مقایسه RS-232 و RS-485

RS سری  RS-232 و RS-485

RS-232 و RS-485 هر دو استانداردهای ارتباط سری هستند که معمولاً در محیط‌های صنعتی و تجاری استفاده می‌شوند. این استانداردها ویژگی‌های الکتریکی، مکانیکی و عملکردی رابط ارتباطی را تعریف می‌کنند. در حالی که هر دوی این استانداردها برای ارتباط سری طراحی شده‌اند، تفاوت‌های زیادی دارند که آنها را برای انواع مختلف برنامه‌ها مناسب‌تر می‌کند. با مقاله امروز سپیانی همراه باشید تا به این استانداردها و تفاوت‌های آنها بپردازیم.

حتما بخوانید:

نرم افزار Factory I/O چیست؟

نرم افزار WinCC چیست؟ کاربرد آن

معرفی RS-232 و RS-485

RS-232 که مخفف استاندارد توصیه شده 232 است، اولین بار در سال 1962 توسط انجمن صنایع الکترونیک (EIA) معرفی شد. استانداردی برای ارتباط سری است که معمولاً برای ارتباط نقطه به نقطه بین دو دستگاه مانند رایانه و چاپگر یا مودم و روتر استفاده می‌شود. RS-232 یک استاندارد نسبتا ساده است که از روش سیگنال دهی تک سر استفاده می‌کند، به این معنی که یک سیم برای انتقال داده و سیم دیگری برای دریافت داده وجود دارد.

از سوی دیگر، RS-485 استاندارد پیشرفته‌تری است که در سال 1983 توسط EIA معرفی شد. این یک استاندارد برای ارتباط سری است که معمولاً برای ارتباط چند نقطه‌ای بین چندین دستگاه مانند یک شبکه استفاده می‌شود. RS-485 از روش سیگنال‌دهی دیفرانسیل استفاده می‌کند، به این معنی که از دو سیم برای انتقال داده استفاده می‌کند، یکی برای سیگنال مثبت و دیگری برای سیگنال منفی. این روش ایمنی بیشتری نسبت به نویز ایجاد می‌کند و در مقایسه با RS-232 امکان کابل‌کشی طولانی‌تر را فراهم می‌کند.

تفاوت‌های فیزیکی RS-232 و RS-485

یکی از تفاوت‌های اصلی بین RS-232 و RS-485 ویژگی‌های فیزیکی آنها است. RS-232 از روش سیگنال‌دهی تک سر استفاده می‌کند، به این معنی که یک سیم برای انتقال داده و سیم دیگری برای دریافت داده وجود دارد. سطوح ولتاژ روی این سیم‌ها برای نمایش داده‌های در حال انتقال استفاده می‌شود. به طور معمول، RS-232 از محدوده ولتاژ 15- تا 15 ولت برای نشان دادن 0 یا 1 باینری استفاده می‌کند.

RS-232 همچنین از کانکتور DB-9 استفاده می‌کند که دارای 9 پین است. پین 2 برای دریافت داده استفاده می‌شود در حالی که پایه 3 برای انتقال داده استفاده می‌شود. پایه 5 برای زمین سیگنال استفاده می‌شود که یک ولتاژ مرجع مشترک برای فرستنده و گیرنده فراهم می‌کند.

از طرف دیگر، RS-485 از روش سیگنال دهی دیفرانسیل استفاده می‌کند، به این معنی که از دو سیم برای انتقال داده استفاده می‌کند، یکی برای سیگنال مثبت و دیگری برای سیگنال منفی. این روش ایمنی بیشتری نسبت به نویز ایجاد می‌کند و در مقایسه با RS-232 امکان کابل‌کشی طولانی‌تر را فراهم می‌کند. RS-485 از محدوده ولتاژ 2- تا 2 ولت برای نمایش 0 یا 1 باینری استفاده می‌کند.

RS-485 از کانکتور DB-9 یا DB-25 استفاده می‌کند که دارای 9 یا 25 پین است. پایه 1 برای مرجع زمین استفاده می‌شود، در حالی که پایه‌های 2 و 3 به ترتیب برای انتقال و دریافت داده‌ها استفاده می‌شوند. پین‌های 4 و 5 به ترتیب برای سیگنال‌های مثبت و منفی استفاده می‌شوند.

فاصله انتقال سیگنال RS-232 و RS-485

تفاوت مهم دیگر بین RS-232 و RS-485 حداکثر فاصله ای است که آنها می‌توانند سیگنال‌ها را از طریق آن ارسال کنند. بسته به سرعت انتقال داده، RS-232 معمولاً به حداکثر فاصله 50 فوت یا 15 متر محدود می‌شود. این به این دلیل است که RS-232 از یک روش سیگنال دهی یک طرفه استفاده می‌کند که در فواصل طولانی تر مستعد نویز و تضعیف است.

