في مجالات التحكم الصناعي وأتمتة المباني ، يتم تفضيل الاتصالات RS-485 على نطاق واسع بسبب انتقالها التفاضلي ، وقدرتها على المسافات الطويلة ،وأداء ممتاز ضد التداخلومع ذلك ، في الهندسة العملية ، غالبا ما يتم تجاهل "معوقة الحلقة" ، التي تؤثر على استقرار الاتصال ، مما يؤدي إلى فقدان حزمة من حين لآخر وقطع الاتصال للمعدات.حل هذه المشكلات يستغرق وقتاً طويلاً ويكلف الكثير.
هذه المقالة ستأخذ نهج "قريب من الحياة وسهل الفهم" لمساعدتك على الحصول على فهم متعمق لما هو عائق الحلقة، لماذا هو مهم جدا،وكيفية تحسينه في التصميم والتعديل، بحيث يمكن أن تكون الاتصالات RS-485 سلسة مثل الطريق السريع المعبأ.
تخيل نظام أنابيب المياه في منزلك: مضخة المياه (السائق) تدفع المياه إلى نقطة استهلاك المياه (المستقبل) ، ثم يعود الماء إلى مضخة المياه من خلال أنبوب آخر،تشكيل دورة.
تؤثر عوامل مثل قطر الأنابيب والمرفقين والفروع وضغط المياه على تدفق المياه بسلاسة. "معوقة الحلقة" في الدائرة متشابهة:هو التعبير الشامل عن "المقاومة" الممارسة على إشارة التيار المتردد في الحلقة المغلقة بأكملها حيث تبدأ الإشارة من نهاية الإرسال، ينقل على طول الزوج التفاضلي، ويصل إلى الطرف المتلقي، ثم يعود إلى الطرف الإرسالي.
- المقاومة (R): إنها مثل مقاومة الاحتكاك التي يتم تحديدها بواسطة قطر الأنابيب.
- الحثية (L): تشبه الصمامات والمرفقات في الأنابيب ، والتي ستسبب تأثير "التشنج" عند تغيير الإشارة.
- القدرة (ج): يمكن مقارنتها بـ خزان الماء أو خزان تخزين المياه، الذي يخزن الطاقة ويطلقها على الفور، مما يؤثر على التقلبات.
في نظام RS-485 ، يحدد إجمالي "معوقات الحلقة" تحت العمل المشترك لهذه العوامل الثلاث مباشرة جودة وموثوقية الإشارة.
عادة ما تستخدم كابلات الاتصال RS-485 أزواجًا مشوهة محمية بمقدار 120 Ω ، تمامًا مثل اختيار أنبوب المياه ذو قطر داخلي ثابت لضمان الحد الأدنى من فقدان تدفق المياه (الإشارة الكهربائية).
120 Ω المقاومة متصلة بالتوازي في كل نهاية من خطوط "ممتص" طاقة الإشارة وتجنب "الصدى" - تماما مثل تثبيت صمام التخفيف في نهاية الأنابيب لمنع مطرقة المياه.
عندما يتم توصيل أجهزة متعددة بالتوازي على الحافلة، فإنه يعادل توصيل فروع متعددة إلى خط الأنابيب.والإشارة هي أكثر عرضة ليكون "التحويل"، والتي قد تؤدي إلى نهاية الاستقبال لا تتلقى مستوى كاف.
كل رابط، كل ثنائي أكسيد التلفزيون، أو كل جهاز حماية سيضيف القليل من عدم الاستمرارية، تماما مثل المفاصل في واجهة الأنابيب ليست مغلقة بإحكام، مما سيسبب تسرب محلي أو انسداد.
على الرغم من أن RS-485 هو الاتصال التفاضلي، سيبقى سلك الأرض يشكل حلقة، والتي هي "غير مدعوة" للتدخل في الوضع المشترك.الفرق في إمكانات الأرض بين الأجهزة المختلفة هو مثل الفرق في مستوى المياه بين أبراج المياه المختلفة في نظام إمدادات المياه، والتي ستسبب مشاكل مثل "الارتداد" أو "التدفق المتبادل".
عدم التطابق في الانسداد سيجعل الإشارة "ترتد" مثل ضرب جدار عاكس، مما يؤدي إلى تشويه شكل الموجة، والرنين،لا يستطيع المستقبل التمييز بين "1" و "0".
