الاتصال التسلسلي RS-422

تتصل المولدات الاحتياطية للتطبيقات المنزلية والتجارية الصغيرة بالأحمال باستخدام النظام الكهربائي القياسي “120 فولت” أو “240 فولت”، ويعتمد حجم السلك المناسب على الجهد والتيار وقاطع الدائرة عند المولد وطول السلك، ويجب أن يتم تصنيف السلك لجهد النظام ويجب أن يكون قادراً على حمل التيار.

ما هو الاتصال التسلسلي RS-422؟

يستخدم “RS-422” إشارة تفاضلية زوجية ملتوية لاستقبال ونقل البيانات، كما يعمل في وضع الازدواج الكامل مع كل اتجاه إرسال باستخدام سلكين لكل منهما، وكما أنّها تتطلب ما مجموعه أربعة أسلاك ويتم استخدامه بانتظام من نقطة إلى نقطة، أي جهازان يتحدثان مع بعضهما البعض بشكل مشابه لاتصال “RS-232” القياسي أو طوبولوجيا متعددة الإسقاط، وعند الإعداد في التكوين الأخير يمكنه توصيل محرك واحد بما يصل إلى عشرة أجهزة استقبال في ناقل واحد وغالباً من خلال سلسلة “ديزي”.

أساسيات الاتصال التسلسلي RS-422:

تم تحديد طرق الاتصال التسلسلي لنقل المعلومات بين المعدات وفقاً للمعايير لما يقرب من نصف قرن وأقدم وأشهر معيار معروف هو “RS232“، وهو معيار يحدد الاتصال بين “DTE” والمعدات الطرفية للبيانات و”DCE” وعناصر اتصال البيانات، والمسافات القصيرة نسبياً والسرعة المنخفضة للواجهة التسلسلية “RS232” يمكن أن تتعامل مع المعايير الجديدة المطلوبة، مثل “RS422″ و”RS423″ و”RS485”.

يجب أن يتطابق السلك مع تصنيف قاطع الدائرة أو يتجاوزه ويجب ألا يتسبب الطول في انخفاض الجهد بأكثر من “3 بالمائة”، ومع الأخذ في الاعتبار كل هذه العوامل ستتطلب التركيبات المنزلية النموذجية أحجام أسلاك تتراوح بين “14 AWG” و”6 AWG”.

الاسم الواصف لمعيار “RS-422” هو “الخصائص الكهربائية لدائرة الواجهة الرقمية ذات الجهد المتوازن” والتي تعين خصائص دائرة الواجهة، كما يوجد بالفعل إشارة أرضية وإجمالي “5 خطوط” ونظراً لأنّ جهاز الاستقبال يستخدم مقاومة عالية للإدخال ولديه قدرة قيادة أقوى من “RS232″، يُسمح بربط عدة نقاط استلام على نفس خط النقل ويمكن توصيل ما يصل إلى “10 عقد”.

وكذلك جهاز رئيسي واحد “Master” وباقي الأجهزة التابعة “Slave”، كما لا يمكن للأجهزة التابعة الاتصال ببعضها البعض لذلك يدعم “RS-422” الاتصال ثنائي الاتجاه من نقطة إلى متعددة الاتجاهات، ومقاومة إدخال جهاز الاستقبال هي “4k” وبالتالي فإنّ أقصى سعة تحميل لجهاز الإرسال هي “10 & TImes” و”4k + 100Ω (إنهاء المقاوم)”.

الدوائر “RS-422″ و”RS-485” لها نفس المبدأ بشكل أساسي، ويتم إرسالها واستلامها في الوضع التفاضلي ولا يلزم وجود أرضية رقمية، والعملية التفاضلية هي المكون الرئيسي لمسافة الإرسال الواسعة أسفل نفس حالة المعدل، وهذا هو الاختلاف الأساسي بين الاثنين و”RS232″، لأنّ “RS232” عبارة عن مدخلات ومخرجات ذات طرف واحد والأرضية الرقمية على الأقل مطلوبة لعملية الطباعة على الوجهين.

وكذلك أرسال الخط وقبول الخطوط الثلاثة للنقل غير المتزامن، ويمكنك أيضاً إضافة خطوط تحكم أخرى لإكمال المزامنة والوظائف الأخرى، كما يمكن لـ “RS-422” العمل والاستلام بدون عملية ثنائية الاتجاه من خلال الأزواج الملتوية الثنائية، ويمكن لـ “RS485” العمل فقط أحادي الاتجاه ولا يمكن القيام بعملية الإرسال والاستلام في نفس الوقت، ولكنّه يحتاج فقط إلى زوج واحد من الأزواج الملتوية.

يمكن لـ “RS422″ و”RS485” نقل “1200 متر” بسرعة “19 كيلوبت في الثانية”، كما يمكن توصيل الجهاز بالخط المتوفر على جهاز الإرسال والاستلام الجديد، والأداء الكهربائي لـ “RS-422” هو نفسه تماماً مثل “RS-485″، ويتمثل الاختلاف الرئيسي في أنّ “RS-422” بها “4 خطوط إشارة” أي إرسالان (Y ، Z) واستقبلا (A ، B)، ونظراً لأنّ استلام وإرسال “RS-422” غير مرتبطان يمكن استلامه وإرساله في وقت واحد أي مزدوج كامل، ويتضمن “RS-485” على خطين للإشارة هما الإرسال والاستقبال.

