Trong thời đại công nghệ khoa học – kỹ thuật phát triển mạnh mẽ như hiện nay, con người luôn mong muốn ứng dụng tự động hóa trong mọi lĩnh vực, đặc biệt là sản xuất công nghiệp. Và các chuẩn giao tiếp là phương tiện kết nối chủ yếu để các thiết bị có thể liên kết với nhau, truyền dữ liệu, tín hiệu để vận hành cho đúng yêu cầu. Nhờ đó, con người có thể điều khiển máy móc, thiết bị từ xa hiệu quả hơn. Cùng Bình Dương AEC tìm hiểu nhiều thông tin về chuẩn giao tiếp qua bài viết dưới đây.
Chuẩn giao tiếp là gì?
EIA (Viết tắt của Electronic Industries Alliance)[1] là một Hiệp hội doanh nghiệp điện tử của Hoa Kỳ, thành lập từ năm 1924, chuyên phát triển, giới thiệu nhiều kỹ thuật tiên tiến dùng trong kỹ thuật công nghệ toàn thế giới, đồng thời là tổ chức chuyên trách việc quy ước về các tiêu chuẩn ứng dụng trong khoa học kỹ thuật, chẳng hạn như: chuẩn giao tiếp, chuẩn tín hiệu, tiêu chuẩn về thông tin truyền thông,… và toàn thế giới sẽ dựa vào đó để làm căn cứ tiêu chuẩn để ứng dụng phát triển khoa học kỹ thuật hiện đại.
Trong đó, chuẩn giao tiếp là một trong những tiêu chuẩn cũng được Hiệp hội công nghiệp điện tử (EIA) sáng lập và phê duyệt nhằm mục đích để cả thế giới dùng chung tiêu chuẩn để quy ước này, để làm căn cứ để mọi cơ sở xây dựng hệ thống truyền tín hiệu, dữ liệu, thông tin nội bộ cho mình mang tính bảo mật, an toàn cao.
Chuẩn giao tiếp nói chung muốn thực thi hiệu quả đều phải thông qua các cổng giao tiếp – Serial Port (hoạt động theo nguyên lý nối tiếp) để vận hành truyền tín hiệu, thông tin. Và trong hệ thống truyền dữ liệu cơ sở, tùy mục đích và quy mô, mà có thể lựa chọn một trong hai loại chuẩn giao tiếp phổ biến là đơn công (simplex) hoặc song công (duplex).
- Đơn công, có thể hiểu đơn giản là phương thức truyền thông 1 chiều, tức là thiết bị chỉ có thể truyền tín hiệu, thông tin, dữ liệu đi mà không thể tiếp nhận tín hiệu đáp về theo chiều ngược lại.
Đơn công thì có cấu tạo rất đơn giản, chỉ gồm 1 thiết bị thu hoặc phát tín hiệu, nhưng vì có tính đặc thù riêng biệt, nên thiết bị cho phép truyền/ phát đi được khối lượng thông tin rất lớn trong cùng một thời điểm, nên được ứng dụng nhiều trong phát tín hiệu thông báo, truyền thông cơ sở hay truyền thông báo đài rất hiệu quả.
- Song công là phương thức truyền thông 2 chiều, cho phép đồng thời vừa thu và phát tín hiệu, dữ liệu rất hiệu quả, nên được ứng dụng nhiều trong thông tin liên lạc, truyền nối thông tin, tín hiệu cục bộ, nội mạng,…
Các loại chuẩn giao tiếp phổ biến
Có 3 chuẩn giao tiếp được sử dụng phổ biến nhất trên toàn thế giới đã được EIA quy ước, đó là: RS232, RS422, RS485. Trong đó, RS232 và RS422 là phương thức giao tiếp truyền thông song công hoàn toàn, còn RS485 là phương thức giao tiếp bán song công.
Chuẩn giao tiếp RS232
RS232 là một chuẩn giao tiếp truyền thông được sử dụng rất phổ biến những năm của thế kỷ 19, nó hoạt động trên nguyên tắc là truyền dữ liệu nối tiếp giữa các host và phạm vi ngoại vi, cho phép đồng thời truyền đi và nhận về tín hiệu, dữ liệu.
Chuẩn giao tiếp RS232 có những đặc điểm là:
- Mức giới hạn của RS232 là +- 12V.
- Trở kháng tải hoạt động ở phạm vi từ 3000 – 7000 ôm.
- Tốc độ truyền nhận dữ liệu cực đại là 100kbps.
- Có khả năng chống nhiễu vô cùng tốt
- Có thể tiến hành lắp đặt, cài đặt ngay cả khi máy tính, thiết bị đang hoạt động
- Mọi mạch điện có thể nhận được điện áp cung cấp dễ dàng thông qua các cổng nối tiếp
- Dùng truyền thông không đối xứng để truyền tải tín hiệu điện áp chênh lệch, nên cần có sự tương tác giữa mức 0 và 1. Trong đó, cấp độ 1 điện áp từ -3 đến -12V; cấp 0 điện áp từ 3 đến 12V.
Đặc điểm dữ liệu được truyền tải thông qua chuẩn giao tiếp RS232 là:
- Dữ liệu là loại không đồng bộ
- Tốc độ Baud đường truyền (tốc độ bit) của cả bên phát và bên nhận tín hiệu là như nhau.
