RS485 Hakkında Her Şey – RS485 Nasıl Çalışır ve RS485’i Endüstriyel Kontrol Sistemlerine Nasıl Uygularız?

Kısacası, RS485, seri iletişim sistemlerinde kullanılmak üzere seri hatların elektriksel özelliklerini tanımlayan bir standarttır. Temelde bir tür seri iletişimdir. Seri iletişimi bilmeyenler için karmaşık gelebilir, bu yüzden burada bir açıklama yapalım.

Bu makalede, aşağıdakileri inceleyeceğiz:

Seri İletişim Nedir?
RS485’e Giriş
RS485’in Gerçek Dünya Uygulamaları
RS485 Nasıl Çalışır?
RS485’in Avantajları
RS485 Araçları

Seri İletişim Nedir?

Seri iletişim, veri göndermenin bir yoludur. Bu, birçok modern bilgisayarımızda bulabileceğimiz Universal Serial Bus (USB) veya ethernet gibidir. Üretim tesisleri, cihazlarını birbirine bağlamak için seri iletişimi kullanır. Daha önce belirtildiği gibi, seri iletişime bir örnek RS485’tir.

Peki, şirketler neden cihazları arasında veri iletmek için sadece USB veya ethernet kullanmıyor? Seri iletişimle karşılaştırıldığında, USB ve ethernet önemli ölçüde daha karmaşık ve pahalıdır. Seri iletişim ayrıca veri paketlerinin çakışmalarını önlemek için belirleyici bir davranışa sahiptir, bu da onu birçok cihazın bulunduğu bir bağlantı sistemi için daha güvenilir hale getirir. Sonuç olarak, seri iletişim, yaygın USB ve ethernet’e kıyasla bu kullanım için daha uygun olarak düşünülebilir.

RS232, RS422 ve RS485 gibi farklı seri iletişim standartları vardır. En yaygın kullanılan iletişim standardı RS232’dir. Aralarındaki ana fark donanımdadır.

RS485 ile RS232 arasındaki farkları daha fazla öğrenmek için buraya göz atabilirsiniz.

RS485 Hakkında

Seri iletişimde birçok standart vardır ve RS485, TIA-485 (-A) veya EIA-485 olarak da bilinir, bunlardan sadece biridir. Bu standart, Telecommunications Industry Association ve Elektronik Sanayi İttifakı (TIA/EIA) tarafından ortak çabaların bir ürünüdür. Uzun mesafelerde ve elektriksel gürültülü ortamlarda etkili bir şekilde kullanılabilmesi ile bilinir. Bu nedenle ve uzun mesafelerde veri iletebilmesi nedeniyle, RS485 genellikle POS, endüstriyel ve telekom protokolü olarak kullanılır. RS485, bilimsel ve teknik uygulamalarda bilgisayarlar, PLC’ler, mikrodenetleyiciler ve akıllı sensörlerde de yaygındır.

RS485, birçok cihazın bir sistem için birbirine bağlanması gereken endüstriyel alanlarda daha fazla kullanılmaktadır. Ancak, Arduino ve Raspberry Pi meraklıları da, birden fazla çevre biriminin karta bağlanması gerektiğinde bazı projelerinde bunu kullanmaktadır.

RS485’in Gerçek Dünya Uygulamaları

RS485, birçok bilgisayar ve otomasyon sisteminde kullanılmaktadır. Bazı örnekler arasında robotik, baz istasyonları, motor sürücüleri, video gözetimi ve ev aletleri bulunmaktadır. Bilgisayar sistemlerinde, RS485, denetleyici ile bir disk sürücüsü arasındaki veri iletimi için kullanılır. Ticari uçak kabinleri de düşük hızlı veri iletişimi için RS485 kullanmaktadır. Bu, RS485’in kablolama yapılandırma gereksinimleri nedeniyle gereken minimum kablolama ile ilgilidir.

RS485, ancak en popüler olarak programlanabilir mantık denetleyicileri ve fabrika zeminlerinde elektriksel gürültünün bol olduğu yerlerde kullanılmaktadır. RS485, birçok standart ve özel otomasyon protokolü için fiziksel katman olarak kullanılır ve en yaygın olarak Modbus ile uygulanır.

