پہلے RS485 انٹرفیس کا تصور کیا ہے؟
مختصراً، یہ برقی خصوصیات کے لیے ایک معیار ہے، جس کی تعریف ٹیلی کمیونیکیشن انڈسٹری ایسوسی ایشن اور الیکٹرانک انڈسٹریز الائنس نے کی ہے۔ اس معیار کا استعمال کرتے ہوئے ڈیجیٹل کمیونیکیشن نیٹ ورک مؤثر طریقے سے طویل فاصلے پر اور زیادہ الیکٹرانک شور والے ماحول میں سگنل منتقل کر سکتا ہے۔ RS-485 کم لاگت والے مقامی نیٹ ورکس اور ملٹی برانچ کمیونیکیشن لنکس کو ترتیب دینا ممکن بناتا ہے۔
RS485 میں دو قسم کی وائرنگ ہیں: دو وائر سسٹم اور چار وائر سسٹم۔ چار تاروں کا نظام صرف پوائنٹ ٹو پوائنٹ کمیونیکیشن حاصل کر سکتا ہے اور اب شاذ و نادر ہی استعمال ہوتا ہے۔ فی الحال، دو تار نظام وائرنگ کا طریقہ زیادہ تر استعمال کیا جاتا ہے.
کمزور موجودہ انجینئرنگ میں، RS485 کمیونیکیشن عام طور پر ماسٹر-غلام مواصلات کا طریقہ اختیار کرتی ہے، یعنی ایک میزبان ایک سے زیادہ غلاموں کے ساتھ۔
اگر آپ کو RS485 کی گہری سمجھ ہے، تو آپ کو معلوم ہوگا کہ واقعی اس کے اندر بہت زیادہ علم ہے۔ لہٰذا، ہم کچھ ایسے مسائل کا انتخاب کریں گے جنہیں ہم عام طور پر کمزور بجلی میں ہر کسی کے سیکھنے اور سمجھنے کے لیے غور کرتے ہیں۔
RS-485 الیکٹریکل ریگولیشنز
RS-422 سے RS-485 کی ترقی کی وجہ سے، RS-485 کے بہت سے برقی ضابطے RS-422 سے ملتے جلتے ہیں۔ اگر متوازن ٹرانسمیشن کو اپنایا جائے تو، ٹرمینیشن ریزسٹرس کو ٹرانسمیشن لائن سے منسلک کرنے کی ضرورت ہے۔ RS-485 دو تار اور چار تار کے طریقے اپنا سکتا ہے، اور دو تاروں کا نظام صحیح کثیر نکاتی دو طرفہ مواصلات حاصل کر سکتا ہے، جیسا کہ شکل 6 میں دکھایا گیا ہے۔
RS-422 کی طرح چار وائر کنکشن استعمال کرتے وقت، یہ صرف پوائنٹ ٹو پوائنٹ کمیونیکیشن حاصل کر سکتا ہے، یعنی صرف ایک ماسٹر ڈیوائس ہو سکتی ہے اور باقی غلام ڈیوائسز ہیں۔ تاہم، اس میں RS-422 کے مقابلے میں بہتری ہے، اور یہ چار تار یا دو تار کنکشن کے طریقے سے قطع نظر بس میں مزید 32 آلات کو جوڑ سکتا ہے۔
RS-485 کامن موڈ وولٹیج آؤٹ پٹ -7V اور+12V کے درمیان ہے، اور RS-485 ریسیور کی کم از کم ان پٹ رکاوٹ 12k؛ ہے، RS-485 ڈرائیور کو RS-422 نیٹ ورکس میں لاگو کیا جا سکتا ہے۔ RS-485، RS-422 کی طرح، زیادہ سے زیادہ ٹرانسمیشن فاصلہ تقریباً 1219 میٹر اور زیادہ سے زیادہ ٹرانسمیشن کی شرح 10Mb/s ہے۔ متوازن بٹی ہوئی جوڑی کی لمبائی ٹرانسمیشن کی شرح کے الٹا متناسب ہے، اور مخصوص زیادہ سے زیادہ کیبل کی لمبائی صرف اس وقت استعمال کی جا سکتی ہے جب رفتار 100kb/s سے کم ہو۔ ٹرانسمیشن کی بلند ترین شرح صرف بہت کم فاصلے پر حاصل کی جا سکتی ہے۔ عام طور پر، 100 میٹر طویل بٹی ہوئی جوڑی کی زیادہ سے زیادہ ترسیل کی شرح صرف 1Mb/s ہے۔ RS-485 کو ٹرانسمیشن کیبل کی خصوصیت کی رکاوٹ کے برابر مزاحمتی قدر کے ساتھ دو ختم ہونے والے ریزسٹرس کی ضرورت ہوتی ہے۔ مستطیل فاصلے پر ترسیل کرتے وقت، ختم ہونے والے ریزسٹر کی ضرورت نہیں ہوتی، جو عام طور پر 300 میٹر سے نیچے کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔ ٹرمینیٹنگ ریزسٹر ٹرانسمیشن بس کے دونوں سروں پر جڑا ہوا ہے۔
RS-422 اور RS-485 کے نیٹ ورک کی تنصیب کے لیے اہم نکات
RS-422 10 نوڈس کو سپورٹ کر سکتا ہے، جبکہ RS-485 32 نوڈس کو سپورٹ کرتا ہے، اس لیے ایک سے زیادہ نوڈس ایک نیٹ ورک بناتے ہیں۔ نیٹ ورک ٹوپولوجی عام طور پر ٹرمینل مماثل بس ڈھانچہ اپناتی ہے اور رنگ یا اسٹار نیٹ ورکس کو سپورٹ نہیں کرتی ہے۔ نیٹ ورک بناتے وقت، درج ذیل نکات پر دھیان دینا چاہیے:
1. بٹی ہوئی جوڑی کیبل کو بس کے طور پر استعمال کریں اور ہر نوڈ کو سیریز میں جوڑیں۔ بس سے ہر نوڈ تک جانے والی لائن کی لمبائی ہر ممکن حد تک مختصر ہونی چاہیے تاکہ بس سگنل پر آؤٹ گوئنگ لائن میں منعکس سگنل کے اثرات کو کم سے کم کیا جا سکے۔
2. بس خصوصیت کی رکاوٹ کے تسلسل پر دھیان دیا جائے گا، اور سگنل کی عکاسی رکاوٹ کی بندش کی درجہ بندی میں ہوگی۔ درج ذیل حالات آسانی سے اس تعطل کا باعث بن سکتے ہیں: بس کے مختلف حصے مختلف کیبلز استعمال کرتے ہیں، یا بس کے ایک مخصوص حصے پر بہت زیادہ ٹرانسیور ایک ساتھ نصب ہوتے ہیں، یا بہت لمبی برانچ لائنیں بس کی طرف لے جاتی ہیں۔
مختصر میں، ایک واحد، مسلسل سگنل چینل بس کے طور پر فراہم کیا جانا چاہئے.
RS485 انٹرفیس استعمال کرتے وقت ٹرانسمیشن کیبل کی لمبائی پر کیسے غور کیا جائے؟
جواب: RS485 انٹرفیس استعمال کرتے وقت، جنریٹر سے مخصوص ٹرانسمیشن لائن پر لوڈ تک ڈیٹا سگنل کی منتقلی کے لیے کیبل کی زیادہ سے زیادہ لمبائی ڈیٹا سگنل کی شرح کا ایک فنکشن ہے، جو بنیادی طور پر سگنل کی تحریف اور شور سے محدود ہے۔ درج ذیل تصویر میں دکھائے گئے زیادہ سے زیادہ کیبل کی لمبائی اور سگنل کی شرح کے درمیان تعلق کا منحنی خط 24AWG کاپر کور ٹوئسٹڈ پیئر ٹیلی فون کیبل (0.51mm کے تار قطر کے ساتھ) کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کیا جاتا ہے، جس میں ایک لائن ٹو لائن بائی پاس کیپیسیٹینس 52.5PF/M ہے، اور 100 اوہم کی ٹرمینل لوڈ مزاحمت۔
جب ڈیٹا سگنل کی شرح 90Kbit/S سے کم ہو جاتی ہے، 6dBV کے زیادہ سے زیادہ قابل اجازت سگنل نقصان کو فرض کرتے ہوئے، کیبل کی لمبائی 1200M تک محدود ہو جاتی ہے۔ حقیقت میں، اعداد و شمار میں وکر بہت قدامت پسند ہے، اور عملی استعمال میں، اس سے بڑی کیبل کی لمبائی حاصل کرنا ممکن ہے.
