實測該電路可以達到這個要求,當降低波特率時,通訊距離還可繼續延長,達到1800-2000米,無需接中繼。
圖上是標準的485通信電路,但是該電路的通訊距離往往達不到485的理論值。所以需要采用非常規阻值,解決信號反射的問題。
重點來了,它是能實際解決你的通信速率和距離問題的,一定要認真看,使用屏蔽雙絞線可以使用以下阻值,如果是其他線材,則需要調整匹配電阻的阻值。
第一:圖中RB2下拉電阻的阻值更換為82歐姆,RB4上拉電阻的阻值更換為150歐姆,主機的RB3匹配電阻更換為60歐姆,使用SP485芯片,RC1和RC2電阻換成0歐姆的電阻或者1歐姆的電阻,如果要求保護性比較強就換成保險絲(使用保險絲有概率存在風險)。
第二:485通信總線上從機不允許有上拉電阻和下拉電阻,一條總線上只能主機有上下拉電阻。
第三:最后一個從機要加一個33歐姆的匹配電阻。中繼器的接收端是屬于從機,不可以有上拉電阻和下拉電阻,并且是屬于第一段485總線的最后一個從機,要加33歐姆匹配電阻。中繼器的發送端是屬于主機,要采用和主機一樣的上下拉電阻和匹配電阻。
第四:使用手拉手的方式進行485通訊級聯,布線時信號線和電源線要保持垂直,信號線不允許扎成或者盤成一圈一圈的,信號線不允許堆疊在一起。如果信號線不能和電源線保持垂直,則最好相距半米以上。
第五:電路板的差分線要等長,盡量不要有過孔。
第六:如果你的485通訊時只能單向導通,則排查自動收發電路的問題,一般都是三極管的問題,或者是基級電阻過大,在更高波特率的情況下要考慮三極管選型的問題,要考慮三級管的開關頻率是否大于你的通訊頻率,如果覺得自己的硬件自動收發電路不好用,可以使用帶自動收發的485芯片,比如MAX13487,只要將DE和RE腳接到VCC即可。
第七:長距離時,通訊速率的影響也會被放大,即總線上的數據發送頻率,推薦使用20ms一幀的速率,一般能滿足大部分對于時間的要求。
第八:說一下保險絲可能導致的風險,就是保險絲在制造過程中,某一小部分的阻值差距過大,比如有的保險絲阻值是七八歐姆,有的10歐姆,極個別甚至有100歐姆,嚴重導致總線上的阻抗不連續。
第九:485總線的通訊線的材質在中間不允許發生變化,線的粗細不允許發生大的變化,距離越長,這個影響越嚴重。
第十:如果你的485電路完全無法通訊,可以嘗試拆除TVS二極管,某些極端情況下TVS二極管也會影響你的通訊,但大多數時候它和保險絲一起使用可以保護你的電路避免因雷擊而損壞,不至于嚴重干擾到通信。
十一:假如你的485通信,串口到->485可以,但是485->串口不行,在確定不是三極管的原因之后,建議更換485芯片,某些極端情況下,485芯片也會出現故障。更換時要注意,一條485總線要使用同一種類型的485芯片,你的從機數量在硬件上能接多少個,和你的485芯片類型有關,255個的話推薦使用SP485,如果你的通信波特率低速(9600)可以高速(115200)不行,此時你可以檢查你的硬件三極管是不是開關速度不夠,或者檢查軟件是不是串口優先級過低,再檢查是不是定時器的分頻模式設置錯誤。
十二:不要盲目相信市面上的485轉串口,它們也有出現問題的可能,從指示燈的情況不能完全判斷它沒有問題,因為有些極端情況下,它能發送數據,燈也是在閃的,但是單片機接收到的數據不一定是你發出來的數據。
十三:485的通訊電路就這一些,相當簡單,以上都是硬件總結,如果排查了硬件問題還是不能解決問題,則要考慮一下軟件是否存在漏洞了,如果軟件寫的不好,在多機通訊的時候也會出現通訊故障。
十四:當你的485通訊電路和軟件怎么檢查也沒有發現問題的時候,放倆小時就能好了,或者將所有電子元件更換掉,這是我遇見的最極端情況,現在這年頭芯片也會累,需要休息一下。
十五:近距離通信測試時,匹配電阻是否存在無關緊要,有沒有影響都不大,上下拉電阻的阻值隨意更換影響也不大,TVS和保險絲有無也沒關系。很多人在辦公室或者研發室測試可以,但是一到了工業現場環境就不行,就是因為沒有考慮到工業現場存在的各種各樣的環境干擾,或者一些不專業的接線(長距離通訊時,接線頭的材質,接線端子的材質,都會影響通訊),使用的線材和匹配電阻不匹配等原因,經常出現各種問題。
十六:有些工業現場會使用類似于接線柱這種,假如說你的線是屏蔽雙絞線,或者普通的電線,在接線時,加裝了接線柱,那種鋁制的,或者接線頭剪的不平滑,又或者由一個大的接線端子連接485總線的粗線,里面又套一個小的接線端子,里面又是一根線徑不一樣的,長距離下絕對會影響通信質量。
十七: 該電路在長距離情況下與市面上的并不能通用,除非大家都采用我上面敘述的第一條的阻值,并且該阻值不是嚴格不變的,可以嘗試上下浮動,影響不會很大,如果真的要超長距離,需要現場根據實際情況調試,但是第一條說的,1500米完全足夠。
十八:當485通信使用超遠距離的高速信號傳輸通信時,為保證通信系統的可靠性和穩定性,減少EMI輻射以及由于終端匹配不當引起的反射,推薦采用485隔離芯片,或者做隔離電路。
十九:當你使用485轉串口連接你自己的485電路時,其485轉串口出現RX指示燈常亮的情況,你只需拆掉那個標配的120歐姆匹配電阻即可。
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