الفرق بين معيار الاتصالات RS-232 وRS-485

كان لمعايير الاتصال التسلسلي تأثيرات كبيرة على الصناعة، ولا يزال كلا من “RS-232″ و”RS-485” يستخدم على نطاق واسع إلى حد ما، وعلى الرغم من أنّه تم تقديمهما منذ أكثر من نصف قرن، وإنّهما ليسا متصلين متسلسلين مختلفين تماماً في الصناعة، ولا يختلف تطبيقها كثيراً.

ما هو معيار الاتصال التسلسلي RS232؟

معيار “RS-232”: هي إحدى واجهات الاتصال التسلسلي السائدة، وتتوافق الواجهة مع معيار الواجهة لاتصالات البيانات التسلسلية التي وضعها تحالف الصناعات الإلكترونية “EIA”، الرقم الأصلي هو “EIA-RS-232″، كما يستخدم على نطاق واسع للاتصالات الطرفية للواجهة التسلسلية للكمبيوتر، وتوصيل الكابلات والعمليات الميكانيكية والكهربائية والإشارة والتحويل.

معدل نقل البيانات المحدد بواسطة معيار “RS-232-C” هو “50 باود في الثانية” و”75 باود في الثانية” و”100 باود في الثانية” و”150 باود في الثانية”، و”300 باود في الثانية” و”600 باود في الثانية” و”1200 باود في الثانية” و”2400 باود في الثانية” و”4800 باود في الثانية” و”9600 باود في الثانية” و”19200 باود في الثانية”.

• “EIA” هي اختصار لـ “Electronic Industries Association”.

1- ميزات RS232:

• مستوى إشارة الواجهة عالي ممّا يعمل على تعطيل شريحة دائرة الواجهة، والجهد لأي خط إشارة على واجهة “RS232” في ارتباط منطقية سالبة، وهذا المنطق “1” هو أي من “-3 فولت” – “15 فولت” والمنطق الأخر هو “0” أي “+3 فولت” – “+ 15 فولت” وهامش الضوضاء هو “2 فولت”.

• معدل الإرسال قليل، حيث في الإرسال غير المتزامن “asynchronous” يكون معدل البت “20 كيلو بت في الثانية”، لذلك في لوحة تطوير “51CPLD” يمكن أن يكون معدل البث بالباود للبرامج المتكاملة فقط “19200”، وهذا هو السبب أيضاً.

• يستخدم السطح البيني خط إشارة وخط عودة إشارة لتكوين نموذج إرسال أرضي مشترك وهذا الإرسال الأرضي المشترك عرضة لتداخل النمط الشائع، وبالتالي فإنّ مناعة الضوضاء ضعيفة.

• مسافة الإرسال مقيدة، وأقصى مسافة للإرسال هي “50 قدماً، ويمكن استعماله فقط على ارتفاع حوالي “15 متراً”.

ملاحظة:“CPLD” هي اختصار لـ “Complex programmable logic devices”.

2- عيوب RS232:

يحتوي أي جهاز كمبيوتر تم شراؤه على منفذ “RS232” واحد وأحياناً أكثر، وفي بعض الأحيان يُشار إليها ببساطة باسم “SERIAL PORTS”، ولكن قد يتسبب ذلك في حدوث ارتباك نظراً لوجود واجهات تسلسلية أخرى متاحة، ويستخدم “RS232” على نطاق واسع لأنهّ متوفر بسهولة، ومع ذلك لديها بعض العيوب ومنها:

• مسافة محدودة، وأطوال الكابلات محدودة بـ “50 قدماً” أو أقل.

• عرضة للضوضاء، أي أنّ “RS232” أحادية الطرف، ممّا يعني أنّ خطوط الإرسال والاستقبال يشار إليها بأرضية مشتركة.

• ليس متعدد الإسقاط، ويمكنك فقط توصيل جهاز بروتوكول “RS232” واحد لكل منفذ، وهناك بعض الأجهزة المصممة لتكرار أمر ما إلى وحدة ثانية من نفس مجموعة المنتجات، وهذا يعني أنّه إذا كان هناك “3 أمتار” للاتصال بجهاز حاسوب، فسيشترط وجود “3 منافذ” أو على الأقل “RS232” متعدد الإرسال.

ما هو معيار الاتصال التسلسلي RS485؟

يستعمل الناقل التسلسلي “RS-485” على نطاق كبير عندما تكون مسافة الاتصال عدة عشرات من الأمتار إلى عدة كيلومترات، كما يُستخدم “RS-485” الإرسال المتوازن “balanced” والاستقبال التفاضلي لذلك لديه القدرة على رفض تداخل الوضع المشترك.

وبالإضافة إلى الحساسية العالية لجهاز الإرسال والاستقبال يمكنه اكتشاف الفولتية المنخفضة مثل “200 ملي فولت”، وبالتالي يمكن استعادة الإشارة المرسلة إلى ما بعد الكيلومتر، ويستخدم “RS-485” وضع تشغيل أحادي الاتجاه، ويمكن إرسال نقطة واحدة فقط في أي وقت، لذلك يجب التحكم في دائرة الإرسال من خلال إشارة التمكين.

