Wie een robuuste tablet of een robuuste laptop wil aansluiten op meetapparatuur of aandrijfregelaars, vindt in de datasheet van het apparaat vaak alleen een seriële poort volgens RS-232. De installatie aan de andere kant vraagt echter RS-485 of RS-422. De drie namen staan voor elektrische normen, niet voor stekkers of protocollen. Dit artikel vergelijkt RS-485 en RS-422, noemt bereik, bekabeling en afsluiting en laat zien welke apparaten in het RobustBook-assortiment volgens hun datasheet zo'n interface hebben. Het zijn er vier, allemaal van RuggON. Elk ander apparaat heeft een adapter nodig. De normwaarden komen uit applicatienotities van Texas Instruments, de apparaatwaarden uit de datasheets.
RS-485 en RS-422 heten officieel TIA/EIA-485 en TIA/EIA-422. Beide normen beschrijven alleen de elektrische eigenschappen van zenders en ontvangers. Het signaal loopt als spanningsverschil over twee lijnen, niet tegen een gemeenschappelijke massa. Stekkers en pinbezetting liggen niet vast, een protocol evenmin. Als voorbeeld van een protocol daarboven noemt Texas Instruments de Chinese norm DL/T645 voor energiemeters, die RS-485 als fysieke laag voorschrijft.
Het verschil zit in het aantal deelnemers. Volgens RS-422 zendt één apparaat naar maximaal tien ontvangers. RS-485 staat meerdere zenders op hetzelfde paar toe, maar steeds één tegelijk, en tot 32 unit loads op de bus. Eén unit load komt overeen met een belasting van ongeveer 12 kΩ. Zuinige chips nemen slechts een achtste daarvan, zodat tot 256 deelnemers kunnen worden aangesloten. RS-485-chips werken ook in RS-422-netwerken, andersom niet.
Dat het verschil telt, heeft een praktisch voordeel. Op een getwist paar koppelt externe storing even sterk in op beide lijnen. De ontvanger neemt het verschil en onderdrukt dat deel. Beide normen eisen dat de ontvanger vanaf ±200 mV verschilspanning betrouwbaar schakelt. In het common-mode-bereik is RS-485 ruimer: het loopt van -7 V tot +12 V, bij RS-422 is het ±7 V.
De tabel zet de drie normen naast elkaar met de waarden uit de rapporten van Texas Instruments. RS-232 staat er alleen als vergelijkingskolom. Aansluiting en foutopsporing bij RS-232 staan in het artikel RS-232 in de praktijk: aansluiting, pinbezetting, foutopsporing.
| Kenmerk | RS-422 | RS-485 | RS-232 (vergelijking) |
|---|---|---|---|
| Signaaloverdracht | spanningsverschil op twee lijnen | spanningsverschil op twee lijnen | spanning tegen gemeenschappelijke signaalmassa |
| Deelnemers | 1 zender, tot 10 ontvangers | tot 32 unit loads, één zender tegelijk | 2 apparaten (DTE en DCE) |
| Drempel van de ontvanger | ±200 mV | ±200 mV | ±3 V |
| Hoogste datasnelheid | 10 Mbit/s | 10 Mbit/s bij 40 voet (ongeveer 12 m) | 20 kbit/s |
| Kabellengte | niet door de norm begrensd; gebruikelijk tot ongeveer 1 km bij hooguit circa 100 kbit/s | 4000 voet (ongeveer 1200 m) bij 100 kbit/s | belastingcapaciteit tot 2500 pF, dat is ongeveer 15 tot 20 m |
| Afsluitweerstand | eenmaal, aan het einde van de lijn bij de laatste ontvanger | aan beide uiteinden van de lijn | buiten het bestek van deze vergelijking |
De maximale waarden gelden niet tegelijk. Hoe langer de kabel, hoe lager de datasnelheid moet zijn. Als voorzichtige vuistregel noemt Texas Instruments dat de lijnlengte in meters maal de datasnelheid in bit/s onder de 10 miljoen moet blijven. Bij 500 m zou dat 20 kbit/s zijn. Het rapport merkt zelf op dat moderne kabels meer aankunnen. Voor de planning betekent dat: reken met de vuistregel en meet daarna na.