- Sử dụng Bit chẵn lẻ hoặc Parity bit để kiểm tra lỗi đường truyền.
Chuẩn giao tiếp RS422
Đây là một tiêu chuẩn giao tiếp truyền thông còn có tên gọi khác là TIA/DTE-422, được ứng dụng phổ biến nhất hiện nay, vì nó được ứng dụng rất nhiều trong tự động hóa động cơ sản xuất công nghiệp tự động, đa dạng lĩnh vực, ngành nghề.
Chuẩn giao tiếp RS422 hoạt động trên nguyên tắc chính là truyền dữ liệu nối tiếp giữa các host và phạm vi ngoại vi ngoại vi, qua phương thức song công, là đồng thời nhận và truyền tín hiệu đi theo 2 hướng riêng biệt.
Chuẩn giao tiếp RS422 có đặc điểm là:
- Là một phương tiện giao tiếp vật lý
- Tốc độ đường truyền cần đạt trị số từ 100KBS – 10MBS.
- Mức điện áp từ -6 đến +6V là ổn định
- Cần sử dụng cáp xoắn đôi để làm phương tiện truyền tải tín hiệu
- Có cấu trúc mạng là hệ thống liên kết giữa các cặp đôi điểm với nhau, hoặc liên kết đa điểm.
Đặc điểm dữ liệu được truyền theo chuẩn giao tiếp RS422 là:
- Khoảng cách truyền tín hiệu có thể đạt tối đa từ 1200m, tương đương 4000ft.
- Có thể truyền dữ liệu, tín hiệu với tốc độ cực cao, kể cả với các dữ liệu truyền thông dài, lên đến 500 feet
- Truyền tải theo cấu trúc đa điểm, có thể kết nối tối đa 32 thiết bị với hệ thống cổng giao tiếp và nhiều hơn nếu dùng thêm các bộ lặp.
- Có tốc độ đường truyền nhanh và ổn định
- Có khả năng chống nhiễu, chống ồn tốt, thậm chí dữ liệu truyền tải còn rõ nét hơn chuẩn giao tiếp RS232.
Chuẩn giao tiếp RS485
RS485 là phương thức truyền thông chuẩn giao tiếp được phát triển trên nền tảng chuẩngiao tiếp RS422, do đó thừa hưởng nhiều đặc tính vốn có của RS422, đồng thời có nhiều ưu điểm hơn chuẩn giao tiếp này, nhưng nó lại là phương thức giao tiếp bán song công.
Chuẩn giao tiếp RS485 có đặc điểm như sau:
- RS485 có trở kháng đạt trị số là 120 ôm.
- Chiều dài đường truyền RS485 có liên quan mật thiết đến độ dài tín hiệu, chẳng hạn như: 40 feet – 12m, tín hiệu 10 Mbits truyền đi trong 1 giây; 400 feet – 122m, 1Mbits truyền đi trong 1 giây; 4000 Feet – 1219m, thì tín hiệu truyền đi vô cùng nhanh, 100 Kbit có thể truyền đi trong 1 giây.
- RS485 vì được phát triển từ RS422, nên cũng có kiểu kết nối là đa điểm, có thể đồng thời truyền tín hiệu cho 32 cặp thu phát tín hiệu trong cùng một thời điểm.
- RS485 lại có thể chủ động ngăn chặn tín hiệu phản xạ, để không làm ảnh hưởng đến tín hiệu phát đi.
Đặc điểm dữ liệu được truyền theo chuẩn giao tiếp RS485 là:
- Mức tín hiệu của RS485 là ở mức cao, trong đó áp dây A lớn hơn trị số áp dây B là 200mV.
- Với tín hiệu ở mức thấp, thì áp dây A lại nhỏ hơn trị số áp dây B 200mV.
- Điện áp VAB nếu đang dao động trong khoảng từ -200 đến 200, thì tức là chúng đang ở trạng thái bất định.
- Điện áp ở dây tín hiệu cần đạt từ -7 đến 12V.
- Điện trở đầu cuối của dây truyền dữ liệu là từ 100 – 120 ôm, tức có giá trị bằng giá trị trở kháng. Nếu giá trị này sai khác, dễ xảy ra hiện tượng nhiễu sóng khiến đường truyền bị sai lệch.
- Vì RS485 có hệ thống dây truyền tín hiệu đôi A và B, nhưng không xuất hiện dây mass, nên có khả năng truyền dẫn tín hiệu, thông tin rất cân bằng, chống nhiễu tốt, có thể truyền tín hiệu ở khoảng cách xa và tốc độ rất lớn.
- Dây đường truyền tín hiệu là dạng dây cặp trạng thái xoắn.
Lời kết
Như vậy bài viết trên đã giới thiệu đến bạn đọc về chuẩn giao tiếp và các loại chuẩn giao tiếp phổ biến dùng trong truyền thông kỹ thuật nhà máy, cơ sở sản xuất hiện nay. Nếu bạn cần tìm hiểu rõ hơn, hay muốn giải đáp thắc mắc, tư vấn, hỗ trợ vấn đề gì, thì hãy liên hệ tới flexem.com.vn theo số HOTLINE 0931.101.388 – chúng tôi chuyên cung cấp các giải pháp tự động hóa trong mọi ngành nghề sản xuất công nghiệp bạn nhé!
