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Guide de communication RS485

Olga Weis Olga Weis Sep 30, 2021

RS485 est une norme de communication courante largement utilisée dans les applications d'acquisition et de contrôle de données. L'un de ses principaux avantages est qu'il permet de mettre plusieurs appareils RS485 sur le même bus, ce qui permet à plusieurs nœuds de se connecter les uns aux autres.

Cet article couvre certains des aspects les plus fréquemment demandés des communications RS-485 et explique ce qu'est la communication RS-485 et pourquoi la communication RS-485 reste aussi populaire.

Analyseur de données RS485

Travaillant avec des applications et des appareils série, les spécialistes s'appuient souvent sur des logiciels dédiés, comme l'enregistreur de données RS485 d'Electronic Team, pour renifler et analyser l'activité du port série, détecter les erreurs, comparer les données reçues, etc.
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Qu'est-ce que le RS-485?

RS-485 (actuellement connu sous le nom d'EIA/TIA-485) est une interface standard de la couche physique de communication, une méthode de transmission de signal, le 1er niveau du modèle OSI (Open System Interconnection). RS-485 a été créé afin d'étendre les capacités physiques de l'interface RS-232.

La connexion série EIA-485 se fait à l'aide d'un câble à deux ou trois fils : un fil de données, un fil avec des données inversées et, souvent, un fil zéro (masse, 0 V). De cette façon, les émetteurs et les récepteurs échangent des données via un câble à paire torsadée de fils solides 22 ou 24 AWG.

L'idée principale ici est de transporter un signal sur deux fils. Tandis qu'un fil transmet le signal original, l'autre transporte sa copie inverse. Une telle méthode de transmission offre une résistance élevée aux interférences de mode commun. Le câble à paire torsadée qui sert de ligne de transmission peut être blindé ou non blindé.

Schéma de connexion RS-485 2 fils

Jusqu'où pouvez-vous exécuter RS485?

Le réseau de communication construit sur l'interface RS-485 se compose d'émetteurs-récepteurs connectés par une paire torsadée (deux fils torsadés). Le principe de base de l'interface RS-485 est la transmission de données différentielle (équilibrée). Cela signifie qu'un signal est transporté sur deux fils. Avec cela, un fil de la paire transmet le signal original et l'autre transporte sa copie inverse.

En raison de la transmission différentielle du signal, il y a toujours une différence de potentiel entre les fils. Cela garantit une résistance élevée aux interférences de mode commun. De plus, la paire torsadée peut être blindée, ce qui assure la protection des données transmises. Tout cela permet d'envoyer des données sur de longues distances à des vitesses relativement élevées, qui peuvent atteindre 100 kbits/s à 4000 pieds.

4000 pieds ou environ 1200 mètres est la longueur de câble maximale dans les communications RS-485. Une directive générale, cependant, est que le produit de la longueur de ligne (en mètres) et du débit de données (en bits par seconde) ne doit pas être supérieur à 108. Par exemple, un câble de 20 mètres permet un débit de données maximum de 5 Mbits./s.

Communication RS-485: principales caractéristiques

Malgré la grande variété de solutions alternatives modernes, la technologie RS-485 reste aujourd'hui la base de nombreux réseaux de communication. Les principaux avantages de l'interface RS-485 sont:

  • Échange de données bidirectionnel via une paire torsadée de fils;
  • prise en charge de plusieurs émetteurs-récepteurs connectés à la même ligne, c'est-à-dire la possibilité de créer un réseau;
  • grande longueur de la ligne de communication;
  • vitesse de transmission élevée.

Examinons maintenant de plus près les principales caractéristiques de la communication RS-485:

Transmission de données bidirectionnelle semi-duplex

Le flux de données série peut être transporté dans un sens, le transfert de données vers l'autre côté nécessite l'utilisation d'un émetteur-récepteur. Un émetteur-récepteur (communément appelé «pilote») est un appareil ou un circuit électrique qui forme un signal physique du côté de l'émetteur.