در مقابل، RS-485 می‌تواند سیگنال‌ها را در فواصل بسیار طولانی‌تر، تا 4000 فوت یا 1200 متر، بسته به سرعت انتقال داده، ارسال کند. این به این دلیل است که RS-485 از یک روش سیگنال دهی دیفرانسیل استفاده می‌کند که ایمنی بیشتری نسبت به نویز ایجاد می‌کند و امکان کارکرد طولانی تر کابل را فراهم می‌کند. علاوه بر این، RS-485 می‌تواند تا 32 دستگاه را در یک گذرگاه پشتیبانی کند و برای ارتباطات چند نقطه‌ای مناسب است.

تفاوت‌های الکتریکی RS-232 و RS-485

RS-232 و RS-485 ویژگی‌های الکتریکی متفاوتی دارند که بر عملکرد و مناسب بودن آنها برای کاربردهای مختلف تأثیر می‌گذارد. RS-232 از یک روش سیگنال دهی تک سر استفاده می‌کند، به این معنی که از یک سطح ولتاژ روی یک سیم برای نمایش داده‌های در حال انتقال استفاده می‌کند. این امر اجرای و استفاده از آن را ساده‌تر می‌کند، اما همچنین آن را در برابر نویز و تداخل الکتریکی مستعدتر می‌کند.

RS-485 از روش سیگنال دهی دیفرانسیل استفاده می‌کند، به این معنی که از دو سیم برای انتقال داده استفاده می‌کند، یکی برای سیگنال مثبت و دیگری برای سیگنال منفی. این روش ایمنی بیشتری نسبت به نویز ایجاد می‌کند و در مقایسه با RS-232 امکان کابل‌کشی طولانی‌تر را فراهم می‌کند. سیگنال‌دهی دیفرانسیل حساسیت به نویز و تداخل الکتریکی را کاهش می‌دهد زیرا اختلاف ولتاژ بین دو سیم به جای سطح ولتاژ در یک سیم واحد برای نمایش داده‌های در حال انتقال استفاده می‌شود.

علاوه بر این، RS-485 از یک خط انتقال متعادل استفاده می‌کند، به این معنی که سیگنال از طریق دو سیم با امپدانس مساوی، معمولا کابل جفت پیچ خورده، منتقل می‌شود. این خط انتقال متعادل ایمنی بیشتری نسبت به نویز ایجاد می‌کند، زیرا هر نویز الکتریکی خارجی توسط سیگنال‌های متعادل حذف می‌شود. از طرف دیگر، RS-232 معمولاً از خطوط انتقال نامتعادل استفاده می‌کند، به این معنی که سیگنال از طریق یک سیم و یک سیم زمین مرجع منتقل می‌شود.

حتما بخوانید:

آموزش PCS7 زیمنس

آشنایی با پی ال سی (PLC) های امرون

سرعت و توان انتقال داده RS-232 و RS-485

سرعت انتقال داده عامل مهم دیگری است که هنگام انتخاب بین RS-232 و RS-485 باید در نظر گرفته شود. RS-232 معمولاً از سرعت انتقال دادهRS سری تا 115.2 کیلوبیت در ثانیه پشتیبانی می‌کند، اگرچه برخی از دستگاه‌ها ممکن است از سرعت‌های بالاتر پشتیبانی کنند. این معمولاً برای اکثر برنامه‌هایی که از RS-232 استفاده می‌کنند، مانند ارتباط نقطه به نقطه بین رایانه و چاپگر کافی است.

در مقابل، RS-485 می‌تواند از سرعت انتقال دادهRS سری بسیار بالاتر، تا 10 مگابیت در ثانیه پشتیبانی کند. این سرعت بالا آن را برای برنامه‌هایی که نیاز به ارتباط پرسرعت بین چندین دستگاه مانند شبکه دارند، مناسب می‌کند. با این حال، سرعت واقعی انتقال دادهRS سری به طول کابل، تعداد دستگاه‌های موجود در اتوبوس و کیفیت کابل و کانکتورها بستگی دارد.

توان عملیاتی عامل مهم دیگری است که باید هنگام انتخاب بین RS-232 و RS-485 در نظر گرفت. توان عملیاتی مقدار داده‌ای است که می‌تواند از طریق یک کانال ارتباطی در یک دوره زمانی معین منتقل شود. RS-232 در مقایسه با RS-485 توان عملیاتی کمتری دارد، زیرا از روش سیگنال‌دهی تک سر استفاده می‌کند و معمولاً به یک دستگاه یا ارتباط نقطه به نقطه محدود می‌شود. از سوی دیگر، RS-485 می‌تواند چندین دستگاه را در یک گذرگاه پشتیبانی کند که امکان انتقال دادهRS سری و سرعت بالاتر را فراهم می‌کند.

