RS-422 통신 인터페이스 설

RS-422 통신 인터페이스 설계

 

 

RS-422 통신

 

 

1. RS-422 통신

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1) RS-422 ( Recommended Standard 422 )

- 직렬 통신 방식으로, 데이터를 주고 받도록 하는 통신 인터페이스 중 하나

- RS-232C의 단점인 느린 전송 속도와 짧은 전송 길이를 극복해 보다 빠른 전송과 긴 전송거리를 위해 1976년에 규정함

- 데이터 전송 최대 속도는 10Mbps고 최대 1500m 까지 케이블을 늘릴 수 있음

- 최대 속도와 길이를 늘리기 위해 각 신호를 2개의 차동신호를 사용해 전송함

- 1개의 Master가 최대 10개의 Reciever와 연결할 수 있어 여러대의 장비를 동시에 연결하는 `멀티드롭`에도 적용

- 케이블 길이가 길어짐에 따라 신호 노이즈가 커져 최대 데이터 속도가 감소함

- 물리적/기계적 사양이 정의되어 있지 않음

- 양방향 전이중(Full-duplex)통신

- 동작모드 : 일대일 ( Point-to-Point ), 멀티드롭 ( Multi-drop ) 모드

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< RS-422 정리 >

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2) RS-422 사용처

- RS-422은 주로 산업용 환경, 제조, 공정 제어, 자동화 분야에서 사용

- 긴 통신 거리(1.2km)와높은전송속도(10Mbps)를 지원하며, 차동 신호 방식을 사용해 노이즈에 강하기 때문

- 컴퓨터와 말단 장치 간의 통신을 비롯해, 전이중 통신을 지원하므로 데이터를 동시에 송수신할 수 있음

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주요 사용처

- 산업 자동화: 공장이나 산업 현장의 센서, 컨트롤러, 로봇 등 다양한 장비 간의 통신.

- 공정 제어: 화학 플랜트, 발전소 등 정밀한 제어가 필요한 시스템에서 장비들을 연결하는 통신.

- 건물 관리 시스템: 빌딩 자동화 시스템에서 여러 장치를 연결할 때 사용.

- 데이터 수집 시스템: 원거리의 데이터를 수집하여 중앙 장치로 전송하는 시스템.

- 전기/전자 장치: 컴퓨터와 단말 장치 간의 통신에 사용하며, 특히 RS-232의 제약을 개선하기 위해 개발되었습니다.

 

2. RS-422 신호선

TXD+ Transmit Data+ : 외부 장치로 정보를 보낼 때 직렬통신 데이터가 나오는

+(positive)신호선

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TXD- Transmit Data- : 외부 장치로 정보를 보낼 때 직렬통신 데이터가 나오는

–(negative)신호선

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RXD+ Receive Data : 외부 장치로부터 정보를 받을 때 직렬통신 데이터를 받는

+(positive)신호선

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RXD- Receive Data : 외부 장치로부터 정보를 받을 때 직렬통신 데이터를 받는

–(negative) 신호선

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1) Single ended 방식

가장 대표적으로 쓰이는 통신방식은 RS-232통신

신호는 접지를 기준으로 +/- 값을 판단

여러 신호들이 접지를 공유하여 사용하기 때문에 노이즈에 취약

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2) Differential 방식 ( 차동모드 )

Single ended 방식에 비해 필요한 신호선이 많음

+ 라인의 신호와 - 라인의 신호의 위상이 반대로 입출력

신호의 위상이 반대이기 때문에 노이즈 제거에 유리 → 노이즈의 경우 동일위상으로 입력되기 때문

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< 차동신호를 사용하는 이유 >

위 그림과 같이 노이즈에 의한 통신불량을 막으며, 데이터를 주고 받음에 더욱 깔끔한 신호를 주고 받을 수 있음

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3. RS-422 신호레벨

( Data+ ) - ( Data- ) ≥ 200mV ex) ( +5V ) - ( -5V ) = +10V → Logic ‘1’

( Data+ ) – ( Data- ) ≤ 200mV ex) ( -5V ) – ( +5V ) = -10V → Logic ‘0’

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4. RS-422 종단저항

1) 종단저항

전송기기는 설계 기준에 따라 다양한 임피던스를 가지고 있으며, 그것이 특정 저항 값에 가까울 때 반사저항을 최소화 할 수 있음

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2) 종단저항이 필요한 이유 ?

- 신호는 임피던스를 지날 때 반사 현상이 일어나게 되며, 이러한 반사현상으로 신호가 약해지고 노이즈를 발생시켜 올바른 동작을 하지 못함

- 통신라인의 끝단이 절단된 채로 되어있는 통신케이블에 높은 주파수의 신호가 흐르게 되면 절단면에서 반사된 신호와 원래의 신호가 혼합돼 신호를 제대로 받을 수 없기 때문

- 이러한 현상을 방지하는 것이 종단저항 = Term저항 = Termination 저항의 역할

- 끝단에 저항을 연결해서 선로 전체가 일정한 전류를 순환시켜 반사현상을 줄이고 노이즈에 강하게 해줌

- 즉, 노이즈를 제거하고 원활한 통신을 하기 위해서 필요

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