**1 **Aperçu du RS-485
Comme RS-232, RS-485 est une norme de communication série. Sa désignation officielle actuelle est TIA-485/EIA-485-A, mais elle est communément appelée norme RS-485. Le RS-485 est largement utilisé dans des secteurs tels que l'automatisation industrielle, l'automobile et la gestion des bâtiments. Au sein de la série de normes EIA, le protocole RS-485 est considéré comme le plus polyvalent, démontrant d'excellentes performances sur les quatre normes de communication série.
Le bus RS-485 surmonte les inconvénients du RS-232, à savoir sa courte distance de communication et son faible débit de données. Le RS-485 prend en charge des débits de données allant jusqu'à 10 Mbit/s et a une distance de communication théorique allant jusqu'à 1 200 mètres. Contrairement à la transmission asymétrique du RS-232, le RS-485 utilise une transmission différentielle via une paire de fils à paire torsadée, un fil étant désigné par A et l'autre par B.
**2 **Couche physique RS-485
La couche physique RS-485 est responsable de la transmission des données brutes entre les appareils et le support de transmission physique. Il gère la conversion des signaux électriques en données numériques, tout en définissant également les niveaux de tension, la synchronisation, les débits de données et d'autres paramètres.
① Signaux différentiels
Le câblage longue-distance entraîne une atténuation du signal et augmente le risque de bruit et d'interférences. Cela se manifeste par des changements d'amplitude de tension sur les câbles A et B. Cependant, l'avantage de l'utilisation de lignes différentielles est que la soustraction de la différence entre les deux signaux annule les interférences, permettant ainsi la sortie d'un signal normal. La capacité d'un récepteur différentiel à ignorer des tensions identiques sur les deux lignes de signal est appelée réjection en mode commun-.
La norme spécifie que la logique 1 va de +2V à +6V et que la logique 0 va de -6V à -2V.
RS-485 ne nécessite pas de tension de bus spécifique ; il ne prend en compte que la tension différentielle minimale. Sur des longueurs de câble plus longues, la tension reçue par le récepteur peut chuter à +/- 200 mV, ce qui reste parfaitement acceptable pour le RS-485. C'est l'un des avantages du RS-485.
De nombreux émetteurs-récepteurs respectent, voire dépassent, la norme TIA/EIA-485A ; Toutefois, dans la pratique, les paramètres spécifiés par l'appareil prévalent. Par exemple, le seuil d'entrée négatif minimum pour un certain émetteur-récepteur est de -200 mV.
② Définitions des signaux
Définitions des lignes de signal RS-485
Diagramme schématique des connecteurs DB9 mâles et femelles
| DB9 | Indicateur de sonnerie | Nom de la broche |
|
1 |
CD | Détection de transporteur |
| 2 | RXD | Recevoir des données |
| 3 | TXD | Transmettre des données |
| 4 | DTR | Prêt pour le terminal de données |
| 5 | GND | Mise à la terre du système |
| 6 | DSR | Données prêtes |
| 7 | RTS | Transmettre la demande |
| 8 | CTS | Autorisé à transmettre |
| 9 | RI | Indicateur de sonnerie |
Affectation des broches DB9
Détection de porteuse (CD) Ce signal de contrôle est utilisé lorsque le modem informe l'ordinateur qu'il a détecté un signal porteur que l'ordinateur peut utiliser pour la transmission de données.
Réception de données (RXD) Cette ligne est utilisée pour la transmission de données entre deux sources. Un exemple est les données reçues du modem et transmises à l'ordinateur.
Transmettre les données (TXD) Il s'agit de la ligne qui transporte réellement les données transmises.
Data Terminal Ready (DTR) Ce signal indique que l'ordinateur est prêt à transmettre des données.
Terre du système (GND) Fait référence à une connexion physique à la terre, utilisée comme ligne de base pour mesurer la tension dans un circuit ou comme chemin commun pour le retour du courant.
Schéma de brochage pour les connecteurs RS-485 semi-duplex et full-duplex à 25-broches
Comparé au signal DTR, le signal Data Set Ready (DSR) informe un ordinateur ou un terminal que le modem est opérationnel et capable de recevoir des données.
Pour ce signal, une tension positive est requise pour activer le signal Prêt à envoyer (RTS). Cela indique qu'une transmission-sans interférence est possible entre l'ensemble de données et le terminal de données.
