Giao tiếp chuẩn RS485 sử dụng phương pháp truyền 2 dây vi sai cho phép khoảng cách truyền thông tối đa là 1200m và vận tốc truyền lên đến 10Mbits/s). Với chuẩn RS485 ta có thể nối ra 32 thiết bị thu phát trên 2 dây cho phép tạo thành một mạng cục bộ. Trong mạng truyền thông công nghiệp, chuẩn RS485 là nền tảng của các hệ thống bus điều khiển, bus trường tiên tiến nhất hiện nay như ControlNet, Modbus, Profibus, FieldBus,…

Giao tiếp RS485 là gì?

Giao tiếp RS485 là tên của một chuẩn kết nối sử dụng dây truyền tín hiệu giữa các thiết bị, máy tính, PLC. Với kết nối này, hệ thống có thể đọc được thông tin, giám sát và điều khiển thiết bị từ xa. RS485 là phương thức giao tiếp nối tiếp còn được gọi là TIA-485 (-A) hoặc EIA-485.

RS485 là chuẩn giao tiếp nối tiếp của bus truyền thông được sử dụng để tạo nên các mạng đơn giản của nhiều thiết bị. Giao tiếp RS485 cho phép kết nối lên đến 32 thiết bị trên một cặp dây dẫn và dây nối đất cho khoảng cách truyền lên đến 1200 mét. Có thể sử dụng các bộ lặp tín hiệu khi cần mở rộng hệ thống hay tăng số lượng các nút mạng.

RS485 được sử dụng phổ biến như một giao thức cho POS, công nghiệp, viễn thông. Giao tiếp nối tiếp RS485 cho phép truyền thông phạm vi rộng qua đường cáp truyền tín hiệu ở khoảng cách xa và chịu ảnh hưởng lớn từ nhiễu điện từ nhưng vẫn đảm bảo được sự ổn định và độ chính xác của tín hiệu từ thiết bị phát. Chuẩn RS485 được sử dụng để kết nối máy tính, PLC, vi điều khiển và cảm biến.

Nguyên lý hoạt động của giao tiếp RS485

Trong giao tiếp RS485, hệ thống sử dụng dây tín hiệu gồm 2 dây vặn xoắn với nhau, thường được gọi là cáp xoắn đôi chống nhiễu để truyền dẫn tín hiệu. Cấu trúc xoắn của cặp dây giúp cân bằng về điện áp giữa 2 dây khi có nhiễu giúp cho tín hiệu luôn ổn đỉnh và truyền được ở khoảng cách xa.

Nguyên lý chống nhiễu của dây truyền tín hiệu chuẩn RS485: trong môi trường nhiễu, hướng của dòng nhiễu được tạo ra bởi từ trường ngược lại với dòng điện của dây dẫn, vì vậy dòng nhiễu sẽ thấp hơn cáp thẳng thông thường. Ảnh hưởng nhiễu của từ trường sẽ tác động đồng thời lên cả 2 dây dẫn (điện áp cùng tăng hoặc cùng giảm ở cả 2 lõi dẫn của cặp dây xoắn) nhờ vậy sự chênh lệnh điện áp giữa 2 dây luôn không đổi khi có nhiễu, tín hiệu truyền đi từ thiết bị phát đến thiết bị thu được giữ nguyên.

Trong hệ thống mạng truyền thông công nghiệp sử dụng giao tiếp RS485 thường được đấu nối, cấu hình theo 2 cách phổ biến:
+ Hệ thống bán song công: sử dụng 2 dây truyền tín hiệu
+ Hệ thống song công toàn phần: sử dụng 4 dây truyền tín hiệu

Hệ thống giao tiếp RS485 bán song công sử dụng 2 dây truyền tín hiệu

Đối với giao tiếp truyền thông chuẩn RS485 sử dụng hệ thống bán song công dùng 2 dây truyền tín hiệu thì dữ liệu chỉ có thể truyền theo một hướng tại một thời điểm, tức là chỉ có thể truyền dữ liệu hoặc nhận dữ liệu một lần. Với thiết lập này, tín hiệu TX (truyền) và RX (nhận) sẽ truyền trên một cặp dây duy nhất. Cách đấu nối này sẽ tiết kiệm được dây cáp truyền tín hiệu, chi phí lắp đặt. Với cách cấu hình này thì các nút cũng có thể giao tiếp được với nhau. Tuy nhiên, chế độ bán song công có một số giới hạn đòi hỏi phải chú ý đến độ trễ quay vòng.

Hệ thống giao tiếp RS485 song công toàn phần sử dụng 4 dây truyền tín hiệu

Với hệ thống song công toàn phần RS485 sử dụng 4 dây truyền tín hiệu thì dữ liệu có thể truyền đồng thời cả đến và đi từ các nút (đồng thời nhận và truyền dữ liệu). Hệ thống sử dụng cách đấu nối song công toàn phần, 2 dây sẽ được sử dụng để truyền và 2 dây còn lại sẽ được sử dụng để nhận. Trong thiết lập song công toàn phần bị giới hạn trong giao tiếp chính và phụ, các nút không thể giao tiếp với nhau.

Ưu điểm của giao tiếp RS485

– Giao tiếp RS485 có khả năng truyền tín hiệu đa điểm, truyền tín hiệu đi xa (chuẩn RS232 không làm được)
– Với chuẩn giao tiếp RS485 có thể kết nối mạng với nhiều thiết bị.
– Các máy thu RS485 điện trở đầu vào mặc định là 12 kΩ, có khả năng kết nối lên đến 32 thiết bị. Với đầu vào RS485 có điện trở cao, có thể kết nối tối đa 256 thiết bị.
– Cáp truyền tín hiệu RS485 có khả năng chống nhiễu tuyệt đối với cấu trúc cặp dây xoắn, bổ xung 2 lớp chống nhiễu (bọc foil nhôm và lớp lưới đan)
– Với hệ thống trên phạm vi rộng, kết nối các thiết bị ở khoảng cách xa, có thể sử dụng bộ lặp tín hiệu để tăng thêm số lượng thiết bị kết nối vào đường mạng đảm bảo cho sự ổn định và chính xác của tín hiệu trên đường truyền.
– Mạng truyền thông công nghiệp sử dụng giao tiếp RS485 cho phép điều khiển động cơ từ xa trong hệ thống tự động hóa.