Modbus, piyasadaki en popüler otomasyon protokolüdür. Modicon tarafından geliştirilen Modbus, farklı üreticilerden farklı cihazların ana sisteme entegre edilmesini sağlar. Çoğu Modbus uygulaması, daha uzun mesafeleri, daha yüksek hızları ve tek bir ağda birden fazla cihazı desteklediği için RS485 kullanmaktadır.

Ref: Open4Tech

Modbus cihazları, yalnızca bir cihazın (Master) işlem başlatabileceği bir Master-Slave tekniği kullanarak iletişim kurar. Diğer cihazlar (slave’lar), istenen veriyi master’a vererek veya sorguda istenen eylemi gerçekleştirerek yanıt verir. Bu sistem, üretim tesislerinin cihazlarını uzaktan kontrol etmesine ve otomasyon kurmasına olanak tanır.

RS485, aşağıda gösterilen sistem gibi ışıkları ve sistemleri kontrol etmek için performans mekanlarında da kullanılmaktadır.

Ref: Harman

RS485, basit kablolama yapılandırması ve uzun kablo uzunluğu nedeniyle uzaktaki cihazları birleştirmek için idealdir. Genellikle video gözetim sistemlerini kontrol etmek ve güvenlik kontrol panellerini erişim kontrol kart okuyucuları gibi cihazlara bağlamak için uygulanmaktadır.

RS485 Nasıl Çalışır?

Ref: lammertbies

RS485 standardında, veriler birbirine sarılmış iki tel aracılığıyla iletilir; bu da “Twisted Pair Cable” olarak adlandırılır. RS485’teki sarılmış çiftler, elektriksel gürültüye karşı bağışıklık sağlar ve RS485’i elektriksel gürültülü ortamlarda uygulanabilir hale getirir.

RS485, iki tel ile yarı-dupleks veri iletimine olanak tanır. Bu, verilerin her iki yönde cihazlara bir seferde bir yönde iletilebileceği anlamına gelir. Başka bir iki tel eklenmesiyle, yani 4 tel sistemi oluşturulmasıyla, verilerin her iki yönde cihazlar arasında aynı anda iletilmesine olanak tanır; bu da tam-dupleks olarak bilinir. Ancak, tam-dupleks bir kurulumda, yalnızca bir master ve slave iletişimi ile sınırlıdır; slave’lar birbirleriyle iletişim kuramaz.

2 Tel Yarı Dupleks Sistemi

Ref: Windmill

TX ve RX, sırasıyla iletim sinyali ve alım sinyali anlamına gelir. Ayrıca üçgenlerin yönüyle temsil edilir.

Bu kurulumda hem TX hem de RX tek bir tel çiftini paylaşır, bu nedenle veri her iki cihaz arasında aynı anda iletilemez ve yarı-dupleks veri iletimi ile sınırlıdır.

4 Tel Tam Dupleks Sistemi

Ref: Windmill

Benzer şekilde, TX ve RX, sırasıyla iletim sinyali ve alım sinyali anlamına gelir. Ayrıca üçgenlerin yönüyle temsil edilir.

Bu durumda, hem TX hem de RX kendi 2 tellerine sahiptir. Bu, verilerin cihazlar arasında aynı anda iletilip alınabileceği anlamına gelir.

Ref: Robotiq

Cihazlar, yukarıdaki resimde gösterildiği gibi bir bus yapılandırması aracılığıyla birbirine bağlanacaktır.

İşte RS485’in detaylı spesifikasyonları.

RS485
Gerilim Sistemi	Diferansiyel
Bir Hat Üzerindeki Toplam Sürücüler ve Alıcılar	32 Sürücü, 32 Alıcı (Bir Sürücü aynı anda aktif)
Hat Konfigürasyonu	Multidrop
Maksimum Çalışma Mesafesi	1,200M / 3000FT
Maksimum Veri İletim Hızı	10MBit/s
Duplex Modu	Yarım Duplex veya Tam Duplex
Maksimum Sürücü Çıkış Gerilimi	-7V ile +12V
Alıcı Giriş Direnci	12 kΩ
Alıcı Giriş Gerilim Aralığı	-7V ile +12V
Alıcı Hassasiyeti	±200mV

RS485’in Avantajları

RS485’in diğer seri iletişim yöntemlerine göre başlıca avantajları elektrik gürültüsüne tolerans, uzun kablo mesafeleri, bir bağlantıda birden fazla slave ve hızlı veri iletim hızıdır.

