RS485 là gì?
RS485 hay giao thức RS485 là phương thức giao tiếp tín hiệu giữa các thiết bị điều khiển trung tâm PLC, máy tính và thiết bị vi điều khiển, cảm biến thông qua dây cáp chuyền tải tín hiệu. Dây cáp này người ta gọi là dây cáp RS485. Hệ thống sử dụng giao thức RS485 không chỉ đơn thuần là giao diện đơn lẻ mà còn có chức năng tổ hợp truyền thông, có khả năng tạo ra các mạng đơn giản của các thiết bị. Chúng ta hoàn toàn có thể theo dõi, kiểm soát và điều khiển thiết bị từ xa.
Chuẩn giao tiếp RS485 có khả năng kết nối tối đa lên đến 32 thiết bị trên một cặp dây đơn và một hệ thống dây nối đất với khoảng cách lên đến 1200m.
Nguyên lý hoạt động của RS485
Dữ liệu khi truyền qua 2 dây trong trạng thái xoắn lại. Khi dây xoắn lại thì khả năng chống nhiễu cao và tín hiệu đường truyền tốt hơn. Trong mạng RS485 được phân thành 2 cấu hình: Cấu hình 2 dây (hệ thống bán song công) và cấu hình 4 dây (hệ thống song công toàn phần).
Sơ đồ cấu hình 2 dây
Hệ thống bán song công 2 dây truyền theo hướng tại một thời điểm nhất định. Tín hiệu TX và RX cũng chia sẻ một cặp dây giúp tiết kiệm chi phí lắp đặt.
Trong sơ đồ này, hệ thống máy phát và hệ thống máy thu kết nối với mỗi nút trên cặp xoắn. Tuy nhiên, chúng thường bị giới hạn ở chế độ bán song công, cần chú ý đến độ trễ của vòng.
Sơ đồ cấu hình 4 dây
Với cấu hình này thì nguyên lý hoạt động sẽ khác với cấu hình 2 dây, dữ liệu truyền đến và truyền đi đồng thời từ các nút, nhận và truyền dữ liệu. 2 dây có nhiệm vụ truyền và 2 dây khác có nhiệm vụ nhận.
Trong sơ đồ này, cổng chính và máy phát kết nối với nút nhận dữ liệu trên cặp xoắn. Tuy nhiên, sơ đồ này bị giới hạn trong giao tiếp chính, phụ, nơi các nút không giao tiếp với nhau.
>> Xem thêm: cấu tạo đồng hồ nước với các sản phẩm đo lường thường xuyên áp dụng truyền thông RS485.
Đánh giá ưu nhược điểm của RS485
Ưu điểm của RS485
– Đây là một sản phẩm tân tiến nhất hiện nay, khắc phục những điểm yêu của RS232.
– Cáp RS485 là chuẩn giao tiếp duy nhất có khả năng kết nối cùng lúc với nhiều máy phát và máy thu trên cùng một hệ thống mạng.
– Những máy thu có điện trở đầu vào lên đến 12kΩ thì RS485 vẫn có khả năng kết nối lên 32 thiết bị. Ngoài ra, với những đầu vào khác, RS485 có thể kết nối với 256 thiết bị.
– Khi RS485 đang kết nối với các thiết bị ở khoảng cách khá xa thì người dùng có thể khắc phục bằng việc lắp đặt thêm bộ lặp để gia tăng số lượng thiết bị kết nối, giúp tín hiệu ổn định hơn và tránh nhiễu đường truyền.
– RS485 lắp đặt 2 dây truyền tín hiệu nên giúp tín hiệu truyền đi nhanh hơn trên khoảng cách xa và rộng hơn.
Nhược điểm RS485
– Trên cùng một đường, khi truyền với nhiều thiết bị thì thời gian đáp ứng sẽ chậm.
– Các thiết bị cần phải sử dụng chung chuẩn RS485 thay cho chuẩn Analog hiện hữu.