• “DTE” هي اختصار لـ “Data Terminal Equipment”.

• “DCE” هي اختصار لـ “Data communications equipment”.

• “AWG” هي اختصار لـ “American Wire Gauge”.

إشارات متوازنة تفاضلية مع RS422:

المُسلسِل والمتوازن والتفاضلي هي الكلمات الأساسية لمعيار واجهة “RS422″، ويعني المُسلسِل أنّ المعلومات يتم إرسالها شيئاً فشيئاً على خط إرسال واحد وتماماً كما هو الحال مع “RS232″، والتفاضل المتوازن هو ما يجعل “RS422” مختلفاً عن “RS232″، وفي واجهات “RS232” يتم إرسال الإشارات على خطوط تشترك في الصفر المشترك.

ومع “RS422” يتكون كل خط إشارة من سلكين ويفضل أن يكون ملتوياً لتقليل الضوضاء، وفرق الجهد بين الخطين هو مؤشر على قيمة الإشارة وليس على مستوى الجهد، وإنّ النظر إلى فروق الجهد باستخدام “RS422” بدلاً من المستويات يزيل الكثير من الضوضاء الناتجة عن المصادر الخارجية ويسمح بمعدلات بيانات أعلى وأطوال الكابلات مقارنةً بـ “RS232”.

يساعد التواء الخطوط في تقليل الضوضاء، كما يتم عكس تيارات الضوضاء الناتجة عن مصدر خارجي في كل منعطف، وبدلاً من تضخيم بعضها البعض كما هو الحال في خط مستقيم تقلل تيارات الضوضاء المعكوسة من تأثير بعضها البعض.

طوبولوجيا الشبكة مع RS422:

توجد اختلافات بين “RS422″ و”RS232” أكثر من الحد الأقصى لسرعة البيانات وطول الكابل، وتم تعريف “RS232” على وجه التحديد كواجهة بين أجهزة الكمبيوتر، والطابعات والمحطات الطرفية مع أجهزة المودم حيث سيقوم المودم بترجمة إشارات الاتصال إلى بروتوكول قابل للاستخدام للاتصال لمسافات طويلة وحيث يمكن أن تعني المسافة الطويلة أيضاً جهازاً على الجانب الآخر من غرفة التحكم أو المبنى.

يسمح “RS422” بالاتصال المباشر للأجهزة الذكية دون الحاجة إلى أجهزة المودم، وعلاوةً على ذلك حيث تم تصميم برنامج تشغيل خط “RS232” لخدمة جهاز استقبال واحد فقط، يمكن لبرنامج تشغيل خط “RS422” خدمة ما يصل إلى عشرة أجهزة استقبال على التوازي، كما يسمح ذلك لوحدة تحكم مركزية واحدة بإرسال أوامر بالتوازي مع ما يصل إلى عشرة أجهزة تابعة.

كما لا تستطيع هذه الأجهزة التابعة إرسال المعلومات مرة أخرى عبر خط واجهة مشترك، ويسمح “RS422” بطوبولوجيا شبكة متعددة الإسقاط بدلاً من شبكة متعددة النقاط، حيث تُعتبر جميع العقد متساوية وكل عقدة لديها إمكانات إرسال واستقبال عبر نفس الخط، وإذا كنت بحاجة إلى إنشاء شبكة اتصالات متعددة النقاط بدلاً من الإسقاط المتعدد، فإنّ “RS485” هو الخيار الصحيح بحد أقصى “32 وحدة” إرسال متوازية و”32 وحدة” استقبال متوازية على قناة اتصال واحدة.

ميزات RS422:

نظراً لأنّ الواجهة رباعية الأسلاك “RS-422” تستخدم قنوات منفصلة للإرسال والاستقبال، فلا داعي للتحكم في اتجاه البيانات، ويمكن القيام في أي تبادل إشارة مهم بين الأجهزة في وضع البرنامج أي مصافحة “XON / XOFF” أو وضع الأجهزة أي زوج من الأزواج المنفصلة، كما تبلغ أقصى مسافة نقل لـ “RS-422 حوالي “4000 قدم” أي حوالي “1219 متراً” ومعدل نقل أقصى يبلغ “10 ميجابايت / ثانية”.

يرتبط طول الزوج الملتوي المتوازن بعلاقة عكسية مع معدل الإرسال ومن الممكن الوصول إلى أقصى مسافة نقل أقل من معدل “100 كيلو بايت / ثانية”، كما لا يمكن نقل أعلى معدل ممكن إلّا على مسافات قصيرة جداً، والحد الأقصى لمعدل الإرسال الذي يمكن الانتقال له على زوج ملتوي نموذجي هو “100 متر” هو “1 ميجابايت / ثانية” فقط.

يتطلب “RS-422” مقاومة إنهاء تتطلب مقاومة تساوي تقريبًا الممانعة المميزة لكابل النقل، وفي الإرسال لمسافات قصيرة ليست هناك حاجة لإنهاء المقاوم، أي بشكل عام لا حاجة لإنهاء المقاوم أقل من “300 متر”، كما يتم توصيل المقاوم الإنهاء بالطرف الأبعد لكابل الإرسال.