RS-485 loopt meestal over één enkel paar. Zenden en ontvangen gebeuren dan na elkaar. Na het zenden moet het apparaat overschakelen op ontvangen, zodat een andere deelnemer kan antwoorden. Schakelen twee zenders tegelijk in, dan ontstaat een lijnbotsing en zijn de gegevens op de bus in die tijd onbruikbaar. Beide normen eisen daarom een stroombegrenzing van de zenders, zodat niets kapotgaat.
Voor gelijktijdig zenden en ontvangen heeft RS-485 twee paren nodig, dus vier draden. Eén paar draagt de gegevens in de ene richting, het tweede in de andere. In een RS-422-netwerk zendt een apparaat op zijn paar, hangen de ontvangers aan dat paar en heeft de tegenrichting een tweede paar nodig.
Volgens Texas Instruments zijn industriële RS-485-kabels ongeschermde, getwiste paren met een karakteristieke impedantie van 120 Ω en 22 tot 24 AWG. Daarbij passen twee afsluitweerstanden van elk 120 Ω, één aan elk uiteinde van de hoofdleiding. Aftakkingen naar de deelnemers moeten zo kort mogelijk blijven. Bij RS-422 zit de weerstand maar eenmaal, aan het einde bij de laatste ontvanger.
Twee andere punten leiden in het veld tot storingen. Ten eerste het rustniveau: zendt geen enkele deelnemer, dan staat er op de bus een verschilspanning dichtbij nul en kan ruis een ontvanger foute tekens laten maken. Weerstanden die de bus in rust naar een vast niveau trekken helpen, net als chips met ingebouwde rustniveaubeveiliging. Deze weerstanden belasten de bus met tot 20 unit loads en verminderen het aantal mogelijke deelnemers. Ten tweede de massa: tussen ver uit elkaar staande apparaten kunnen grote potentiaalverschillen bestaan. Texas Instruments raadt af de massa's eenvoudig met een draad te verbinden, omdat vereffeningsstromen dan als storing op de datalijnen koppelen, en toont galvanisch gescheiden interfaces als oplossing, die de stroom tussen de massa's blokkeren.
Een zoekactie door alle datasheets in het assortiment vindt vier apparaten die RS-485 of RS-422 noemen. Alle vier zijn RuggON-tablets en geven de interface in de rij „Interfaces“ van de tabel met kerngegevens. In de datasheets van de overige apparaten staat RS-232 of geen seriële interface, maar geen RS-485 en geen RS-422. De tabel geeft de rijen met kerngegevens van de datasheets weer, die gebaseerd zijn op de fabrikantdatasheets van RuggON.
| Apparaat | Display, beschermingsgraad | RS-485 en RS-422 volgens datasheet | Bedrijfstemperatuur | Gewicht | Systeem |
|---|---|---|---|---|---|
| RuggON Viking II 07A | 7 inch, IP65 | RS-422 × 1, RS-485 × 1 | -30 °C tot +60 °C | 1,25 kg | Android 14 |
| RuggON Vortex 07X | 7 inch, IP65 | RS-232 (RX/TX)/422/485 × 1, RS-232 (RX/TX)/RS-485 × 2 | Atom x7211E: -30 °C tot 60 °C; Core i5-1335UE: -30 °C tot 55 °C | 1,67 kg | Windows 11 IoT Enterprise |
| RuggON Vulcan 10A | 10,4 inch, IP66 | RS-232 (TX/RX)/422/485 × 1, RS-485 × 2 | -30 °C tot 60 °C | 3,2 kg | Android 14 |
| RuggON Vulcan 10X | 10,4 inch, IP66 | RS-232 (TX/RX)/422/485 × 1, RS-485 × 2 | -30 °C tot +55 °C | 3,2 kg | Windows 10 / 11 IoT Enterprise |
De Viking II 07A is het enige apparaat met aparte poorten voor RS-422 en RS-485, van elk één. Hij heeft daarnaast twee RS-232-poorten en weegt 1,25 kg. Bij de Vortex 07X noemt de datasheet één poort als RS-232 (RX/TX)/422/485 en twee andere als RS-232 (RX/TX)/RS-485. Volgens de weergave van de fabrikant zit de eerste op de stekkergroep IO-B (Generic), de andere twee op IO-C (M12). De Vortex heeft dus drie poorten met RS-485, maar slechts één met RS-422. De Vulcan 10A en 10X hebben er ook drie: één gecombineerde en twee zuivere RS-485-poorten. Beide hebben bovendien een RS-232-poort met voeding en twee andere RS-232-poorten.