RS485, özellikle gürültülü endüstriyel ortamlardaki uygulamalar için diğer standartlara göre birçok avantaja sahiptir. RS485’in tasarımı, gürültüye ve uzun kablo mesafelerine toleranslı ve affedici olacak şekilde burulmuş çift kablo düzeniyle hedeflenmiştir. 1,200m/4000feet kadar kablo uzunluklarına izin verir.

Bir diğer önemli avantaj, bağlantıda birden fazla slave olabilmesidir. Sistemde 32 slave kadar bağlanabilir. Bu, birçok cihazın bulunduğu Denetim ve Veri Toplama (SCADA) sistemleri için harika bir özelliktir ve uygulaması oldukça düşük maliyetlidir.

Ref: Robotiq

Ayrıca, veri iletimi 10MBit/s hıza kadar gerçekleştirilebilir ki bu da çoğu standarttan daha hızlıdır.

Bu avantajlar, RS485’i popüler hale getirmiş ve çok sayıda uygulamada kullanılmasını sağlamıştır.

RS485 Araçları

Daha önce belirtildiği gibi, RS485, önemli avantajlar sunduğu için cihazları bağlamak için diğer yöntemler yerine kullanılmaktadır. Ancak, RS485’i projelerinizde kullanmak istiyorsanız ve cihazınızın sadece USB desteği varsa? Endişelenmeyin. USB portlarınızı RS485’e dönüştürmek için kullanılabilecek araçlar mevcuttur.

Seeed Studio RS485 Breakout Board for XIAO and QT Py

Seamless Compatibility with Seeed Studio XIAO: Seeed Studio XIAO geliştirme kartlarıyla sorunsuz çalışacak şekilde tasarlanmıştır.
Uzun Mesafe İletimi: 1200 metreye (yaklaşık 3973 feet) kadar iletişim mesafeleri için uygundur.
Geniş Gerilim Girişi Desteği: 5V ve 12V güç kaynağı ile uyumludur.
İki Terminalli Bağlantı: Hem sinyal kablosu hem de güç için iki 3-pin terminal.
Kompleks Tasarım: Breakout board, alan tasarrufu sağlayan kompakt bir form faktörüne (2 XIAO kartı boyutunda) sahiptir.

SenseCAP S2110 Grove to MODBUS RS485 Dönüştürücü

MODBUS RS485 endüstriyel sınıf sensörleri kolayca oluşturun: Açık kaynak kodu ve IP66 muhafazası ile mevcut 500’den fazla Grove sensörünü MODBUS RS485 endüstriyel sınıf sensörlerine kolayca dönüştürün.
SenseCAP Veri Kaydedici ve IoT Platformu ile Uyumlu: SenseCAP Veri Kaydedici ile bir SenseCAP LoRaWAN® sensörüne dönüştürün ve sadece 5 dakikada hızlı ve kolay kurulumun avantajlarından yararlanın.
Üçüncü Taraf Veri Kaydedicileri ve IoT Platformlarını Destekler: SenseCAP Veri Kaydedici dışında, geliştiriciler MODBUS RS485 protokolünü destekleyen diğer veri kaydedicilere ve üçüncü taraf IoT platformlarına bağlanabilir.
Hazır Endüstriyel Sınıf Dış Mekan Muhafazası: Işık ve gaz sensörleri için pencere ve su geçirmez havalandırma deliği bulunan IP66 su geçirmez dış mekan muhafazası, ayrıca özelleştirilmiş bir montaj paneli ile birlikte gelir.

USB TO RS232 / RS485 / TTL Endüstriyel İzole Dönüştürücü

Bu dönüştürücü, USB portunu sadece RS485 değil, aynı zamanda RS232 ve TTL ile de kullanıma dönüştürerek daha çok yönlü hale getirir.
Ayrıca gömülü devre koruma özellikleri, güç izolasyonu, ADI manyetik izolasyon ve TVS diyotu gibi özellikler içerir.
Alüminyum alaşımlı muhafazası ile uzun ömürlü olacak şekilde tasarlanmıştır.
Kesinlikle endüstriyel ekipman kullanımı için ideal bir seçimdir çünkü yüksek hız, güvenilirlik, güvenlik ve çok yönlülük sunar.