RS-485 همچنین از ارتباط تمام دوبلکس پشتیبانی می‌کند، به این معنی که داده‌ها می‌توانند به طور همزمان ارسال و دریافت شوند. این امکان برقراری ارتباط سریعتر و کارآمدتر بین دستگاه‌های موجود در شبکه را فراهم می‌کند. در مقابل، RS-232 فقط از ارتباطات نیمه دوبلکس پشتیبانی می‌کند، به این معنی که داده‌ها را می‌توان انتقال یا دریافت کرد، اما نه هر دو در یک زمان.

نیازمندی‌های برق RS-232 و RS-485

یکی دیگر از تفاوت‌های مهم بین RS-232 و RS-485 نیاز برق آنهاست. RS-232 معمولاً از یک سطح ولتاژ بالاتر تا 15 ولت برای انتقال دادهRS سری استفاده می‌کند. این سطح ولتاژ بالاتر به توان بیشتری نیاز دارد، که می‌تواند تعداد دستگاه‌هایی را که می‌توانند توسط یک پورت یا باس تغذیه شوند، محدود کند. علاوه بر این، RS-232 از کابل برق پشتیبانی نمی‌کند، به این معنی که دستگاه‌ها باید توسط یک منبع تغذیه جداگانه تغذیه شوند.

از سوی دیگر، RS-485 از سطح ولتاژ پایین تر، تا ± 2 ولت، برای انتقال داده‌ها استفاده می‌کند. این سطح ولتاژ پایین به توان کمتری نیاز دارد، که به دستگاه‌های بیشتری اجازه می‌دهد تا توسط یک پورت یا باس تغذیه شوند. علاوه بر این، RS-485 از کابل برق پشتیبانی می‌کند، به این معنی که دستگاه‌ها می‌توانند با همان کابلی که برای انتقال دادهRS سری استفاده می‌شود، تغذیه شوند.

مقاومت در برابر نویز RS-232 و RS-485

توانایی مقاومت در برابر نویز و تداخل یک نکته مهم هنگام انتخاب بین RS-232 و RS-485 است. RS-232 از یک روش سیگنال دهی یک‌طرفه استفاده می‌کند که آن را در برابر نویز و تداخل الکتریکی مستعدتر می‌کند. این می‌تواند منجر به خطا در انتقال داده‌ها و قطع ارتباط بین دستگاه‌ها شود.

در مقابل، RS-485 از یک روش سیگنال‌دهی دیفرانسیل استفاده می‌کند که مصونیت بیشتری نسبت به نویز ایجاد می‌کند و در مقایسه با RS-232 امکان کابل‌کشی طولانی‌تر را فراهم می‌کند. سیگنال‌دهی دیفرانسیل حساسیت به نویز و تداخل الکتریکی را کاهش می‌دهد زیرا اختلاف ولتاژ بین دو سیم به جای سطح ولتاژ در یک سیم واحد برای نمایش داده‌های در حال انتقال استفاده می‌شود. این باعث می‌شود RS-485 در محیط‌های پر سر و صدا قابل اطمینان تر باشد و امکان استفاده از آن در کاربردهای صنعتی که نویز الکتریکی رایج است را فراهم می‌کند.

هزینه و پیچیدگی پیاده سازی RS-232 و RS-485

هزینه و پیچیدگی پیاده‌سازی RS-232 یا RS-485 برای بسیاری از کاربردها مورد توجه مهمی است. RS-232 یک استاندارد ساده و پرکاربرد است که هزینه اجرای آن را نسبت به RS-485 کمتر می‌کند. RS-232 از یک طرح سیم‌کشی ساده استفاده می‌کند، معمولاً از یک کانکتور DB-9 استفاده می‌کند که اتصال دستگاه‌ها را به یکدیگر آسان می‌کند.

در مقابل، RS-485 استاندارد پیچیده‌تری است که به مدارهای اضافی برای انتقال و دریافت دادهRS سری نیاز دارد. RS-485 به یک تراشه فرستندهRS سری گیرندهRS سری نیاز دارد تا سیگنال‌های دادهRS سری را به فرمتی مناسب برای انتقال از طریق یک جفت دیفرانسیل تبدیل کند. علاوه بر این، RS-485 نیاز به سیم‌کشی دقیق‌تری با استفاده از کابل جفت تابیدهRS سری برای به حداقل رساندن تداخل و تداخل بین دستگاه‌های موجود در اتوبوس دارد.

