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Le principali differenze tra le interfacce seriali RS-422 e RS-485

Le principali differenze tra le interfacce seriali RS-422 e RS-485

Le interfacce seriali RS-422 e RS-485 sono dei protocolli di comunicazione che vengono utilizzati soprattutto in ambito industriale. Dette anche EIA/TIA-422 e EIA/TIA-485, queste sono talmente simili tra loro che a volte possono essere confuse le une con le altre o anche essere considerate interscambiabili.

Altri protocolli di comunicazione in ambito industriale sono ad esempio il bus SCSI, dove vengono utilizzate decine e decine di fili per la trasmissione sincrona in parallelo e le reti locali di computer 10/100/1000baseTX, dove vengono utilizzate due/quattro coppie di cavi per coprire distanze fino ai 100 metri con velocità fino al GB/s e con migliaia di bit trasmessi.

Per comprendere al meglio le differenze tra queste due interfacce andiamo ad approfondirle dapprima singolarmente, in modo da capire più nel dettaglio le caratteristiche specifiche.

Il protocollo RS-422

Questa interfaccia è una evoluzione di uno dei primissimi protocolli ad essere stati introdotti, vale a dire l’RS-232. Questo protocollo è stato ideato in origine per trasmettere segnali ad una velocità di 10Mbit/s, vale a dire 10 milioni di bit al secondo, coprendo distanze fino a 1200 metri. Con alcuni ripetitori moderni, queste distanze possono essere anche ulteriormente allungate.

Ogni linea differenziale di questo standard è pilotata da un driver e i ricevitori possono essere vari, anche se è molto più comune ritrovare questo standard utilizzato nella comunicazione punto-punto, ovvero collegando un solo trasmettitore Tx ad un unico ricevitore Rx.

Essendo una interfaccia poco diffusa sulle apparecchiature di uso comune, ma anche in ambiti industriali, spesso sono necessari degli adattatori da RS-422 a RS-232. Nonostante questo, questa interfaccia presenta una serie di vantaggi. Primo tra tutti quello che abbiamo già accennato all’inizio, ovvero la possibilità di comunicare sulle lunghe distanze. Questo è dovuto al fatto che tale protocollo utilizza una certa differenza di voltaggio tra le linee e in questo modo non solo copre distanze maggiori ma è anche più veloce.

Il numero di device collegati tramite questo protocollo è solitamente 32, ma sempre grazie ad una serie di ripetitori introdotti più recentemente è possibile aumentarli. Ogni dispositivo ha un suo preciso “address”, in modo tale che quando si vuole mandare uno specifico comando a un dato device si utilizza proprio questo suo codice specifico, in modo da ottenere una risposta univoca. Tutti gli altri dispositivi in questo modo sentono il segnale, ma non rispondono. Inoltre RS-422 ha una buona resistenza al rumore, molto maggiore di quella di RS-232.

Il protocollo RS-485

Tale protocollo nasce per ampliare le funzioni dell’RS-422. Infatti è attualmente quello più diffuso in ambito industriale, avendo sostituito quasi completamente la suddetta interfaccia RS-422. La distanza che può essere coperta è ancora maggiore di quella garantita dalla RS-422, e anche il numero di device connessi è molto più alta. Si può, con opportuni ripetitori, arrivare a 255 dispositivi connessi gli uni agli altri.

Il protocollo RS485 viene utilizzato soprattutto in ambiti industriali dove è necessaria una velocità di comunicazione più alta e una connessione fra molti dispositivi. Una delle particolarità di questa interfaccia è che può avere più dispositivi master. Cosa vuol dire questo?

Innanzitutto bisogna comprendere il concetto di dispositivo master e dispositivo slave. Il master è il trasmettitore principale, che invia ai dispositivi slave ordini/comandi a cui questi devono poi rispondere. Solitamente un dispositivo slave non può cominciare una risposta autonomamente, risponde soltanto ad uno stimolo del master e non può inviare comandi ad altri dispositivi slave. Con il protocollo RS-485 è possibile avere più dispositivi master e non uno solo come nella RS-422, anche se è comunque necessario che sia attivo un solo trasmettitore alla volta, altrimenti si andrebbe a creare un conflitto di dati. Questi trasmettitori multipli possono essere molto utili in alcuni ambiti per sveltire le comunicazioni. I ricevitori possono essere invece attivi anche tutti contemporaneamente e di solito infatti è così.

Ogni trasmettitore ha verso il dispositivo a cui trasmette, un ingresso dati e un ingresso di abilitazione alla trasmissione. Grazie a quest’ultimo il trasmettitore può essere escluso dalla comunicazione quando non serve. Sempre per evitare conflitti sono necessari una serie di meccanismi in grado di impedire l’attivazione sincrona di più trasmettitori.

Il protocollo RS-485 permette due differenti tipi di comunicazione. Questa interfaccia può infatti essere a 2 o a 4 fili. Quando abbiamo due fili, la comunicazione è half-duplex. Questo vuol dire che la ricezione e l’invio dei dati devono avvenire in tempi diversi, non possono avvenire contemporaneamente. Quando invece abbiamo 4 fili si può attuare la comunicazione full-duplex, ovvero è possibile trasmettere e ricevere i dati contemporaneamente.

Differenze tra i due protocolli

A parte le già menzionate differenze tra RS-422 e RS-485 riguardo al numero di trasmettitori e di ricevitori, ce ne sono anche altre da cui dipendono i diversi impieghi e la diversa diffusione dei due protocolli. Possiamo partire col dire che il cablaggio dei piedini di RS-485 è più facile in quanto si ha a che fare di solito con soltanto due fili.

Programmare questo protocollo è però più complicato, dato che andando a trasmettere e ricevere sugli stessi fili bisogna impostare l’abilitazione o la disabilitazione del trasmettitore al momento giusto per non danneggiare la qualità delle comunicazioni. Se infatti il trasmettitore non viene disabilitato al tempo giusto, i dati andranno persi. RS-422, così come anche RS-232, avendo linee di trasmissione e di ricezione separate sono più facili da implementare.

C’è da dire che entrambe queste interfacce non vengono più ritrovate su dispositivi di uso comune, come ad esempio computer o dispositivi utilizzati giornalmente nelle nostre case. Sono infatti state quasi del tutto sostituite dalle porte USB. Trovano però ancora un larghissimo impiego in ambito industriale, in molte apparecchiature mediche e scientifiche, in sistemi di controllo e automatizzazione dei macchinari, insomma in tutti quei sistemi che hanno bisogno di alte velocità e innumerevoli connessioni di molteplici dispositivi.

In particolar modo, l’interfaccia che più viene utilizzata al giorno d’oggi è l’RS-485, che ha trovato largo impiego nel campo della videosorveglianza/sicurezza degli edifici, ossia nei sistemi di telecamere a circuito chiuso.

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