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jueves, 15 de septiembre de 2016

Conociendo el Protocolo RS-485


Cuando  se trabaja en seguridad electrónica , en algunas ocasiones se necesita transmitir a largas distancias o con más altas velocidades que RS-232, RS-485 es la solución(como para controlar una cámara PTZ , por ejemplo). Utilizando enlaces con RS-485 no hay limitación á conectar tan solo dos dispositivos. Dependiendo de la distancia, velocidad de transmisión y los circuitos integrados que utilicemos, se pueden conectar hasta 32 nodos con un simple par de cables. Ventajas de RS-485 Esta interfase tiene muchas ventajas con respecto a RS 232, entre las cuales se mencionan: 

a) Bajo costo Los Circuitos Integrados para trasmitir y recibir son baratos y solo requieren una fuente de +5V para poder generar una diferencia mínima de 1.5v entre las salidas diferenciales. En contraste con RS-232 que en algunos casos requiere de fuentes dobles para alimentar algunos circuitos integrados. 
b) Capacidad de interconexión: RS-485 es una interfase multi-enlace con la capacidad de poder tener múltiples transmisores y receptores. Con una alta impedancia receptora, los enlaces con RS-485 pueden llegar a tener a lo máximo hasta 256 nodos. 
c) Longitud de Enlace: En un enlace RS-485 puede tener hasta 4000 pies de longitud, comparado con RS-232 que tiene unos limites típicos de 50 a 100 pies. 
d) Rapidez: La razón de bits puede se tan alta como 10 Mega bits/

Las interfaces típicas RS-485 utilizan una fuente de +5 Volts, pero lo niveles lógicos de los transmisores y receptores no operan a niveles estándares de +5V o voltajes lógicos CMOS. Para una salida válida, la diferencia entre las salidas A y B debe ser al menos +1.5V. Si la interfase está perfectamente balanceada, las salidas estarán desfasadas igualmente a un medio de la fuente de Voltaje. En el receptor RS-485, la diferencia de voltaje entre las entradas A y B necesita ser 0.2V. si A es al menos 0.2V más positiva que B, el receptor ve un 1 lógico y si B es al menos 0.2v más positivo que A, el receptor ve un 0 lógico. Si la diferencia entre A y B es menor a 0.2v, el nivel lógico es indefinido. Si esto ocurre habría un error en la transmisión y recepción de la información. La diferencia entre los requerimientos del Transmisor y el Receptor pueden tener un margen de ruido de 1.3V. La señal diferencial puede atenuarse o tener picos de largo como de 1.3v, y aun así el receptor vera el nivel lógico correcto. El margen de ruido es menor que el de un enlace RS-232, no hay que olvidar que RS-485 maneja señales diferenciales y que cancela la mayoría del ruido a través de su enlace. El total de corriente utilizada por un enlace RS-485 puede variar debido a las impedancia de los componentes, incluyendo los Transmisores, Receptores, cables y la terminación de los componentes. Una baja impedancia a la salida del Transmisor y una baja impedancia en los cables, facilita los cambios de nivel y asegura que el receptor vea la señal, no importa cuan larga sea la línea de transmisión. Una alta impedancia en el receptor decrementa la corriente en el enlace e incrementa la vida de la fuentes de voltaje. La terminación de los componentes, cuando se utiliza tiene una gran efecto sobre la corriente en el enlace. Muchos enlaces con RS-485 tiene una resistencia de 120 ohms a través de las líneas A y B en cada extremo de la línea. Por lo tanto cada, enlace tiene dos terminales.



La Comunicación RS-485 en Modo Half Duplex


El término Half Duplex en un sistema de comunicación se  refiere, a que solamente en un tiempo determinado, el sistema puede transmitir o recibir información, sin embargo no lo puede hacer al mismo tiempo. En muchos enlaces del tipo RS-485 se comparte el BUS.


Como se puede observar existe una línea de control, la cual habilita a los controladores en un solo sentido. Por lo tanto, se debe tener cuidado de no transmitir y recibir al mismo tiempo, ya que se podría crear una superposición de información. La sig. figura muestra el esquema de una comunicación RS-485 en Modo Half Duplex.




La Comunicación RS-485 en Modo  Full Duplex  

Para este trabajo se utilizará la comunicación RS-485 en modo Full Duplex, ya que al contar con varios microcontroladores esclavos, se necesita que cada uno de ellos este reportando los datos obtenidos de cada proceso, sin embargo, como no se sabe cuando se necesitará dicha información, se requieren de dos canales, uno independiente del otro, para poder transmitir y  recibir al mismo tiempo la información.
El término Full Duplex se refiere a que un sistema puede transmitir y recibir información al simultáneamente. Bajo este concepto la interfase RS-485 está diseñada para sistemas multipunto, esto significa que los enlaces pueden llegar a tener más de un transmisor y receptor, ya que cada dirección o sea Transmisión y Recepción tienen su propia ruta. La siguiente figura muestra lo anteriormente dicho.