EIA – TIA RS-485

EIA RS-485  è una specifica ISO/OSI a livello fisico (cioè definisce come realizzare un collegamento fisico) di una connessione seriale a due fili, half-duplex (la trasmissione avviene in un senso per volta, come nei “sensi unici alternati” sulle nostre strade) e multipunto (posso collegare un dispositivo con molti altri). Il segnale trasmesso si dice  “in forma differenziale”, vuol dire che l’informazione è contenuta nella differenza di tensione esistente in ogni istante tra i due fili. La differenza di potenziale deve essere di almeno 0,2 V perché l’informazione sia discriminabile e, in particolare, qualsiasi tensione compresa tra +12 V e −7 V permette il corretto funzionamento del ricevitore.

Esempio di codifica dei bit a livello datalink.

Se leggiamo il grafico osserviamo che se la tensione sul filo rosso (U+) è maggiore di quella sul filo blu (U-) allora l’informazione che il trasmettitore ha inviato è “1”, se, invece, la tensione su U- è maggiore di quella su U+ allora l’informazione è “0”. La trasmissione seriale prevede solitamente due informazioni di inizio/fine trasmissione, dette di sincronizzazione tra i due dispositivi, che sono il biti di start e quello di stop. All’inizio della trasmissione vi è sempre un messaggio equivalente allo “0” detto bit di start, mentre l’ultimo bit trasmesso deve essere “1” (altrimenti c’è qualche errore di trasmissione) e non vale per la codifica del messaggio ma solo per la sincronizzazione (come nel caso del biti di start). C’è da chiarire però che lo standard EIA RS-485 specifica soltanto le caratteristiche elettriche del trasmettitore e del ricevitore ma non indica alcun protocollo per la codifica dei dati.

EIA RS-485 consente una buona velocità di trasmissione di 35 Mbit/s fino a 10 m e 100 kbit/s a 1.200 m, quindi per lunghe distanze in maniera facile ed economica. EIA RS-485 può essere resa full-duplex (trasmissione nei due versi in contemporanea) utilizzando quattro fili (due doppini).  EIA-485 usa un un protocollo di tipo polling/selecting simile ad altri standard seriali, come EIA RS422, servono per selezionare uno dei dispositivi sulla linea al quale si vuole inviare una informazione o più.

EIA RS-485 è usata con i controllori logici programmabili (PLC) dal momento che è differenziale e resiste alle interferenze di natura elettromagnetica provenienti dai motori e dalle stazioni di saldatura.

I collegamenti tra dispositivi secondo RS-485 sono del tipo “a bus di campo” (vedi figura sotto) cioè un unica linea a cui i dispositivi sono allacciati. A differenza della rete di computer nel tuo ufficio (rete a stella con uno switch al centro) o del cablaggio a 230 V di casa, con il bus di campo RS485, i singoli elementi vengono collegati in sequenza a un’unica linea continua e le ramificazioni non sono consentite.

Linee di comunicazione a bus per la EIA TIA RS485.

Serie di dispositivi connessi sul bus seriale RS485 ad un computer.

Schema per Controller industriali comandati da un PC

Riferimenti:

• http://store.chipkin.com/articles/rs485-what-is-rs485-eia-485
• https://en.wikipedia.org/wiki/RS-485
• https://en.wikipedia.org/wiki/Non-return-to-zero
• https://www.abelectronics.co.uk/p/77/RS485-Pi
• http://www.emcu.it/MCUandPeriph/RS485/RS485.html