Pour raccorder une tablette durcie ou un PC portable durci à des instruments de mesure ou à des variateurs, la fiche technique de l'appareil n'indique souvent qu'un port série RS-232. L'installation de l'autre côté exige pourtant du RS-485 ou du RS-422. Ces trois noms désignent des normes électriques, ni des connecteurs ni des protocoles. Cet article compare RS-485 et RS-422, donne la portée, le câblage et la terminaison, et montre quels appareils de la gamme RobustBook possèdent une telle interface d'après leurs fiches techniques. Il y en a quatre, tous de RuggON. Tout autre appareil demande un adaptateur. Les valeurs de norme proviennent de notes d'application de Texas Instruments, les valeurs des appareils des fiches techniques.
RS-485 et RS-422 s'appellent officiellement TIA/EIA-485 et TIA/EIA-422. Les deux normes ne décrivent que les caractéristiques électriques des émetteurs et des récepteurs. Le signal circule sous forme de différence de tension sur deux lignes, et non par rapport à une masse commune. Les connecteurs et le brochage ne sont pas réglés, pas plus qu'un protocole. Comme exemple de protocole situé au-dessus, Texas Instruments cite la norme chinoise DL/T645 pour les compteurs d'énergie, qui prescrit le RS-485 comme couche physique.
La différence tient au nombre de participants. Selon RS-422, un appareil émet vers dix récepteurs au plus. RS-485 autorise plusieurs émetteurs sur la même paire, mais un seul à la fois, et jusqu'à 32 charges unitaires sur le bus. Une charge unitaire correspond à une charge d'environ 12 kΩ. Les circuits économes n'en prennent qu'un huitième, si bien que jusqu'à 256 participants peuvent être raccordés. Les circuits RS-485 fonctionnent aussi dans des réseaux RS-422, l'inverse n'est pas vrai.
Le fait que la différence compte a un intérêt pratique. Sur une paire torsadée, les perturbations extérieures se couplent de façon égale sur les deux lignes. Le récepteur forme la différence et supprime cette part. Les deux normes exigent que le récepteur bascule de façon fiable à partir de ±200 mV de tension différentielle. Pour la plage de mode commun, RS-485 est plus généreux : elle va de -7 V à +12 V, contre ±7 V pour RS-422.
Le tableau met les trois normes face à face avec les valeurs des notes de Texas Instruments. RS-232 n'apparaît que comme colonne de comparaison. Le raccordement et la recherche de pannes en RS-232 sont traités dans l'article RS-232 en pratique : raccordement, brochage, recherche de pannes.
| Caractéristique | RS-422 | RS-485 | RS-232 (comparaison) |
|---|---|---|---|
| Transmission du signal | différence de tension sur deux lignes | différence de tension sur deux lignes | tension par rapport à une masse de signal commune |
| Participants | 1 émetteur, jusqu'à 10 récepteurs | jusqu'à 32 charges unitaires, un émetteur à la fois | 2 appareils (DTE et DCE) |
| Seuil du récepteur | ±200 mV | ±200 mV | ±3 V |
| Débit maximal | 10 Mbit/s | 10 Mbit/s à 40 pieds (environ 12 m) | 20 kbit/s |
| Longueur de câble | non limitée par la norme ; usuellement jusqu'à 1 km environ pour 100 kbit/s au plus | 4000 pieds (environ 1200 m) à 100 kbit/s | capacité de charge jusqu'à 2500 pF, soit environ 15 à 20 m |
| Résistance de terminaison | une fois, en bout de ligne près du dernier récepteur | aux deux extrémités de la ligne | hors du champ de cette comparaison |
Les valeurs maximales ne s'appliquent pas en même temps. Plus le câble est long, plus le débit doit être bas. Comme règle empirique prudente, Texas Instruments indique que la longueur de ligne en mètres multipliée par le débit en bit/s doit rester inférieure à 10 millions. Pour 500 m, cela donnerait 20 kbit/s. La note précise elle-même que les câbles modernes font mieux. Pour la planification, cela signifie : calculez avec la règle empirique, puis mesurez.
RS-485 fonctionne le plus souvent sur une seule paire. L'émission et la réception se succèdent alors. Après l'émission, l'appareil doit passer en réception pour qu'un autre participant puisse répondre. Si deux émetteurs s'activent en même temps, il y a collision sur la ligne, et les données du bus sont inutilisables pendant ce temps. Les deux normes exigent donc une limitation du courant des émetteurs afin que rien ne soit détruit.
