시리얼통신 RS485통신 회로 설계

RS485 통신회로는 다양한 산업 현장에서 PCB 개발을 위해 사용됩니다.

물론 전자회로단에서 펌웨어나 회로설계를 하지 않는 경우는 크게 중요하지 않을 수 있으나 기본적으로 알아 두는 것이 좋습니다.

원리는 통신을 위해 PCB에서 제어 마이크로프로세서가 있고 거기에서 나오는 RX, TX 송수신 신호의 TTL 레벨의 신호를 활용하여 통신을 할 수 있습니다.

하지만 일반적으로 TTL레벨의 통신으로 외부 장비들과 인터페이스를 하는 것은 아니고 중간에 변환 칩이 있어 전기적인 인터페이스를 실현시켜 줍니다.

대부분 RS232에는 MAXIM 사의 MAX232 칩이 유명합니다. 그 외에대 많은 제조사에서 통신용 변환 칩을 개발하여 판매하고 있습니다. 대표적으로 FAIR CHILD, Texas Instrument, Maxim 등이 있습니다.

더 많은 개발에 관련된 상세한 내용은 제조사의 홈페이지에서 IC에 대한 스펙을 반드시 확인합니다.

1. RS485 통신 설계 개요

- RS485 통신 회로는 아래 그림과 같이 회로를 설계한다.

- 마이컴은 ATMEGA128을 사용하였고 RS485 칩은 TI사의 THVD1419를 사용하였다.

- 결선은 RX, TX, PORTD.0으로 연결하여 DE, RE단자를 컨트롤한다. (마이크로 프로세서의 GPIO 포트로 적용, 반드시 PORTD.0을 해야하는 것은 아니며 GPIO를 지원하는 포트 아무곳에나 적용 가능)

- DE 단자는 RS485 칩을 송신용 또는 수신용으로 설정하는 데 사용한다.(통신을 송신하는 경우는 마이컴에서 HIGH를 출력, 만약 수신으로 제어하는 경우는 LOW로 출력)

- RS485는 기본적으로 반이중 통신을 하므로 송신과 수신을 동시에 할 수 없다.

RS485회로 설계 후에 PC와 통신을 위해서 변환 컨버터를 사용했는데 일반적으로 PC에 시리얼 포트가 존재하지 않기 때문에 적용하였습니다. 변환 컨버터에 대한 정보는 아래 링크를 참조합니다.

- PCB상의 노이즈 제거를 위해 5V 전원에 0.1uF을 기본적으로 달아준다.

- 종단 저항은 120옴을 처음(1번 하드웨어 모듈)과 끝(RS485 컨버터) 모듈에만 달아 준다.

- 종단 저항을 달지 않아도 짧은 거리에서는 통신이 되는 것처럼 보일 수 있으나 선로 거리가 멀어지면 통신이 제대로 되지 않음.

- 마이컴에서 PORTD.0을 이용하여 HI, LOW 신호를 주어 송수신 제어를 한다.

- RS485는 기본적으로 2선 방식을 사용한다. (DATA_A, DATA_B)

- 만약 노이즈가 심한 환경에서는 변환 컨버터 칩을 절연형 타입으로 선정한다. (PCB와 외부 장치 간 회로를 분리 함으로써 서로 전기적인 데미지를 주지 않게 설계)

절연형 칩은 내부에 포토커플러를 회로를 적용하여 회로를 분리하는 기술을 적용하였습니다. 만약 통신회로가 외부 환경에 노출되어 낙뢰에 대한 우려가 있다면 반드시 서지 프로텍터를 회로에 달아 주어야 보호가 됩니다.

아래 더 많은 RS485 통신에 대한 정보를 원하시면 아래 링크를 클릭해 주세요.