با وجود پیچیدگی اضافی، RS-485 دارای چندین مزیت نسبت به RS-232 است که می‌تواند آن را به یک راه حل مقرون به صرفه‌تر در برخی از برنامه‌ها تبدیل کند. RS-485 از چندین دستگاه در یک گذرگاه پشتیبانی می‌کند که می‌تواند هزینه کلی یک سیستم را با کاهش تعداد پورت‌ها و کابل‌های مورد نیاز کاهش دهد. علاوه بر این، RS-485 از کابل‌های طولانی‌تر پشتیبانی می‌کند که می‌تواند نیاز به تکرار کننده‌های اضافی یا تقویت کننده‌های سیگنال را در یک سیستم کاهش دهد.

کاربردهای RS-232 و RS-485

RS-232 معمولاً در ارتباط نقطه به نقطه بین رایانه و دستگاه‌های جانبی مانند چاپگر یا اسکنر استفاده می‌شود. همچنین در برخی از کاربردهای صنعتی که فواصل بین دستگاه‌ها نسبتاً کوتاه و سطح نویز کم است استفاده می‌شود.

از طرف دیگر، RS-485 معمولاً در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی و کنترل استفاده می‌شود که در آن چندین دستگاه باید در فواصل طولانی با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. RS-485 از کابل‌های طولانی‌تر و چندین دستگاه در یک اتوبوس پشتیبانی می‌کند و برای برنامه‌هایی که چندین دستگاه در یک منطقه بزرگ پخش شده‌اند، مناسب است.

حتما بخوانید:

قیمت تجهیزات برند زیمنس

انواع کامپیوترهای برند زیمنس

برنامه‌های آینده RS-232 و RS-485

همانطور که تکنولوژی همچنان در حال تکامل است، استفاده از استانداردهای ارتباط سری مانند RS-232 و RS-485 نیز در حال تغییر است. در آینده، می‌توان انتظار داشت که شاهد چندین روند باشیم که بر استفاده و توسعه این استانداردها تأثیر خواهد گذاشت.

یک روند افزایش استفاده از ارتباطات بی‌سیم است. همانطور که فناوری بی‌سیم قابل اعتمادتر و مقرون به صرفه‌تر می‌شود، به احتمال زیاد شاهد تغییر روش‌های ارتباط سیمی مانند RS-232 و RS-485 خواهیم بود. در حالی که ارتباطات بی‌سیم مجموعه‌ای از چالش‌های خاص خود را دارد، مانند امنیت و تداخل، مزیت انعطاف‌پذیری و تحرک بیشتر را ارائه می‌دهد.

روند دیگر استفاده رو به رشد از اینترنت اشیا (IoT) در کاربردهای صنعتی و اتوماسیون است. اینترنت اشیا شامل اتصال به هم دستگاه‌ها و حسگرها می‌شود که به آنها امکان می‌دهد داده‌ها را به اشتراک بگذارند و با هم کار کنند تا کارایی و بهره‌وری را بهبود بخشند. در حالی که RS-232 و RS-485 هنوز به طور گسترده در این برنامه‌ها استفاده می‌شوند، استانداردهای جدیدتر مانند Modbus TCP و Ethernet/IP رایج تر می‌شوند. این استانداردها مزیت پهنای باند بیشتر و ویژگی‌های پیشرفته‌تر شبکه را ارائه می‌دهند که آنها را برای کاربردهای IoT مناسب می‌سازد.

علاوه بر این، گرایشی به سمت استفاده از پروتکل‌های سطح بالاتر مانند CAN (شبکه منطقه کنترل کننده) و PROFIBUS وجود دارد. این پروتکل‌ها برای ارائه ویژگی‌های ارتباطی پیشرفته‌تر، مانند کشف و پیکربندی خودکار دستگاه، تحمل خطا و تبادل اطلاعات در زمان واقعی طراحی شده‌اند. در حالی که RS-232 و RS-485 هنوز به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند، می‌توان انتظار داشت که دستگاه‌ها و سیستم‌های بیشتری در آینده از این پروتکل‌های سطح بالاتر استفاده کنند.

جمع بندی

RS-232 و RS-485 دو استاندارد ارتباط سری محبوب هستند که ویژگی‌های متفاوتی دارند و برای کاربردهای مختلف مناسب هستند. RS-232 از روش سیگنال‌دهی تک‌سر استفاده می‌کند و اجرای آن ساده تر و ارزان تر از RS-485 است. با این حال، بیشتر مستعد نویز و تداخل الکتریکی است و معمولاً محدود به ارتباط نقطه به نقطه بین دو دستگاه است.