Pour émettre et recevoir simultanément, RS-485 demande deux paires, soit quatre fils. Une paire transporte les données dans un sens, la seconde dans l'autre. Dans un réseau RS-422, un appareil émet sur sa paire, les récepteurs sont branchés sur cette paire, et le sens inverse demande une seconde paire.
Selon Texas Instruments, les câbles RS-485 industriels sont des paires torsadées non blindées d'une impédance caractéristique de 120 Ω et de 22 à 24 AWG. Deux résistances de terminaison de 120 Ω chacune leur conviennent, une à chaque extrémité de la ligne principale. Les dérivations vers les participants doivent rester aussi courtes que possible. En RS-422, la résistance n'est placée qu'une fois, en bout de ligne près du dernier récepteur.
Deux autres points provoquent des défauts sur le terrain. D'abord le niveau de repos : quand aucun participant n'émet, le bus présente une tension différentielle proche de zéro, et le bruit peut faire produire de faux caractères à un récepteur. Des résistances qui tirent le bus vers un niveau défini au repos aident, tout comme des circuits dotés d'une protection de niveau de repos intégrée. Ces résistances chargent le bus de jusqu'à 20 charges unitaires et réduisent le nombre de participants possibles. Ensuite la masse : de fortes différences de potentiel peuvent exister entre des appareils éloignés. Texas Instruments déconseille de relier simplement les masses par un fil, car des courants de compensation se couplent alors comme perturbation sur les lignes de données, et présente comme solution des interfaces à isolation galvanique, qui bloquent le passage du courant entre les masses.
Une recherche dans toutes les fiches techniques de la gamme trouve quatre appareils qui mentionnent RS-485 ou RS-422. Les quatre sont des tablettes RuggON et indiquent l'interface dans la ligne « Interfaces » du tableau des données clés. Dans les fiches des autres appareils, on trouve soit RS-232, soit aucune interface série, mais ni RS-485 ni RS-422. Le tableau reprend les lignes de données clés des fiches, qui reposent sur les fiches techniques du fabricant RuggON.
| Appareil | Écran, protection | RS-485 et RS-422 selon la fiche | Température de fonctionnement | Poids | Système |
|---|---|---|---|---|---|
| RuggON Viking II 07A | 7 pouces, IP65 | RS-422 × 1, RS-485 × 1 | -30 °C à +60 °C | 1,25 kg | Android 14 |
| RuggON Vortex 07X | 7 pouces, IP65 | RS-232 (RX/TX)/422/485 × 1, RS-232 (RX/TX)/RS-485 × 2 | Atom x7211E : -30 °C à 60 °C ; Core i5-1335UE : -30 °C à 55 °C | 1,67 kg | Windows 11 IoT Enterprise |
| RuggON Vulcan 10A | 10,4 pouces, IP66 | RS-232 (TX/RX)/422/485 × 1, RS-485 × 2 | -30 °C à 60 °C | 3,2 kg | Android 14 |
| RuggON Vulcan 10X | 10,4 pouces, IP66 | RS-232 (TX/RX)/422/485 × 1, RS-485 × 2 | -30 °C à +55 °C | 3,2 kg | Windows 10 / 11 IoT Enterprise |
Le Viking II 07A est le seul appareil à avoir des ports séparés pour RS-422 et RS-485, un de chaque. Il a en plus deux ports RS-232 et pèse 1,25 kg. Sur le Vortex 07X, la fiche indique un port comme RS-232 (RX/TX)/422/485 et deux autres comme RS-232 (RX/TX)/RS-485. D'après la présentation du fabricant, le premier se trouve sur le groupe de connecteurs IO-B (Generic), les deux autres sur IO-C (M12). Le Vortex a donc trois ports avec RS-485, mais un seul avec RS-422. Les Vulcan 10A et 10X en ont également trois : un combiné et deux ports RS-485 purs. Les deux ont en outre un port RS-232 avec alimentation et deux autres ports RS-232.
La notation « RS-232 (TX/RX)/422/485 » est celle du fabricant. La façon de choisir le mode de fonctionnement d'un tel port n'est pas indiquée dans les fiches. Elles ne disent rien non plus de l'isolation galvanique ni de la résistance de terminaison, et elles ne donnent pas de débit en bauds maximal. Si votre installation exige l'une de ces propriétés, clarifiez-la avec nous et avec le fabricant avant la commande.