ميزات معيار RS485:

• يُعد “RS-485” مناسباً جداً للتوصيل البيني كثير النقاط ويمكنه تقديم العديد من خطوط الإشارة ويمكن إيصال تطبيقات “RS-485” بالشبكة؛ لتشكيل نظام موزع يسمح بتوصيل ما يصل إلى “32 محركاً” و”32 مستقبلاً” بالتوازي، واستجابة لأوجه القصور في “RS-232-C”:

• الخصائص الكهربائية لـ “RS-485″، حيث يتم تمثيل المنطق “1” بفرق الجهد بين الخطين “+ 2 فولت ~ + 6 فولت”، ويتم تمثيل المنطق “0” بفرق الجهد بين الخطين “-6 فولت ~ -2 فولت” ومستوى إشارة الواجهة أقل من “RS-232-C”، وليس من السهل إتلاف شريحة دائرة الواجهة.

• أعلى معدل لنقل البيانات هو “10 ميجابت في الثانية”.

• تعتمد الواجهة “RS-485” خليطاً من المحرك المتوازن والمستقبل التفاضلي، والذي يمتلك القدرة على التداخل القوية ضد الوضع المشترك، أي أداء جيد ضد الضوضاء.

• أقصى مسافة إرسال لواجهة “RS-485” هي “4000 قدم”، وهي في الواقع تكون حوالي “3000 متر”.

• يسمح السطح البيني “RS-232-C” بتوصيل جهاز إرسال أو استلام واحد بالناقل، أي قدرة المحطة الواحدة، بينما تتيح واجهة “RS-485” فقط بنقل حوالي “128 جهاز إرسال واستلام” على الناقل، أي إمكانية متعددة المحطات بحيث يمكن للمستعمل تصميم شبكة الجهاز بسهولة باستعمال واجهة “RS-485” واحدة.

الاختلاف بين RS232 مقابل RS485:

“RS232″ و”RS485” هما نموذجان لكابلات البيانات، ولتبادل البيانات بين العقد على الشبكة فإنّ الأدوات الأكثر استعمالاً هي برامج تشغيل الخطوط وأجهزة الاستلام، ومن الصعب تصميم شبكة بنقل سلس للبيانات في حالة وجود ضوضاء واختلافات في مستوى الأرض وعدم تطابق الممانعة ومخاطر أخرى، حيث هناك منظمات مثل جمعية الصناعة الإلكترونية “EIA” ورابطة صناعات الاتصالات “TIA” التي تضمن معايير إنتاج الكابلات والأدوات الأخرى المستعملة في تصميم الشبكة.

ويشمل ذلك التوافق بين الأجهزة التي توفرها جهات تصنيع متنوعة ويسمح بنقل البيانات بشكل أفضل وسلس عبر مسارات طويلة وأيضاً لتحسين معدلات البيانات، ويتم تصنيف نقل البيانات على نطاق واسع على أنّه فردي وتفاضلي، كما تم إطلاق “RS232” الذي كان مخصصاً للنهاية المفردة، وعلى الرغم من قيودها فقد بقي قيد الاستخدام حتى اليوم، ويسمح “RS232” بنقل البيانات بسرعات بطيئة نسبياً تصل إلى “20 ألف بت / ثانية” ومسافات قصيرة حتى “50 قدماً”.

عندما يجب أن يتم نقل البيانات عبر مسافات طويلة وكذلك بمعدل أسرع، فإنّ الطرق أحادية النهاية تثبت أنّها غير فعالة، ويحدث هذا عندما يبدأ النقل التفاضلي للبيانات في الصورة لأنّه يتيح أداءً فائقاً، كما تلغي هذه الإشارات الآثار السيئة لتحولات الأرض وإشارات الضوضاء المستحثة على الشبكة.

تم تصنيع “RS422” لتحقيق هذه المتطلبات، ولكن مع مرور الوقت تبين أنّه لا يمكن استخدام “RS422” لبناء شبكة حقيقية متعددة النقاط، وأدخل “RS485” الذي يلبي جميع متطلبات شبكة متعددة النقاط حقاً ويحدد “RS485” ما يصل إلى “32 مرسل” و”32 جهاز استقبال” في ناقل واحد، وإنّ برامج تشغيل “RS485” يمتلك القدرة أيضاً على التعامل مع مشكلة تصادم البيانات وظروف أعطال الناقل.

• “TIA” هي اختصار لـ “Telecommunications Industry Association“.

بروتوكول RS485:

“RS485” مشابه جداً لـ “RS422″، لدرجة أنّه غالباً ما يسبب الارتباك، وكلاهما متعدد القطرات ويمكن لكليهما التواصل عبر مسافات طويلة جداً، كما يُعد “RS485” عموماً نظاماً ثنائي الأسلاك على الرغم من أنّ بعض الشركات المصنعة قد تحدد “4 أسلاك RS485″، وهو أقل شيوعاً بكثير ويشبه إلى حد بعيد بروتوكول “RS422″، ومن المهم أن تحدد الشخص الذي يتم توظيفه عند التفكير في أداة، كما يُعتبر توصيل الأسلاك “RS485” أسهل نظراً لأنّه يتم التعامل فقط مع سلكين بدلاً من 4.