المعوقة غير المستقرة تعادل زيادة تسرب المياه في الأنابيب. عند الإرسال على مسافات طويلة أو بسرعة عالية ، فإن الخسارة أكثر خطورة ،والإشارة قد "تنفد" قبل الوصول إلى الوجهة.
المعوقة المتقطعة تشبه الفجوة في الأنابيب، والتي من المرجح أن "تتسلل" من خلال التداخل الكهرومغناطيسي الخارجي، مما يزيد من معدل خطأ البت.
سيقوم السائق بإخراج تيار أكبر للتعويض عن ضعف الإشارة، تماماً مثل مضخة المياه التي تعمل بمعدل تدفق كبير لفترة طويلة سوف تتآكل بسرعة، مما يؤدي إلى توليد الحرارة،استهلاك الطاقة، ومخاطر على الحياة.
المبدأ الأساسي: الحفاظ على استمرارية المعوقة، مما يجعلها مسطحة، ثابتة في العرض، وبقليل من الفروع مثل الطريق المعبأ.
استخدام أزواج مغلقة محمية بقيمة اسمية 120 Ω.
يجب أن تكون طبقة الدرع متأصلة بشكل موثوق به: يجب أن يتم وزن ما إذا كان يجب أن يتم تثبيت نهاية واحدة أو كلا الطرفين وفقًا لبيئة التداخل الفعلية.
يجب أن يتم توجيه زوج التفاضل بنفس الطول والمسافة المتساوية لتجنب العائق غير المتكافئ الناجم عن طول جانب واحد.
يجب ألا تعبر آثار التفاضل على PCB قسم الطائرة الأرضية ، ويجب أن تكون على نفس الطبقة أو استخدام طائرة أرضية متماثلة قدر الإمكان.
قم بتوصيل المقاومة النهائية 120 Ω بالتوازي في كل طرف من أطراف الحافلة.
إذا كان من الضروري لقمع ضوضاء الوضع المشترك، يمكن استخدام "انفصال الانتهاء": توصيل مقاومتين 60 Ω في سلسلة، وتوصيل مكثف صغير بالتوازي في منتصف نقطة إلى الأرض،والذي يعادل إضافة "صمّاع" إلى مسار الإشارة.
الحفاظ على مخرج جهاز الاستقبال عند مستوى معروف مستقر (عادة ما يكون المنطق "1") عندما يكون الحافلة في حالة فترة.
A pull - up resistor can be added to pull up the differential line A and a pull - down resistor to pull down the differential line B to avoid signal floating when the line is broken or no one is transmitting.
إعطاء الأولوية لاستخدام "طوبولوجيا خطية" (خط مستقيم) ، وتثبيت المقاومات الانتهاء فقط في النهايات المادية.
تجنب النجمة، الحلقة، أو الكثير من الفروع الطويلة، تماماً كما تجنب إدخال الفروع عشوائياً على الطريق الرئيسي لتجنب الازدحام المروري.
كلما كانت حافة الإشارة أسرع كلما كان الانعكاس أكثر خطورةيمكن استخدام جهاز إرسال محدود بالمنحدر أو يمكن خفض معدل البود بشكل مناسب لتناسب "سرعة المركبة" مع "ظروف الطريق".
استخدم مسبار التفاضل لمراقبة شكل موجة الجهد في خط A/B، وتحقق من وجود صوت، أو تجاوز، أو انخفاض.مقارنة معدل البود مع شكل الموجة الإشارة النظرية لتحديد ما إذا كان الحد من المنحدر أو تعديل المعدل هو مطلوب.
قم بفصل الفروع قسمًا بقطع، ولاحظ تغيرات شكل الموجة، واكتشاف موقع انقطاع المعوقة أو مشاكل الوضع المشترك.
جرب استبدال الكابل، المقاومة النهائية، أو إضافة خنق عام في المنطقة المشتبه بها لمعرفة تأثير التغيير.تحسين تخطيط الأرض لتقليل تداخل حلقة الأرض الناجمة عن الأرضية متعددة النقاط.
قم بتكوين أنابيب التلفزيون والخنقات المشتركة بشكل معقول لتمكنها من مقاومة الضغط الخارجي دون امتصاص إشارة مفرطة.
يجب التأكد من أن المعلمات الطفيلية (القدرة، الحثية) لمكونات الحماية لها تأثير قابل للسيطرة على العائق الكلي.
- يتم تركيب طرف واحد فقط من المقاومة النهائية، مما يؤدي إلى انعكاس خطير في الطرف الآخر.
- موقف ال