Les quatre appareils ont aussi un port CAN, en option sur le Vulcan 10X. Le fonctionnement conjoint de CAN et de SAE J1939 est expliqué dans l'article Bus CAN et J1939 sur un terminal embarqué. Sur les terminaux embarqués en général, lisez Terminal embarqué et terminal pour chariot élévateur.
Pour les PC portables et tablettes Durabook, les appareils Fieldbook et le Getac X500, les fiches indiquent RS-232 mais rien d'autre. Une prise RS-232 ne se branche pas simplement sur un bus RS-485 : l'une des normes travaille avec des tensions par rapport à la masse et un seuil de ±3 V, l'autre avec une différence et un seuil de ±200 mV. Un convertisseur est nécessaire entre les deux. Les appareils qui ont un port RS-232 sont présentés sur la page Ordinateur portable avec interface série.
La voie habituelle passe par un adaptateur USB. Le Moxa UPort 1130, qui propose RS-422 et RS-485, est un exemple des données d'un tel appareil. Dans sa fiche technique, Moxa indique des débits de 50 bit/s à 921,6 kbit/s, les signaux Data+, Data- et GND pour le RS-485 à deux fils, et les paires Tx et Rx pour le mode à quatre fils. Seule la variante UPort 1130I possède une isolation galvanique de 2 kV. L'adaptateur n'est pas un produit RobustBook et n'est qu'un exemple des indications à rechercher.
Un adaptateur restreint le domaine d'utilisation de l'appareil. D'après Moxa, l'UPort 1130 fonctionne de 0 à 55 °C, alors que les tablettes RuggON du tableau fonctionnent dès -30 °C. Moxa cite des pilotes pour Windows, macOS, Linux et WinCE. Vérifiez avant l'achat qu'un pilote existe pour le système d'exploitation de votre tablette, surtout sous Android.
Le choix dépend de l'installation à l'autre bout, pas de l'appareil. Trois cas couvrent la plupart des installations :
La norme elle-même ne dit rien de l'adresse, du débit, de la parité ou de la structure des télégrammes. C'est le protocole situé au-dessus qui les fixe, et ils figurent dans le manuel de l'installation à l'autre bout. Vérifiez d'abord là si elle attend deux ou quatre fils et si elle apporte sa propre résistance de terminaison. Pour les machines en production, lisez aussi Commande de machine et maintenance en production et la page sectorielle Industrie.
Non. Les deux travaillent avec des différences de tension, mais RS-422 autorise un émetteur avec dix récepteurs au plus, RS-485 plusieurs émetteurs sur le même bus. Les circuits RS-485 s'emploient dans des réseaux RS-422, les circuits RS-422 ne sont pas fiables dans des réseaux RS-485 à plusieurs émetteurs.
Texas Instruments indique 4000 pieds, soit environ 1200 m, à 100 kbit/s et 10 Mbit/s à 40 pieds. Entre les deux, le débit atteignable diminue avec la longueur. La limite réelle dépend du câble, de la terminaison et des perturbations sur place.
Non. Les niveaux de signal et le principe diffèrent, comme le montre le tableau ci-dessus. Il vous faut un convertisseur, soit depuis l'USB, soit depuis le RS-232 vers le RS-485.
D'après les fiches, ce sont le RuggON Viking II 07A, le Vortex 07X, le Vulcan 10A et le Vulcan 10X. Aucune autre fiche de la gamme ne mentionne RS-485 ou RS-422.
Si l'installation exige du RS-485 ou du RS-422 et que la tablette durcie se trouve dans le véhicule ou sur la machine, les quatre appareils RuggON entrent en ligne de compte. Le Viking II 07A est le plus petit avec 7 pouces et 1,25 kg et possède un port pour RS-422 et un pour RS-485. Pour raccorder plusieurs lignes RS-485, le Vortex 07X (7 pouces, Windows) ou les Vulcan 10A et 10X (10,4 pouces, respectivement Android et Windows) conviennent mieux : tous les trois ont trois ports avec RS-485.
Ne sont pas couverts ceux qui ont besoin d'un PC portable Durabook ou Getac. Il ne reste là qu'un adaptateur, avec les limites de température et de pilotes citées plus haut. Reste aussi ouvert ce que les fiches ne disent pas : isolation galvanique, résistance de terminaison, débit en bauds. Clarifiez ces points avant de commander.
Indiquez-nous l'installation à l'autre bout, le nombre de fils et le protocole, et l'équipe RobustBook vous aidera à choisir l'appareil adapté.