RS485 là một lựa chọn tốt trong truyền thông nối tiếp với khoảng cách xa loại bỏ được phần lớn các nhiễu điện từ tác động lên RS-485. Một mạng RS-485 đơn giản gồm có một master và tối đa đến 32 thiết bị slave. Khi RS-485 sử dụng truyền thông bán song công, 2 dây(D+ và D-, giống như hình dưới) được sử dụng cho cả truyền và nhận – một số tín hiệu điều khiển tại phía truyền dữ liệu phải được tích hợp vào hệ thống. Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về khái niệm ADDC (Automatic Data Direction Control) và tìm hiểu nguyên lý làm việc của nó.
Hình 1 – truyền thông bán song cổng RS-485
Phương pháp phổ biến nhất để kiểm soát chiều truyền (Tx) và nhận (Rx) là sử dụng một tín hiệu RTS(sẵn sàng gửi) giữa UART và dây bán song công của RS-485. Bằng cách bổ xung một mạch logic đơn giản (nhìn hình 2), bạn có thể bật hoặc tắt RTS để đổi chiều giữa Tx và Rx. Vậy để truyền dữ liệu cần phải bật RTS lên, và tắt RTS khi kết thúc. Mặc dù nguyên lý được mô tả một cách dễ hiểu, tuy nhiên không đơn giản để tạo ra một cơ chế thời gian đủ chính xác.
Hình 2 – sử dụng RTS để điều khiển trực tiếp dữ liệu
Các vấn đề của truyền thông RS-485
Trong hầu hết các trường hợp, các bus RS-485 sử dụng cấu trúc master-slave, nó yêu cầu mỗi thiết bị trên bus RS-485 chỉ có một địa chỉ duy nhất. Master sẽ gửi một lệnh với một ID và hỏi mỗi slave phải trả lời lần lượt. Trạng thái RTS mặc định là tắt, có nghĩa là tất cả các thiết bị trong trạng thái Rx và đợi để nhận dữ liệu (với mỗi lệnh hoặc yêu cầu để trả lời một lệnh) từ một trong số các thiết bị. Sau đây là một kịch bản thường thấy:
(1) Master chuyển qua trạng thái Tx, gửi một lệnh tới một thiết bị, và rồi quay về trạng thái RX và đợi một hồi đáp
(2)Slave có ID trùng với ID được yêu cầu bởi master chuyển sang trạng thái Tx để trả lời, sau đó quay lại trạng thái Rx
Nếu master quay về trạng thái Rx quá chậm, nó sẽ không nhận được toàn bộ trả lời. Nếu master trở về trạng thái Rx quá nhanh, thì lệnh sẽ không được gửi chính xác. Để điều khiển chính xác, đúng thời điểm, bạn cần biết khi nào dữ liệu đã được truyền đi.
Hình 3 – Sử dụng RTS để điều khiển hướng dữ liệu
Đầu tiên, người dùng thử điều hiển RTS với phần mềm (driver hoặc ứng dụng), nó có thể xảy ra nhiều vấn đề. Như đề cập trong Hình 3, RTS có thể chuyển trạng thái quá nhanh hoặc bỏ qua những bit cuối cùng của lệnh truyền, hoặc chuyển trạng thái quá châm và làm mất những bit trả lời đầu tiên, và cứ tiếp tục như thế. Nhiều nhà sản xuất phần cứng giải quyết vấn đề này bằng cách kiểm soát chiều dữ liệu tự động để chuyển trạng thái tín hiệu một cách chính xác.
Nó có nghĩa là phần cứng RS-485 có thể tự đôgnj chuyển chiều Tx/Rx, tương tự chức chức năng ADDC của Moxa (Automatic Data Direction Control). ADDC tương thích với những phần mềm hiện hữu; khi cần truyền lệnh qua bus RS-485, chỉ cần gửi mà không cần quan tâm điều khiển tín hiệu RTS; Phần cứng tự động phát hiện hành động và tự động chuyển sang trạng thái Tx
Nó có nghĩa là phần cứng RS-485 có thể tự đôgnj chuyển chiều Tx/Rx, tương tự chức chức năng ADDC của Moxa (Automatic Data Direction Control). ADDC tương thích với những phần mềm hiện hữu; khi cần truyền lệnh qua bus RS-485, chỉ cần gửi mà không cần quan tâm điều khiển tín hiệu RTS; Phần cứng tự động phát hiện hành động và tự động chuyển sang trạng thái Tx
Dưới đây là bảng so sánh những ưu và nhược điểm của các phương pháp điều khiển chiều dữ liệu khác nhau:
RTS | ADDC của Moxa | Giải pháp tự động của các công ty khác | |
Công nghệ | Phần mềm (control the RTS to switch direction) | Phần cứng (auto) | Phần cứng (auto) |
Thời gian phản ứng* | Chậm | Nhanh | Nhanh |
Bảng ứng dụng | Có | Có | Có |
Làm việc với bộ chuyển đổi | Có | Có | Không |
* Thời gian mà thiết bị RS-485 cần để chuyển từ sang chế độ truyền dữ liệu. Giá trị này dài sẽ làm tăng xung đột luồng dữ liệu.
Lưu ý: Nếu thiết bị chuyển đổi yêu cầu cấu hình tốc độ truyền (baudrate) đầu tiên, hãy kiểm tra hướng dẫn sử dụng của sản phẩm để có thêm thông tin chi tiết. Một sự so sánh giữa công nghệ ADDC của Moxa và những giải pháp tự động của các công ty khác cho thấy rằng các thiết bị chuyển đổi của Moxa có thể tự động xác định tốc độ truyền serial. Đây là một tính năng rất tiện dụng. Nếu tốc độ truyền một thiết bị thay đổi, tín hiệu sẽ vẫn có thể truyền thông qua thiết bị chuyển đổi (media converter) mà không hề làm thất thoát dữ liệu.
Một cách tốt để đơn giản hóa quá trình triển khai RS-485 là chọn một sản phẩm hỗ trợ ADDC Với ADDC, người dùng không cần mất nhiều thời gian để điều chỉnh chương trình trình cho phù hợp với thời gian. Chương trình hiện tại có thể được giữ nguyên và làm việc tốt với ADDC. Người dùng chỉ cần đấu nối dây tín hiệu hiệu chính xác và có thể bỏ qua quá trình điều khiển quá trình tắt/mở RTS và có thể đượcquá trình có thể lờ đi bằng ADDC.
Thẻ: Moxa
Ứng dụng liên quan
Các chuyên gia đã cảnh báo rằng trong một vài năm tới, mô hình điện toán đám mây được triển khai trong nhiều hệ thống IIoT […]
Nhiều hệ thống CCTV phải vận hành 24/7 trong điều kiện môi trường khắc nghiệt như một phần của các ứng dụng giám sát video quan […]
Như chúng ta đã biết ở bài trước, chuẩn đồng bộ thời gian IEEE 1588-2002 được thiết kế cho các mạng đo lường, điều khiển trong […]
