RS422 seriële informatie

Over de Auteur: Lammert Bies is een vader, echtgenoot en polyglot. Hij ontwikkelt embedded systemen sinds de jaren tachtig. Gebruikte machinaal leren voordat het een naam had. Specialiseert in het verbinden van computers, robots en mensen. Was een Google Mapmaker Advocaat en spreker op verscheidene internationale conferenties voordat in 2017 de stekker uit Mapmaker werd getrokken. Bughunter met Google. Verspreidt op dit moment kunstmatige intelligentie naar de wildste plekken in productieomgevingen. Hij stopt nooit met leren.

• Inleiding in RS422
• Differentiële signalen met RS422
• Elektrische eigenschappen van RS422
• Netwerktopologie van RS422

Inleiding in RS422

Seriële communicatie methoden om informatie tussen apparatuur uit te wisselen zijn al bijna een halve eeuw door standaarden gedefiniëerd. De oudste en best bekende standaard is RS232, een standaard waarmee de communicatie tussen DTE, data terminal equipment en DCE, data communication equipment is gedefiniëerd. De relatieve korte afstanden en lage snelheid die de RS232 seriële interface kan afhandelen creëerde een vraag naar nieuwere standaarden zoals RS422, RS423 en RS485. In dit document zal ik mij concentreren op de RS422 interface voor seriële gebalanceerde differentiële communicatie.

Differentiële gebalanceerde signalen met RS422

Seriëel, gebalanceerd en differentiëel zijn de steekwoorden voor de RS422 interface standaard. Seriëel betekent dat de informatie bit-voor-bit wordt verzonden over een enkele transmissielijn, net zoals met RS232. Gebalanceerd differentieel is wat RS422 anders maakt dan RS232. Bij RS232 interfaces worden de signalen relatief aan een gezamelijke nul verzonden. Met RS422 bestaat elke signaallijn uit twee draden die bij voorkeur getwist zijn om storingen te verminderen. Het spanningsverschil tussen de twee lijnen is een indicatie van de signaalwaarde in plaats van het spanningsniveau. Door naar spanningsverschillen in plaats van niveaus te kijken wordt een groot deel van de storingen van externe bronnen geëlimineerd waardoor hogere datasnelheden en kabellengtes mogelijk zijn in vergelijking tot RS232. Het verschil in snelheid en kabellengte tussen RS422 en andere veelvuldig voorkomende interface standaarden zoals RS232, RS423 en RS485 kan in de interface vergelijkingstabel worden bekeken.

Het twisten van de lijnen helpt om storingen te verminderen. De stoorstroompjes die worden opgewekt door een externe bron worden in richting omgekeerd na elke twist. In plaats van elkaar te versterken zoals in een rechtdoorgaande kabel reduceren de omkerende stoorstroompjes elkaars invloed. De tekening verklaar dit nog meer in detail.

Netwerk topologie met RS422

Er zijn meer verschillen tussen RS422 en RS232 dan de maximale datasnelheid en kabellengte. RS422 is specifiek ontworpen als een interface tussen computer, printers en terminals met modems. Het modem zorgt voor de vertaling van de communicatiesignalen naar een communicatie protocol dat over lange afstanden gebruikt kan worden, waarbij lange afstand ook de andere zijde van een controle kamer of een gebouw kon betekenen. RS422 staat de directe onderlinge verbinding van intelligente apparaten toe, zonder de tussenkomst van modems. Bovendien is de RS232 driver ontworpen om één ontvanger te bedienen, terwijl de RS422 driver informatie naar maximaal tien parallel geschakelde ontvangers kan versturen. Hierdoor kan een centrale controle unit maximaal tien slave apparaten aansturen over een parallelle lijn. Helaas kunnen die slave apparaten geen informatie terugzenden over de gezamelijke interface lijn. RS422 staat een multidrop netwerk topologie toe en niet een multipoint netwerk waar alle punten gelijk aan elkaar zijn en elk knooppunt zend en ontvangmogelijkheden heeft over dezelfde lijn. Wanneer een multipoint communicatienetwerk noodzakelijk is in plaats van een multidrop, is het zinvol om RS485 te gebruiken waarbij een maximum van 32 zenders en 32 ontvangers parallel geschakeld kunnen worden op één communicatiekanaal.