Endüstriyel USB’den RS485 Dönüştürücü

Adından da anlaşılacağı gibi, bu bir USB’den RS485 dönüştürücüdür ve endüstriyel sınıf özelliklere sahiptir.
Bir USB portunu RS485 ile kullanmak için dönüştürür.
Kullanım kolaylığı ile tanınan bu cihaz, ayrıca gömülü devre koruma özellikleri, yıldırımdan koruma, sıfırlanabilir sigorta, ESD koruması ve TVS diyotu gibi özellikler içerir.
Otomatik alım ve gönderim sağlar, bu da kullanım kolaylığı sunar.
Ayrıca, endüstriyel ekipman kullanımı için ideal bir seçimdir çünkü yüksek hız, güvenilirlik ve güvenlik sunar.

SenseCAP S2100 LoRaWAN Veri Kaydedici, RS485/Analog/GPIO Arayüzlerini Destekler, LoRaWAN Dönüştürücü

Sensörlerle Güçlü Uyum: 0~10V/4~20mA gibi çeşitli sensör türlerini destekleyen 100’den fazla endüstriyel sensörü destekleyebilir.
LoRaWAN Kablosuz İletimi: Ultra düşük güç tüketimi ve ultra geniş mesafe iletim aralığı. Maks. 10 yıl pil ömrü vardır ve kentsel alanlarda 2km, görüş hattı sahalarında ise 10km iletim aralığına ulaşabilir.
Endüstriyel Tasarım: -40℃ ~ 85℃ çalışma sıcaklığı ve IP66 derecesi, iç mekan, dış mekan ve yüksek UV maruziyeti, yoğun yağış, tozlu koşullar gibi zorlu ortamlara uygundur.
Kullanımı Kolay: Sensor, Bluetooth yapılandırması ile kutudan çıkar çıkmaz kullanılabilir ve kullanıcılar verileri telefon, bulut sunucuları ve farklı platformlarda sadece birkaç tıklama ile alabilir.
Güçlü APP Desteği: SenseCAP Mate APP, sensör şablonlarını ayarlamanıza ve veri kaydediciyi istediğiniz sensöre hızlıca dönüştürmenize olanak tanır. Şablonlar, çeşitli uygulamaları desteklemek için dışa aktarılabilir ve içe aktarılabilir.
Dünya Çapında LoRaWAN Ağları ile Uyumlu: Farklı türde LoRaWAN geçitleri ile kullanılabilir ve birden fazla LoRaWAN Ağ Sunucusu (Helium, TTN vb.) ile uyumludur.

SenseCAP S2100 veri kaydedici, birden fazla sensörden veri toplayabilir ve verileri LoRaWAN ağı üzerinden iletebilir. LoRa güç kaynağı olmayan sensörleri LoRa destekli sensörlere dönüştüren bir LoRaWAN dönüştürücüsüdür ve bu nedenle verileri LoRaWAN protokolü üzerinden iletir. Kullandığınız sensörleri değiştirme maliyetini üstlenmeden düşük güç tüketimi ve uzun iletim aralığı gibi avantajların tadını çıkarabilirsiniz.

Yıllar boyunca güvenilir veri toplama gerektiren dış mekan kullanım durumları için optimaldir. Kolay yapılandırma ve yazılım güncellemesi için Bluetooth 5.0 ile uyumludur ve geniş bir frekans aralığına (863MHz ~928MHz), farklı geçitlere ve LoRaWAN ağ sunucularına uyumludur.

SenseCAP Endüstriyel Sınıf 4G Veri Kaydedici MODBUS-RTU RS485 protokolü ile

Bu, Seeed’in SenseCAP ürün serisinden bir Endüstriyel Sınıf 4G Veri Kaydedicidir.
Endüstri standartlarına göre tasarlanmış 32’ye kadar RS-485 sensör bağlayabilir.
IP66 dereceli, su geçirmez ve toz geçirmezdir, bu da onu kapalı ve açık hava zorlu ortamlarında uzun süreli uzaktan çevresel izleme için ideal hale getirir.
Toplanan veriler, hücresel 2G/3G/4G üzerinden sunucunuza gönderilebilir!
DC yalnızca bir versiyonu ve entegre şarj edilebilir bataryaya sahip bir diğer versiyonu ile gelir.
Bu, Endüstriyel IoT ihtiyaçlarınız için tam bir veri kaydedicidir!