Canal de communication symétrique

La réception ou la transmission de données nécessite deux fils de signal équivalents. Les fils sont utilisés pour échanger des données dans les deux sens (alternativement). A l'aide d'un câble à paire torsadée, le canal symétrique augmente considérablement la stabilité d'un signal et supprime le rayonnement électromagnétique généré par le signal utile.

Multi-pointage

La ligne de communication RS-485 peut fonctionner avec plusieurs récepteurs et émetteurs-récepteurs connectés. En même temps, un émetteur et plusieurs récepteurs peuvent être connectés à une ligne de communication à la fois. Tous les autres émetteurs qui doivent être connectés doivent attendre que la ligne de communication soit libre pour la transmission de données.

Qu'est-ce que le protocole de communication RS485?

Lorsque la ligne de communication RS485 est prête à fonctionner au niveau physique, il est temps de penser au protocole de transfert de données - un accord entre les appareils du système sur le format de transmission des paquets de données.

De par la nature de l'interface RS-485, les appareils RS-485 ne peuvent pas transmettre et recevoir de données en même temps, car cela entraîne un conflit d'émetteurs. Par conséquent, le comportement déterministe est obligatoire pour éviter les collisions de paquets de données.

Dans le protocole de communication RS485, les commandes sont envoyées par le nœud qui est défini comme maître. Tous les autres nœuds connectés au maître reçoivent les données via les ports RS485. Selon les informations envoyées, zéro ou plusieurs nœuds sur la ligne répondent au maître.

Cela dit, ce type de communication n'est pas le seul moyen possible d'échanger des données via le protocole RS485. Il existe d'autres implémentations de réseaux RS485 où chaque nœud peut démarrer le transfert de données par lui-même. Cependant, le risque de perte de données possible est plus élevé dans de tels réseaux.

Qu'est-ce que le protocole RS485 Modbus?

Logo de l'organisation Modbus

L'une des principales caractéristiques qui différencient la communication RS485 de toute autre communication série est le format des données échangées. Alors que les appareils RS232 se connectent via des protocoles texte (ASCII), la plupart des appareils RS485 utilisent Modbus.

Modbus est un protocole de communication série largement utilisé par les appareils électroniques industriels. En Modbus, la connexion est établie entre un maître (hôte) et des esclaves (appareils basés sur COM)*. Modbus permet d'accéder à la configuration des appareils et de lire les mesures.

* Le 9 juillet 2020, l'organisation Modbus remplace le maître-esclave par le client-serveur pour décrire les communications Modbus, caractérisées par la communication entre les périphériques clients, qui initient la communication et envoient des requêtes aux périphériques serveurs, qui traitent les demandes et renvoient un réponse (ou message d'erreur).

L'échange de données est initié par un hôte. L'hôte peut basculer seul son pilote RS-485 en mode transmission, tandis que les autres pilotes RS485 (esclaves) fonctionnent en mode réception. Pour qu'un esclave réponde à l'hôte via la ligne de communication, le «maître» lui envoie une commande spéciale, qui donne à l'appareil prévu le droit de faire basculer son pilote dans un mode de transmission pendant un certain temps.

Modbus est l'un des protocoles les plus simples pour l'interaction des appareils entre eux. Elle est à la fois facile à mettre en œuvre pour les équipementiers, ce qui est la raison première de sa prévalence, et en même temps, elle est difficile pour un ingénieur, programmeur, car elle reporte sur ses épaules toutes les difficultés de mise en œuvre dans le solution finale, l'obligeant à travailler avec des tableaux multipages de registres et de variables, leurs adresses, diverses fonctions d'écriture et de lecture et de conversion de données.

Questions fréquemment posées

L'interface RS-485 (également appelée EIA / TIA-485) est une norme de la couche physique de communication. La couche physique est le canal de communication et le mode de transmission du signal (niveau 1 du modèle d'interconnexion du système ouvert OSI).
RS (norme recommandée) a été développé par Electronic Industries Association dans les années 60 pour faciliter la communication entre un modem et des terminaux informatiques.
4000 pieds ou environ 1200 mètres est la longueur de câble maximale dans les communications RS-485. Une directive générale, cependant, est que le produit de la longueur de ligne (en mètres) et du débit de données (en bits par seconde) ne doit pas être supérieur à 108.
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