– Cần có kiến thức để sử dụng RS485 hiệu quả.
>> Tham khảo sản phẩm: đồng hồ nước điện tử sử dụng tín hiệu RS485
Cách sử dụng Rs485
Dây chuyển đổi USB sang RS485
Được sử dụng chủ yếu trong ngành công nghiệp với thiết kế nhỏ gọn, có các mạch bảo vệ chống rỉ và tác động từ môi trường xung quanh. Bộ chuyển đổi này hoạt động liên lạc ổn định và nhanh chóng. Có bảo mật cao và tự động thu phát.
Cáp điều khiển RS485 – Grove
Đây là mẫu kết nối hệ thống tiêu chuẩn hóa đơn giản và dễ sử dụng trong học tập. Cho phép Arduino kết nối RS485 cắm trực tiếp và sử dụng.
Kết nối RS485 với máy tính
Bộ chuyển đổi này có thiết bị mạch bảo vệ cách ly nguồn và cách ly từ tính. Dễ sử dụng và thu phát tự động, không gây trễ thông tin. Bộ chuyển đổi S177P1 có thiết kế dành riêng cho tín hiệu Modbus RTD RS 485, giao tiếp với máy tính thông qua cổng USB.
Bộ chuyển đổi tín hiệu từ RS485 sang USB
Hiện nay, các loại laptop đều sử dụng RS485 khá nhỏ gọn và không tốn nhiều diện tích, giúp giải quyết những khó khăn một cách dễ dàng nhất.
Bộ chuyển đổi tín hiệu từ RS485 sang Ethernet
Đây là phát minh vĩ đại rất có lợi cho các hệ thống nhà xưởng, nhà máy,…có quy mô lớn, giúp tín hiệu truyền đi tập trung trên diện rộng, không bị giới hạn bởi khoảng cách địa lý hay độ dài dây dẫn.
>> Tham khảo thêm: cảm ứng điện từ sensor là gì?
Ứng dụng thực tiễn của giao thức RS485 trong công nghiệp
RS485 được ứng dụng khá rộng rãi trong ngành công nghiệp nói chung và ngành tự động hóa nói riêng. Một số ứng dụng nổi bật của RS485 là sử dụng trong điều khiển động cơ từ xa VFD hoặc trong biến tần. RS485 cũng điều khiển hệ thống mạng đơn giản PLC, HMI – đây là những mạng cho phép điều khiển động cơ từ khoảng cách xa trong ngành công nghiệp.
Trên thực tế, để theo dõi và kiểm tra lượng nước bơm từ một máy bơm, bạn không cần phải theo dõi sát sao bên cạnh. Thay vào đó, khi sử dụng RS485 thì hoàn toàn có thể điều khiển và theo dõi lượng nước từ xa.
- Đối với HMI: Khi chuẩn giao tiếp RS485 kết nối hệ thống gồm HMI và PLC thì PLC cũng được kết nối với VFD thành công thông qua RS485.
- Đối với PLC: Hệ thống PLC thường sử dụng trong việc theo dõi, giám sát mực nước trong bồn chứa, do đó khi kết nối với RS485, PLC giúp theo dõi mực nước từ trung tâm điều khiển hoặc quay về kiểm soát dòng chảy, mực nước theo cách thủ công khi cần.
- Đối với VFD: Hệ thống VFD kết nối với RS485 cho phép kiểm soát tốc độ của máy bơm nước từ xa.
Bài viết trên đây, Vankhinen-THP đã chia sẻ một số thông tin liên quan đến RS485. Hy vọng rằng với những thông tin trên sẽ giúp các bạn hiểu rõ hơn về phương thức này. Việc nắm được bản chất, tính năng cũng như mục đích sử dụng của từng loại giao tiếp. Từ đó có thể chọn loại phù hợp cho nhu cầu điều khiển hệ thống của mình.