SenseCAP, akıllı tarım, akıllı şehirler ve diğer çevresel izleme senaryolarında uygulamalar için özel olarak geliştirilmiş kablosuz bir algılama platformudur. Donanım ürünleri (örneğin sensörler, veri kaydediciler ve geçitler), yazılım hizmetleri (SenseCAP portalı, mobil uygulama, açık gösterge paneli) ve sistem ve veri yönetimi için bir API’den oluşur. SenseCAP, LoRa, 2G, 4G, NB-IoT ve daha fazlası dahil olmak üzere çeşitli iletişim protokolleri ile uyumludur. Daha fazla bilgi edinin buradan!

Endüstriyel IP68 Modbus RS485 1’e 4 Yuva/Bölücü

Yukarıda bahsedilen SenseCAP Sensör Hub’ında yalnızca 4 RS485 sensör bağlamak için port bulunmaktadır, oysa 32 farklı RS485 sensörü destekleyebilir.

İşte burada RS485 1’e 4 Bölücü/Yuva devreye giriyor! SenseCAP Sensör Hub ile kullanılmak üzere tasarlanmış bu bölücü, bir MODBUS RS485 portunu 4’e “bölme” yeteneğine sahiptir. RS485 bölücü, Sensör Hub’a bağlanan bir erkek arayüze ve sensörlere bağlanan dört dişi arayüze sahiptir.

Açık havada zorlu ortamlarda sıkça kullanılan bir konektör olduğundan, IP68 dereceli su geçirmez ve toz geçirmez olacak şekilde tasarlanmıştır. Bu, tüm toz parçacıkları ile temasın korunması ve yüksek basınçlı su jetlerine karşı dayanıklı olduğu anlamına gelir! Ayrıca ultraviyole ve yağmur koruma özelliklerine de sahiptir, bu da onu uzun süreli dış mekan kullanımı için uygun hale getirir.

Endüstriyel EC & TDS Sensörü B MODBUS-RTU RS485

İşte bir SenseCAP RS485 sensör örneği! Bu, sıvılardaki Elektriksel İletkenlik (EC) ve Toplam Çözünmüş Katı Maddeler (TDS) verilerini toplayabilen bir sensördür.
Daha hassas bir okuma sağlamak için sıcaklık değişikliklerini telafi eden sıcaklık telafisi ile gelir.
Endüstri standartlarına göre tasarlanmış, bağlantınızın dış etkenlerden etkilenmemesini sağlamak için su geçirmez havacılık konektörü ile gelir.
Yukarıdaki veri kaydediciye bağlanmak üzere RS485 ile entegre olarak tasarlanmıştır, burada veriler kablosuz olarak buluta iletilecektir.
Birçok SenseCAP endüstriyel sınıf sensör bulunmaktadır ve bu sadece birçok sensörden biridir! Daha fazla bilgi edinin buradan!

Seeed’in IIoT’si hakkında daha fazla bilgi edinin

Seeed’de, Nesnelerin İnterneti’nin (IoT) daha akıllı bir toplum yaratacak yeni bir dijital ve fiziksel altyapı sınıfı olacağına inanıyoruz. Bu karmaşık sistemin temel taşı, güvenilir bir fiziksel algılama ağıdır!

En iyi sınıf IIoT çözümleri, premium ürünler ve hizmetlerle inşa edilmiş olan Seeed, akıllı tarım, akıllı hava durumu istasyonları, akıllı şehirler ve diğer çevresel izleme senaryolarına hizmet etmeyi amaçlamaktadır.

IIoT ürün yelpazemiz geniştir, farklı senaryolar ve gereksinimler için farklı sensörler ve hub’lar sunmaktadır. Farklı IIoT ürün çözümlerimiz hakkında daha fazla bilgi edinin buradan!

Hangisini seçmeliyim?

Temel farkları, birinin yalnızca RS485 desteğine sahip olması, diğerinin ise RS232 ve TTL desteği sunmasıdır. Eğer sadece RS485 kullanacağınızdan eminseniz, o zaman ilkinden hayal kırıklığına uğramayacaksınız. Ancak, denemek istiyorsanız, ikincisi size daha fazla esneklik sağlayacaktır.

Özet

RS485, yüksek hızlar, uzun mesafeleri destekleme ve birden fazla cihazı (köleleri) destekleme için seri iletişim için yapılmıştır. Elektriksel gürültülü bir ortamda engelleniyorsanız, RS485 optimal seçim olacaktır.