály RS232 jsou odvozeny od napěťových úrovní vzhledem k zemi. Každý kladný signálový vodič má napěťovou úroveň vztahující se ke společné zemi. Zapojení signálů vyžaduje tedy společnou zem a tudíž i vzdálenosti mezi zařízeními mohou být velmi malé .
Důležitý je odpor vedení a velmi snadné podlehnutí vůči rušení. Na každém komunikačním portu může být jen jedno zařízení např. COM1 ---> Modem, COM2 ---> Myš apod.. Amplituda se pohybuje v záporném stavu mezi –15 až –5V a v kladném mezi +5 a +15V.

• Rozhraní RS485

Oproti rozhraní RS232 je rozhraní RS485 poněkud odlišné. Pro každý signál se používají dva vodiče. Je-li signál aktivní je na prvním vodiči záporné a na druhém vodiči kladné napětí. Je-li signál neaktivní je tomu naopak. Jedná se tedy o rozdíly mezi vodiči jedna a dvě. Tyto odlišnosti dávají vlastně logické úrovně.
U rozhraní RS485 může být na jedno vedení připojeno více zařízení obdobně jako u koaxilálových ethernet sítí. U tohoto rozhraní se využívá Master a Slave zařízení. Master bývá většinou jedno hlavní sběrové zařízení ( PC nebo Server ) a více slave zařízení s různými adresami, které odebírají pakety určené jen pro ně. Master odesílá periodicky pakety pro jednotlivé slave zařízení. Pro každý signál se používá twisted pair ( kroucený pár ) vedení. Do vedení se také indukuje šum, ale jelikož se signál přenáší po twisted pairu je rozdíl napětí tohoto šumu mezi prvním a druhým vodičem velice malý.

Rozlišujeme dva druhy vedení:

Jednoduchý twisted pair - Komunikace probíhá obousměrně po jednom vedení a proto nemohou komunikovat obě zařízení současně. Toto je odladěno většinou softwarově.

Dvojitý twisted pair - Po prvním twisted pairu odesílá Master dotazovací pakety a po druhém pouze odpovídají slave zařízení.

Hardwarově funguje rozhraní tak, že máme nějaký integrovaný obvod, který je diferenciální vysílač a integrovaný obvod, který je přijímač s diferenciálními vstupy. Celé zařízení se samozřejmě doplňuje o ochrany proti zkratu apod..Podle typu použitých obvodů se mění komunikační rychlost, ale i cena.

Norma  EIA-RS 485 (ISO 8482) definuje vstupní impedanci RS 485 obvodů Ri = 12kOhm. Proto je možné zapojit na jedno vedení až 32 vysílačů, přijímačů, nebo jejich kombinace. Protože se jedná o obousměrný přenos dat, vedení musí být zakončeno terminačním odporem na obou koncích. Hodnota odporu je 120 Ohmů. Napěťové úrovně se pohybují od -7V až +12V  .
 

• Rozhraní RS422

Elektrický princip rozhraní RS422 je stejný jako RS485, jen má využití obdobně jako RS 232 pro komunikaci většinou mezi jedním zařízením. Používá se hlavně k prodloužení rozhraní RS232. Používají se dva oddělené twisted pair vodiče a komunikace probíhá oběma směry najednou.

Norma EIA-RS 422 (ITU-T V.11) definuje toto rozhraní, kde může být zapojeno maximálně 10 příjímačů na jeden vysílač. Limitující parametr je vstupní impedance přijímače Ri = 4kOhm. Zapojení 10ti přijímačů + terminační odpor 100 Ohm dává maximální zátěž vysílače. Toto platí jen pro vysílače RS422 vybavené vstupem, umožňujícím sdílet na jednom vedení více zařízení. Napěťové úrovně se pohybují mezi -7V až +7V.

• Obrázky k článku

--> Princip rozhraní RS485

--> Porovnání mezi RS485 a RS422

Správná funkce vysílače a přijímače vyžaduje přítomnost zpětné signálové cesty mezi uzemněním jednotlivých zařízení. Tu můžeme realizovat např. třetím vodičem, nebo uzemněním každého zařízení na zem (zemnící kolík v zásuvce 220V).

• Závěrem

Ještě nutno dodat, že pro kratší vzdálenosti není použití twisted pairu důležité a lze použít běžné telefonní vedení. V dalším článku si ukážeme praktické příklady a schémata různých konvertorů.