Norma física RS-485

La EIA definió un nuevo estándar: la RS-485. Introducida en 1983, es una versión mejorada de la RS-422.

Se considera como interface multipunto y permite la comunicación de hasta 32 equipos emisores-receptores

en un bus de datos común, por lo que dispone del tercer estado (habilitación) para que no existan colisiones en el canal de comunicación.

La norma RS-485 se basa en un sistema diferencial que permite eliminar los posibles ruidos que se

puedan incorporar en el canal de comunicación.

A efectos eléctricos, son compatibles totalmente con la norma RS-422. Los niveles lógicos referidos a los eléctricos son:

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Figura 1. Señales eléctricas por la interface RS-485.

 Las señales que utiliza esta norma son las siguientes: 

   Señal    Definición
A o D+ Señal de emisión/recepción no invertida transmitida al canal de comunicaciones
B o D- Señal de emisión/recepción invertida transmitida al canal de comunicaciones
FG Masa de protección

 

 Tabla 1. 

En la norma RS-485 se utiliza el tipo de transmisión diferencial Half-Duplex que se caracteriza por:

  • Utilizar dos hilos o cables, referenciado a masa.
  • El dato se obtiene de la diferencia de la señal eléctrica entre los dos hilos que componen el canal de comunicación.
  • El hecho de que el tipo de transmisión sea Half-Duplex indica que cada equipo puede enviar y recibir, pero no de forma simultánea.
  • Esta norma RS-485 permite velocidades de hasta 10 Mbps y distancias de hasta un máximo de 1.200 metros.
  • Esta norma física permite la configuración de una red con un máximo de 32 estaciones de trabajo.

La norma RS-485 incorpora un tercer estado que permite que un equipo se pueda colocar en estado de alta impedancia, y por tanto no lee nada, es como si se encontrara desconectado de la línea.

Normalmente la habilitación se encuentra en estado de recepción "0". Si se quiere  transmitir, bastará con poner un "1" en la entrada de habilitación correspondiente.

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Figura 2.Transmisión diferencial aplicada a la norma RS-485.

Existen bastantes aplicaciones dentro de las comunicaciones industriales en las que la norma RS-485 es la utilizada para transmisión de datos, como es el caso de PROFIBUS.

 

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Figura 3. Ejemplo de una red Profibus con diferentes componentes.

 

Las principales características son que la longitud máxima es de aproximadamente 1.200 metros a una velocidad de 90 kbps, y la velocidad máxima del enlace es de 10 Mbps. Como en cualquier sistema de comunicaciones, la velocidad y longitud del enlace están inversa mente relacionadas: si deseamos obtener la máxima velocidad,  el cable deberá ser de unos pocos metros y viceversa.

 

La norma establece que el número máximo de equipos será de 32, pero con receptores de alta impedancia se pueden alcanzar los 256 equipos. Los adaptadores RS- 485 utilizan una fuente de alimentación de 5 voltios para sus circuitos.

 

En la figura 4 se puede observar que cada equipo del enlace dispone de un adaptador con las líneas TD/RD y habilitación (T - /R) para controlar el modo de funcionamiento del equipo:  

  • Cuando esta entrada tiene un "O", el equipo se encuentra en modo recepción y  puede escuchar el tráfico en la red.
  • Cuando esta entrada de control se pone a "1", el equipo se pondrá en modo transmisión y es cuando éste está en disposición de poder enviar datos a la red.

En una configuración en red trabajando bajo la norma RS-485 cualquier equipo puede comunicarse con el resto, lo que representa una ventaja con respecto a la RS-422, aunque por otro lado complica el control de acceso a la red.

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Figura 4. Configuración multifilar de una red en la norma RS-485.

Al igual que sucedía en la norma RS-422, y como también sucede en la mayoría de redes, se deberán colocar resistencias terminadoras (Rt) en los extremos del canal de comunicaciones para mantener en todo momento la impedancia en la línea y que es del orden de los 120 ohmios .

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Figura 5. Configuración esquemática de una red en la norma RS-422.

Existen en el mercado diferentes circuitos electrónicos que integran la norma RS-422 que facilitan la construcción de éstos en equipos industriales, como por ejemplo los que se muestran en la figura 6.

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Figura 6. Circuitos que integran la norma RS-485.

A continuación se presenta una tabla, a modo de resumen, de las diferentes normas físicas desarrolladas en este capítulo.

 

Parámetros  RS-232C RS-422-A RS-485
Modo de trabajo Unipolar Diferencial Diferencial

Número de emisiones

y receptores  

1emisor

1 receptor 

1 emisor

32 receptores 

32 emisores

32 receptores  

Longitud máxima del cable

 15 metros

1.200 metros 

 1.200 metros

 Velocidad de transmisión máxima  20 kbps  Hasta 10 mbps  Hasta 10 mbps
Número de líneas

Hasta 25 (datos

y control)

Hasta 4 (datos y control

por software)

2 (datos y control

por software)

Tipo de cable

 Cable especifico (hilos

tantos como señales)

 Par trenzado

(2 pares)

 Par trenzado (1 par)
Topología que admiten  Punto a punto

Multipunto (punto a

punto desde principal

a secundarias)

Anillo

 Punto a punto

Multipunto

Anillo

Bus

Simultaneidad

en la transmisión

Simplex

Half Duplex

Full Duplex

 Full Duplex  Half Duplex

 Tensión de salida

del emisor

Sin cargar

Cargado

+/- 5 V

+/- 15 V

+/- 2 V

+/- 6 V

+/- 1,5 V

+/- 6 V

 

Tabla 2.

Fuente: Vicente Guerrero, Ramón L. Yuste, Luis Martínez, Comunicaciones industriales, Pág. 33-36.