مختلف تار قطر کے ساتھ کیبلز کا استعمال کرتے وقت. حاصل کردہ زیادہ سے زیادہ کیبل کی لمبائی مختلف ہے۔ مثال کے طور پر، جب ڈیٹا سگنل کی شرح 600Kbit/S ہے اور 24AWG کیبل استعمال کی جاتی ہے، تو یہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے کہ کیبل کی زیادہ سے زیادہ لمبائی 200m ہے۔ اگر 19AWG کیبل (0.91mm کے تار قطر کے ساتھ) استعمال کی جاتی ہے، تو کیبل کی لمبائی 200m سے زیادہ ہو سکتی ہے۔ اگر 28AWG کیبل (0.32mm کے تار قطر کے ساتھ) استعمال کی جاتی ہے، تو کیبل کی لمبائی صرف 200m سے کم ہو سکتی ہے۔
RS-485 کا ملٹی پوائنٹ کمیونیکیشن کیسے حاصل کیا جائے؟
جواب: RS-485 بس پر کسی بھی وقت صرف ایک ٹرانسمیٹر بھیج سکتا ہے۔ ہاف ڈوپلیکس موڈ، صرف ایک ماسٹر غلام کے ساتھ۔ مکمل ڈوپلیکس موڈ، ماسٹر اسٹیشن ہمیشہ بھیج سکتا ہے، اور غلام اسٹیشن صرف ایک بھیج سکتا ہے۔ (اور ڈی ای کے زیر کنٹرول)
کن حالات میں RS-485 انٹرفیس کمیونیکیشن کے لیے ٹرمینل میچنگ کو استعمال کرنے کی ضرورت ہے؟ مزاحمتی قدر کا تعین کیسے کریں؟ ٹرمینل میچنگ ریزسٹرس کو کیسے ترتیب دیں؟
جواب: لمبی دوری کے سگنل ٹرانسمیشن میں، عام طور پر سگنل کی عکاسی اور بازگشت سے بچنے کے لیے وصول کرنے والے سرے پر ٹرمینل میچنگ ریزسٹر کو جوڑنا ضروری ہوتا ہے۔ ٹرمینل مماثل مزاحمت کی قیمت کیبل کی رکاوٹ کی خصوصیات پر منحصر ہے اور کیبل کی لمبائی سے آزاد ہے۔
RS-485 عام طور پر بٹی ہوئی جوڑی (شیلڈڈ یا غیر شیلڈ) کنکشن کا استعمال کرتا ہے، جس کی ٹرمینل مزاحمت عام طور پر 100 اور 140 Ω کے درمیان ہوتی ہے، جس کی عام قیمت 120 Ω ہوتی ہے۔ اصل ترتیب میں، ایک ٹرمینل ریزسٹر کیبل کے دو ٹرمینل نوڈس میں سے ہر ایک سے منسلک ہوتا ہے، قریب ترین اور سب سے دور، جب کہ درمیان میں موجود نوڈ کو ٹرمینل ریزسٹر سے نہیں جوڑا جا سکتا، بصورت دیگر کمیونیکیشن کی خرابیاں پیش آئیں گی۔
مواصلات بند ہونے پر RS-485 انٹرفیس میں وصول کنندہ سے ڈیٹا آؤٹ پٹ کیوں ہوتا ہے؟
جواب: چونکہ RS-485 کے لیے ضروری ہے کہ تمام ٹرانسمیشن ان ایبل کنٹرول سگنلز کو بند کر دیا جائے اور ڈیٹا بھیجنے کے بعد ریسیپشن کو درست کیا جائے، اس لیے بس ڈرائیور ایک اعلی مزاحمتی حالت میں داخل ہوتا ہے اور وصول کنندہ اس بات کی نگرانی کر سکتا ہے کہ آیا بس میں مواصلاتی ڈیٹا موجود ہے۔
اس وقت، بس ایک غیر فعال ڈرائیو حالت میں ہے (اگر بس میں ٹرمینل مماثل مزاحمت ہے، لائنوں A اور B کی تفریق کی سطح 0 ہے، وصول کنندہ کا آؤٹ پٹ غیر یقینی ہے، اور یہ ڈفرنشل سگنل کی تبدیلی کے لیے حساس ہے۔ لائن AB؛ اگر کوئی ٹرمینل مماثلت نہیں ہے، تو بس ایک اعلی رکاوٹ کی حالت میں ہے، اور وصول کنندہ کا آؤٹ پٹ غیر یقینی ہے)، لہذا یہ بیرونی شور کی مداخلت کا خطرہ ہے۔ جب شور وولٹیج ان پٹ سگنل کی حد (عام قدر ± 200mV) سے زیادہ ہو جاتا ہے، وصول کنندہ ڈیٹا آؤٹ پٹ کرے گا، جس سے متعلقہ UART غلط ڈیٹا وصول کرے گا، جس کے نتیجے میں عام مواصلاتی خرابیاں پیدا ہوں گی۔ ایک اور صورت حال اس وقت پیدا ہو سکتی ہے جب ٹرانسمیشن ایبل کنٹرول آن/آف ہو، جس کی وجہ سے وصول کنندہ سگنل آؤٹ پٹ کرتا ہے، جو UART کو غلط طریقے سے وصول کرنے کا سبب بھی بن سکتا ہے۔ حل:
1) کمیونیکیشن بس پر، ایک ہی فیز ان پٹ اینڈ پر اوپر (A لائن) کو کھینچنے اور مخالف فیز ان پٹ اینڈ پر نیچے (B لائن) کو کھینچنے کا طریقہ بس کو کلمپ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اس بات کو یقینی بنانے کے لیے کہ ریسیور آؤٹ پٹ ایک پر ہے۔ مقررہ "1" سطح؛ 2) انٹرفیس سرکٹ کو MAX308x سیریز کے انٹرفیس پروڈکٹس کے ساتھ بلٹ ان فالٹ پریوینشن موڈ کے ساتھ تبدیل کریں۔ 3) سافٹ ویئر کے ذریعے ختم کرنے کا مطلب ہے، یعنی کمیونیکیشن ڈیٹا پیکٹ کے اندر 2-5 ابتدائی مطابقت پذیری بائٹس شامل کرنا، مطابقت پذیری ہیڈر کے پورا ہونے کے بعد ہی حقیقی ڈیٹا کمیونیکیشن شروع ہو سکتی ہے۔
کمیونیکیشن کیبلز میں RS-485 کا سگنل کشینا
دوسرا عنصر جو سگنل ٹرانسمیشن کو متاثر کرتا ہے وہ ہے کیبل ٹرانسمیشن کے دوران سگنل کا تناؤ۔ ایک ٹرانسمیشن کیبل کو ایک مساوی سرکٹ کے طور پر دیکھا جا سکتا ہے جو تقسیم شدہ اہلیت، تقسیم شدہ انڈکٹنس، اور مزاحمت کے امتزاج پر مشتمل ہے۔
ایک کیبل کی تقسیم شدہ گنجائش C بنیادی طور پر بٹی ہوئی جوڑی کی دو متوازی تاروں سے تیار ہوتی ہے۔ تار کی مزاحمت کا یہاں سگنل پر بہت کم اثر پڑتا ہے اور اسے نظر انداز کیا جا سکتا ہے۔
RS-485 بس کی ٹرانسمیشن پرفارمنس پر تقسیم شدہ گنجائش کا اثر
ایک کیبل کی تقسیم شدہ گنجائش بنیادی طور پر بٹی ہوئی جوڑی کے دو متوازی تاروں سے پیدا ہوتی ہے۔ اس کے علاوہ، تار اور زمین کے درمیان ایک تقسیم شدہ گنجائش بھی ہے، جسے اگرچہ بہت چھوٹا ہے، تجزیہ میں نظر انداز نہیں کیا جا سکتا۔ بس ٹرانسمیشن کی کارکردگی پر تقسیم شدہ گنجائش کا اثر بنیادی طور پر بس پر بنیادی سگنلز کی ترسیل کی وجہ سے ہے، جس کا اظہار صرف "1" اور "0" طریقوں سے کیا جا سکتا ہے۔ ایک خاص بائٹ میں، جیسے 0x01، سگنل "0" تقسیم شدہ کپیسیٹر کے لیے کافی چارجنگ وقت کی اجازت دیتا ہے۔ تاہم، جب سگنل "1" آتا ہے، تقسیم شدہ کیپسیٹر میں چارج کی وجہ سے، خارج ہونے کا کوئی وقت نہیں ہے، اور (Vin+) - (Vin -) - اب بھی 200mV سے زیادہ ہے۔ اس کے نتیجے میں وصول کنندہ غلطی سے اسے "0" مانتا ہے، بالآخر CRC کی توثیق کی غلطیوں اور پورے ڈیٹا فریم ٹرانسمیشن کی خرابی کا باعث بنتا ہے۔
بس پر ڈسٹری بیوشن کے اثر و رسوخ کی وجہ سے، ڈیٹا ٹرانسمیشن کی خرابیاں ہوتی ہیں، جس کے نتیجے میں نیٹ ورک کی مجموعی کارکردگی میں کمی واقع ہوتی ہے۔ اس مسئلے کو حل کرنے کے دو طریقے ہیں:
(1) ڈیٹا ٹرانسمیشن کے Baud کو کم کریں؛
(2) ٹرانسمیشن لائنوں کے معیار کو بہتر بنانے کے لیے چھوٹے تقسیم شدہ کیپسیٹرز والی کیبلز کا استعمال کریں۔
سیکورٹی کی مہارت کے بارے میں مزید جاننے کے لیے CF FIBERLINK کو فالو کریں!!!
بیان: ہر ایک کے ساتھ اعلیٰ معیار کے مواد کا اشتراک ضروری ہے۔ کچھ مضامین انٹرنیٹ سے حاصل کیے گئے ہیں۔ اگر کوئی خلاف ورزی ہوتی ہے تو براہ کرم ہمیں بتائیں اور ہم انہیں جلد از جلد سنبھال لیں گے۔
پوسٹ ٹائم: جولائی 06-2023