Une fois la connexion établie entre le terminal de données et le modem, le signal Clear to Send (CTS) est transmis pour confirmer que le terminal de données a reconnu que la communication peut commencer.
L'indicateur de sonnerie (RI) sert à alerter le modem exploitant l'ensemble de données qu'un signal basse -fréquence a été détecté. Ce signal avertit simplement le terminal de données et n'affecte pas la transmission de données entre les appareils.
Les affectations de broches se connectent aux connecteurs DB9 et DB25 via 2 et 4 contacts, respectivement.
Les lignes TxD+ et TxD- du connecteur DB25 transmettent les données, tandis que les lignes RxD+ et RxD- transportent les données reçues. Comme il s’agit de signaux différentiels, ils peuvent être transmis sur de plus longues distances.
L'interface RS-485 surpasse le protocole RS-232 en termes de distance de transmission et de débit de données. Il prend en charge des débits de données de 30 à 35 Mbps sur des distances allant jusqu'à 10 mètres. Des débits de données de 100 Kbps peuvent être atteints sur des distances allant jusqu'à 1 200 mètres. Le RS-485 est principalement utilisé dans les configurations multipoints qui tirent parti de son interface différentielle équilibrée.
Comme le montre le brochage du câble RS-485, cette interface présente tous les signaux dans une configuration différentielle.
● Les signaux CTS+ et CTS-, ainsi que les signaux RTS+ et RTS-, sont utilisés comme signaux de commande d'établissement de liaison.
● TxD+ et TxD- sont utilisés pour la transmission de données.
● RxD+ et RxD- sont les lignes utilisées pour recevoir les données.
Une configuration multipoint peut connecter jusqu'à 32 appareils à un seul appareil de contrôle maître. Le VSAT NMS (Network Management System) en est un exemple. Dans cette implémentation, un logiciel exécuté sur un PC peut surveiller et contrôler divers sous-systèmes. Ceux-ci incluent le MUX, le modem, les convertisseurs RF up/down et d'autres composants réseau. Pour que ce type d'implémentation fonctionne correctement, des connecteurs RS-485 correctement câblés sont requis à la fois sur le PC exécutant l'application NMS et sur tous les sous-systèmes connectés.
Description de l'interface RS485
L'interface RS485 (EIA485) s'est avérée extrêmement robuste et, grâce à sa topologie multi-points, est devenue le protocole de communication le plus populaire dans le secteur industriel. Le protocole RS422 est similaire au RS485 dans la mesure où les deux utilisent des signaux différentiels pour la transmission des données.
Il existe deux types de RS-485 :
● Le RS-485 semi--duplex est doté de 2 broches.
● Le RS-485 full-duplex est doté de 4 broches.
Vous pouvez utiliser le mode-duplex intégral lorsque vous devez envoyer et recevoir des données simultanément. En mode half-duplex, vous ne pouvez envoyer ou recevoir des données qu'à un moment donné.
La plage de tension sur la ligne va de -7 V à +12 V.
Aucun type de connecteur spécifique n'est requis pour implémenter le protocole RS-485, mais dans la plupart des cas, des connecteurs ou des borniers DB9 sont utilisés.
Les connecteurs RS-485 spécifiques peuvent avoir différentes configurations de broches. Vous pouvez déterminer la configuration réelle en fonction de la documentation fournie avec l'appareil.
Connexion d'un appareil RS-485 avec 2 broches-Allocation de broches RS-485 semi-duplex
Connexion d'un appareil RS-485 avec 4 broches-Allocation de broches RS-485 en duplex intégral
De nombreux convertisseurs RS-485 sont aujourd'hui compatibles avec RS-422, vous verrez donc souvent des signaux étiquetés T/R+ et T/R- sur ces convertisseurs, qui correspondent aux A+ et B- du RS-485.
③ Topologie
Le RS-485 prend en charge les configurations à deux-fils et à quatre-fils. La configuration à quatre -fils est limitée à la communication-point à-point et est rarement utilisée aujourd'hui ; la configuration à deux fils est plus couramment utilisée. Cette configuration utilise une topologie de bus, permettant de connecter jusqu'à 32 nœuds sur un seul bus.
Comme I²C, le bus RS-485 fonctionne en mode maître-esclave. Il prend en charge à la fois le mode esclave point-à-point unique-et le mode multi-esclave, mais ne prend pas en charge le mode multi-maître.
