Uso de controladores de línea diferencial para señales digitales

1. La capa de hardware RS485 / RS422 se basa en transceptores de línea diferencial. Se elige el 5V, debido a la transferencia de alta velocidad. Tenga en cuenta que una señal de nivel de 12 V con la misma velocidad de giro necesita más tiempo para "alcanzar" el nivel de señal HI o LO, por lo que se necesita una pequeña señal de voltaje para una alta frecuencia de datos. La capa de protocolo es algo totalmente diferente.

Por lo general, una comunicación RS485 puede llegar hasta 1,2 km a 9600 bps, par trenzado, con un diámetro de conductores > = 0,64 mm (AWG 22), cortesía de Siemens.

2. No encontrará señales diferenciales a alto voltaje, excepto en algunos bucles de corriente, que también se utilizan para la comunicación de datos a distancia. Esto ahora es obsoleto en la industria y se reemplaza con RS485, porque en un momento dado no existían tales transceptores RS485, supongo. El bucle actual se realizó con un optoacoplador y un espejo actual.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

3. Con un comunicador RS485 aislado. necesitaría suministrar a los transceptores RS485 una fuente de alimentación flotante aislada galvánicamente, como el convertidor DC / DC 5V / 5V. Debe polarizar los pares de señales con potencial Vcc y GND a través de resistencias de polarización y, por supuesto, la resistencia de terminación en ambos extremos. De esta manera, las unidades de suministro de energía se igualan a la tensión de potencial común. No hay necesidad de conectar la tierra a ellos, y, por supuesto, debe evitarse conectar las GND de ambas unidades de suministro de energía a través de un tercer conductor como un escudo. El escudo está conectado a tierra en un extremo para hundir la interferencia del entorno.

Encadaladosecolocanresistenciasdepolarizaciónyterminación.

^{simular este circuito}

Enlace a un transceptor preparado con bias y resistencias de terminación.

¡Usa la capa física MIDI!

Acoplador óptico en el receptor (con algunas resistencias y un diodo para protección) y un transmisor de bucle de corriente de 5 mA simple, sencillo, sencillo, aislado y completamente confiable para este tipo de cosas.

Habrá montones de ejemplos en línea que muestran cómo hacerlo.

Saludos, Dan.

A continuación encontrará las respuestas a sus preguntas.

  

P1: La mayoría de los controladores de línea que encontré etiquetados como "transceptores RS485". La cosa es que no pretendo usar el protocolo RS485. ¿Hay algún efecto secundario para usar estos en mi aplicación? No puedo ver ninguno, pero quiero estar seguro.

Ans1: Estos se llaman transceptores porque siguen la especificación de la capa física de RS485. La media del nivel de voltaje de salida de los circuitos integrados será del estándar RS485. Pero si puede enviar los datos en velocidad variable en forma de 1 y 0, entonces ¿por qué no puede enviar una señal de control de velocidad muy baja de 1 y 0. Además, estos transceptores son solo convertidores de voltaje y no contienen ninguna inteligencia? de realizar cualquier tipo de operaciones lógicas en tus entradas.

  

Q2: Salida +/- 2V, con cables largos como los que estoy usando, esto puede ser un problema.

Ans2: Esto puede ser un problema cuando estás haciendo tierra en el transmisor y el receptor. La señal de salida que obtendrá será una señal diferencial y está diseñada para superar el inconveniente de la tecnología para dicha aplicación de larga distancia.

  

P3: Todas estas soluciones también necesitarán un terreno compartido entre el remitente y el receptor.

Ans3: No, no necesitará conectar GND de ninguno de los transmisores ni del receptor. Si desea aislar la parte de comunicación, necesita alimentar estos circuitos integrados de transceptor con una fuente de alimentación aislada en el lado del transmisor y el receptor. Además, debe proporcionar aislamiento mediante optoaisladores en las señales de entrada y salida.