Guia da comunicação RS485

Até qual distância é possível executar o RS485?

A rede de comunicação construída na interface RS-485 consiste em transceptores conectados por um par trançado (dois fios trançados). O princípio básico da interface RS-485 é a transmissão de dados diferencial (balanceada). Isso significa que um sinal é transportado por dois fios. Com isso, um fio do par transmite o sinal original e o outro transporta sua cópia inversa.

Como resultado da transmissão diferencial de sinal, há sempre uma eventual diferença entre os fios. Isto garante uma alta resistência à interferência do modo comum. Além disso, o par trançado pode ser blindado, o que garante a proteção dos dados transmitidos. Tudo isso permite o envio de dados em longas distâncias a velocidades relativamente altas, que podem alcançar 100 kbits/s a 4000 pés.

O comprimento máximo do cabo nas comunicações RS-485 é de 4000 pés ou cerca de 1200 metros. No entanto, uma orientação geral é que o produto do comprimento da linha (em metros) e a taxa de dados (em bits por segundo) não deve ser superior a 10^8. Por exemplo, um cabo de 20 metros permite uma taxa máxima de dados de 5 Mbits/s.

O que é o protocolo RS485 Modbus?

Uma das principais características que diferenciam a comunicação RS485 de qualquer outra comunicação serial é o formato dos dados trocados. Enquanto os dispositivos RS232 se conectam através de protocolos de texto (ASCII), a maioria dos dispositivos RS485 usam o Modbus.

Modbus é um protocolo de comunicação serial amplamente utilizado por dispositivos eletrônicos industriais. No Modbus, a conexão é estabelecida entre um mestre (host) e escravos (dispositivos baseados em COM)*. O Modbus permite o acesso à configuração dos dispositivos e a leitura das medições.

* Em 9 de julho de 2020 a Organização Modbus substitui o Mestre-Escravo pelo Cliente-Servidor para descrever as comunicações Modbus, caracterizadas pela comunicação entre dispositivos cliente, que inicia a comunicação e faz pedidos aos dispositivos servidor, que processam os pedidos e enviam a resposta apropriada (ou mensagem de erro).

A transferência de dados é iniciada por um host. O host pode mudar seu controlador RS-485 para o modo de transmissão por conta própria, enquanto os outros controladores RS485 (escravos) trabalham no modo de recepção. Para que um escravo responda ao host através da linha de comunicação, o 'mestre' lhe envia um comando especial, que dá ao dispositivo desejado o direito de mudar seu controlador para o modo de transmissão por um certo tempo.

RS485 vs RS232: Comparação dos protocolos de comunicação serial

Os protocolos de comunicação serial RS485 e RS232 estão em uso há mais de 50 anos e ainda são amplamente utilizados nos negócios e na indústria. A expansão das capacidades da norma RS232 foi decisiva para o desenvolvimento do protocolo RS485. A tabela a seguir dá uma visão geral das duas normas.

Agora, daremos uma olhada nas principais diferenças entre os dois protocolos.

Número de Transmissores e Receptores

A Interface Serial RS232 foi projetada para conectar dois dispositivos. O protocolo permite a comunicação entre um único transmissor e um receptor. Usando uma interface RS485, podem ser conectados até 32 dispositivos serial a um transmissor.

Para otimizar a utilização dos dispositivos serial, geralmente é necessário converter os sinais RS232, RS485 e USB. Isto ocorre principalmente porque os fabricantes de hardware se concentram em fornecer conectividade USB em vez de portas serial em notebooks e computadores desktop. A conversão permite a coexistência de dispositivos mais antigos com novos equipamentos sem interfaces serial.

Distância de Operação

Os dispositivos que utilizam o protocolo RS232 são limitados a uma distância de 15 metros entre o transmissor e o receptor, sem perder a taxa máxima de transmissão de dados. Este comprimento pode ser estendido se taxas de dados mais lentas forem suportadas.

A distância operacional é consideravelmente estendida no protocolo RS485. Ele suporta taxas máximas de dados em um comprimento de 1200 metros, tornando o RS485 uma excelente escolha para a comunicação entre equipamentos fisicamente distantes.

Velocidade de Transmissão de Dados

A velocidade de transmissão da interface RS232 é de 1 Mb/s a uma distância de até 15 metros. O protocolo RS485 oferece maiores velocidades de até 10 Mb/s a uma distância de 15 metros. Quando seu comprimento máximo de 1200 metros é atingido, o protocolo RS485 transmite dados a 100 Kb/s.

Problemas de Ruído Elétrico e Potencial de Aterramento

A interface RS232 é um sistema baseado no nível de tensão e funciona perfeitamente bem em situações em que as diferenças de potencial de aterramento são mínimas. Ambientes com altos níveis de ruído elétrico e potencial de aterramento variável afetam a capacidade da interface RS232 de transferir dados corretamente e podem resultar em perda ou corrupção de informações.

O protocolo RS485 utiliza um sistema de tensão diferencial que lhe permite operar efetivamente em ambientes com níveis mais altos de ruído elétrico. Como resultado do sistema de tensão diferencial, a distância de transferência de dados é maior, a velocidade de transmissão é mais rápida e a tensão é menor no protocolo RS485.