Schnittstelle RS485
Die RS485-Schnittstelle findet recht häufig in Feldbus-Netzwerken Anwendung. Diese schnelle serielle Schnittstelle ermöglicht, viele Geräte über eine gemeinsame Busleitung zu vernetzen.
Über die RS485-Schnittstelle werden die Signale über zwei Drähte (D + und D-) übertragen. Diese ermöglicht eine symmetrische Signalübertragung, wodurch die Daten bei der Übertragungsstrecken bis zu 1200 m, störungstolarant übermittelt werden können. Mit einem RS485-Verstärker kann der maximale Abstand zwischen den entfernten Geräten noch weiter sein. Wenn die Kommunikationsleitung 100 m oder länger ist, wird dringend empfohlen, Abschlusswiderstände (von 100 bis 250 Ohm) an beiden Enden der Leitung zu verwenden, um Reflexionen zu beseitigen. Mit einem RS485-Verstärker ist eine höhere Anzahl an Teilnehmern im RS485-Netzwerk möglich. Die Anzahl der Teilnehmer darf dann mehr als 32 betragen.
Typisches Feldbus-Netzwerk basierend auf der Schnittstelle RS485
Ein üblicher PC ist im Vergleich zu einem Industrie-PC nicht mit der Schnittstelle RS485 ausgestattet. Aus diesem Grund ist ein Schnittstellenadapter erforderlich, um einen PC mit einem Feldbus-Netzwerk zu verbinden. Zu diesem Zweck bietet akYtec einen USB-RS485 Schnittstellenkonverter IC4 und einen RS232-RS485-Schnittstellenkonverter IC3 an.
Schnittstelle RS232
Diese Schnittstelle basiert auf Standard EIA RS232C und ist für die serielle Verbindung zwischen zwei Geräten vorgesehen. Diese Schnittstelle wird häufig verwendet, um externe Geräte an einen PC anzuschließen. Diese Schnittstelle implementiert eine asynchrone serielle Signalübertragung über zwei Drähte: TxD (Sendesignal) und RxD (Empfangssignal), wenn die Signalpegel auf Masse (GND) bezogen sind.
Die Datenübertragung über die RS232-Schnittstelle ist normalerweise asynchron. Das verursacht geringe Störsfestigkeit und damit wird die Streckenlänge auf wenige Meter beschränkt. Zwei getrennte Kommunikationsleitungen ermöglichen eine Vollduplex-Datenübertragung, d. h. einen gleichzeitigen Empfangs- und Sendebetrieb.
Die RS232C-Spezifikation enthält keine Beschreibung des zu verwendenden Stecker. Der am häufigsten verwendete Typ ist jedoch der 9-polige und der 25-polige Steckverbinder (DB9 und DB25).
Schnittstelle Ethernet
Ethernet ist eine Übertragungstechnologie für den Anschluss von Geräten an ein Computer-Netzwerk, meist an ein lokales Netzwerk (Local Area Network, kurz LAN). Der Datenzugriff in solchen Netzwerken wird durch das CSMA/CD-Algorithmus gesteuert. Die Abkürzung CSMA / CD bedeutet Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection („Mehrfachzugriff mit Trägerprüfung und Kollisionserkennung“). Bei diesem Medienzugriffsverfahren tauschen die Geräte erst dann Signale aus, wenn sie einen Freilaufzustand auf dem Draht erkannt haben, um Kollisionen zu vermeiden. Alle Formen von Ethernet unterstützen bis zu 1024 Knoten im Netzwerk. Diese Schnittstelle ist aufgrund ihrer hohen Datenbandbreite und ihrer Störfestigkeit weit verbreitet.
Schnittstelle USB
Standard USB wurde als Alternative zu den bisherigen Netzwerkstandards RS232 und IEEE 1284 entwickelt, um Peripheriegeräte an PCs anzubinden. Derzeit sind viele Geräte mit der Schnittstelle USB 2.0 ausgestattet, somit können die Daten bei der Datenrate bis zu 480 MBit/s übertragen werden. Die USB-Schnittstelle sowie die RS485-Schnittstelle können die Daten über zwei Drähte (D + und D-) übertragen und die Logikpegel sind identisch mit denen des RS485-Standards. Diese Schnittstelle verfügt zusätzlich über zwei weitere Leitungen (Vcc und GND) für die Stromversorgung des anzuschließenden Gerätes (vorausgesetzt, dessen Stromaufnahme beträgt max. 500 mA).
Sobald der entsprechende Treiber installiert ist, erkennt das Betriebssystem das an den USB-Port angeschlossene Gerät automatisch als COM-Port und arbeitet im standardmäßigen asynchronen Übertragungsmodus, der für den Betrieb mit einem Hardware-COM-Port verwendet wird.
Asynchrone Datenübertragung
Die RS232- und RS485-Schnittstellen unterstützen die asynchrone Datenübertragung. Die Daten werden byteweise übertragen. Um den Anfang und das Ende jedes zu übertragenden Byte (Zeichen) zu kennzeichnen, wird jedes Byte beidseitig von einem Start- und einem Stoppbit eingerahmt Die Bits zwischen Start- und Stoppbit werden die Datenbits (Nutzdaten) genannt. Sie können 5, 6, 7 oder 8 Bits betragen.
Es wurden eine Reihe von Standard-Datentransferraten für die asynchrone Datenübertragung etabliert: 50, 75, 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 Bit/s
Über die in akYtec-Produkten verwendeten Protokolle, lesen Sie in dem in Kürze folgenden Teil 3 dieses Beitrages.