Dispositivi RS232 e RS485 integrati

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Esistono numerosi circuiti integrati per la gestione delle linee RS422 ed RS485. Spesso il pin-out di dispositivi simili, anche se di produttori diversi, è compatibile e ciò permette l'aggiornamento di schede con nuove caratteristiche.

Il dispositivo tipico per la realizzazione di una rete RS422 o RS485 è costituito da un integrato contenete un trasmettitore ed un ricevitore, in genere in un contenitore ad 8 pin. L'alimentazione è singola, normalmente 5 V anche se non mancano dispositivi alimentati a 3 V. Alcuni integrati sono adatti per gestire sia reti RS422 che RS485 ma la maggior parte sono specializzati per una specifica tipologia. A tal fine è necessario segnalare che un driver per reti RS485 deve essere necessariamente dotato di ingresso di abilitazione mentre in un dispositivo RS422 è necessario che trasmettitore e ricevitore abbiano pin separati per ciascuna direzione di trasmissione. Oltre ovviamente all'aderenza agli standard, molte sono le caratteristiche aggiuntive che potrebbe essere utile considerare nella scelta:

Limitazione dello slew-rate (cioè della velocità di commutazione) al fine di ridurre le emissioni elettromagnetiche ed eccessive riflessioni su linee non terminate, ovviamente a spese di una minore velocità operativa. Alcuni dispositivi hanno lo slew-rate programmabile in base alle specifiche esigenze operative
Integrazione di dispositivi per la protezione ESD
Integrazione di dispositivi fail-safe in grado di garantire livelli noti verso l'host anche nel caso di cortocircuito o circuito aperto
Minore carico sulla linea, utile per aumentare il numero di nodi oltre i 32 previsti dalla norma originaria. Praticamente tutti i produttori dispongono di driver con carico pari ad 1/4 del valore normale, permettendo l'estensione della rete fino a 128 nodi senza ripetitori intermedi
Protezione contro i surriscaldamenti sempre possibili date le correnti non trascurabili in gioco
Circuiti con pre-enfasi, utile per estendere la velocità operativa o le distanze raggiungibili
Dispositivi a basso consumo, utili per gli apparecchi alimentati a batteria. A volte sono disponibili anche pin di spegnimento per ridurre ulteriormente i consumi in caso di non utilizzo

A puro titolo esemplificativo cito il 7517x (Motorala ed altri), il MAX485 (Maxim), il DS3695 (National Semiconductor), ADM485 (Analog Device).

Sono disponibili anche circuiti che integrano numerosi trasmettitori e/o ricevitori. In questo caso occorre tenere conto che il riscaldamento dell'integrato è significativo.

Passando ad un maggiore livello di integrazione cito due dispositivi della Maxim molto interessanti:

Il MAX3140 integra in un solo integrato un driver, un receiver ed una UART con caratteristiche particolarmente orientate alla realizzazione di reti industriali di microcontrollori

Il MAX1480 integra in un solo dispositivo dalle dimensioni di un comune circuito integrato DIP28 un driver ed un receiver RS485, un regolatore a commutazione, un trasformatore e gli optoisolatori necessari a costituire un'interfaccia isolata completamente utilizzando la sola alimentazione di +5 V dell'host.

Risorse in Rete

Sulla Rete sono presenti diversi siti che riportano informazioni relative sulle interfacce RS422 ed RS485. Tutto il materiale è evidentemente in lingua inglese.

Per una trattazione indirizzata alle tecnologie elettroniche sul sito http://www.national.com sono disponibili numerose note applicative: a titolo esemplificativo mi sento di segnalare le già citate AN-806, 807 ed 808 sulle linee di trasmissione, la AN-979 sulle regole pratiche per le reti RS485, la AN-916 sulla selezione dei cavi, la AN-903 sulle tecniche di terminazione delle linee. E' inoltre presente un motore di ricerca interno al sito. Ovviamente sono disponibili anche i fogli tecnici di molti componenti elettronici specifici.

Sul sito commerciale http://www.bb-elec.com è disponibile un'esauriente nota applicativa sulle interfacce RS422 ed RS485 di 40 pagine. Sono disponibili anche numerosi prodotti orientati al mercato industriale.

Il sito http://www.rs485.com, anch'esso orientato al settore commerciale, mette a disposizione idee utili anche per lo sviluppo di propri dispositivi

Per quanto riguarda i componenti elettronici non posso non citare http://www.maxim-ic.com che produce una gamma piuttosto ampia di trasmettitori e invia gratuitamente campioni dei propri componenti

Infine sul sito https://www.vincenzov.net è presente un tutorial che descrive il protocollo tipicamente usato nelle trasmissione RS-232, spesso adottato anche nelle reti RS-422 ed Rs485.