De schrijfwijze „RS-232 (TX/RX)/422/485“ is die van de fabrikant. Hoe de bedrijfsmodus van zo'n poort wordt gekozen, staat niet in de datasheets. Ze zeggen ook niets over galvanische scheiding en over de afsluitweerstand, en ze geven geen hoogste baudrate. Vraagt uw installatie een van deze eigenschappen, klaar dat dan voor de bestelling uit met ons en de fabrikant.
Alle vier de apparaten hebben ook een CAN-poort, bij de Vulcan 10X als optie. Hoe CAN en SAE J1939 daarnaast werken, legt het artikel CAN-bus en J1939 op een voertuigterminal uit. Over voertuigterminals in het algemeen leest u Voertuigterminal en heftruckterminal.
Bij de Durabook-laptops en -tablets, de Fieldbook-apparaten en de Getac X500 noemen de datasheets RS-232 maar niets anders. Een RS-232-poort aansluiten op een RS-485-bus gaat niet zomaar: de ene norm werkt met spanningen tegen massa en een drempel van ±3 V, de andere met een verschil en een drempel van ±200 mV. Tussen beide is een omzetter nodig. Welke apparaten een RS-232-poort hebben, toont de pagina Laptop met seriële poort.
De gebruikelijke weg loopt via een USB-adapter. De Moxa UPort 1130, die RS-422 en RS-485 biedt, is een voorbeeld van de gegevens van zo'n apparaat. In zijn datasheet noemt Moxa baudrates van 50 bit/s tot 921,6 kbit/s, de signalen Data+, Data- en GND voor tweedraads RS-485 en de paren Tx en Rx voor vierdraadsbedrijf. Alleen de variant UPort 1130I heeft galvanische scheiding van 2 kV. De adapter is geen RobustBook-product en slechts een voorbeeld van de gegevens waarop u moet letten.
Een adapter beperkt het gebruiksbereik van het apparaat. Volgens Moxa werkt de UPort 1130 van 0 tot 55 °C, terwijl de RuggON-tablets in de tabel vanaf -30 °C werken. Moxa noemt drivers voor Windows, macOS, Linux en WinCE. Controleer voor de aankoop of er een driver bestaat voor het besturingssysteem van uw tablet, vooral bij Android.
De keuze hangt af van de installatie aan de andere kant, niet van het apparaat. Drie gevallen dekken de meeste installaties:
De norm zelf zegt niets over adres, baudrate, pariteit of telegramopbouw. Dat legt het protocol daarboven vast, en het staat in de handleiding van de installatie aan de andere kant. Controleer daar eerst of die twee of vier draden verwacht en of ze een eigen afsluitweerstand meebrengt. Voor machines in de productie leest u ook Machinebesturing en onderhoud in de productie en de brancheopagina Industrie.
Nee. Beide werken met spanningsverschillen, maar RS-422 staat één zender met maximaal tien ontvangers toe, RS-485 meerdere zenders op dezelfde bus. RS-485-chips kunnen in RS-422-netwerken worden gebruikt, RS-422-chips zijn in RS-485-netwerken met meerdere zenders niet betrouwbaar.
Texas Instruments noemt 4000 voet, ongeveer 1200 m, bij 100 kbit/s en 10 Mbit/s bij 40 voet. Daartussen daalt de haalbare datasnelheid met de lengte. De werkelijke grens hangt af van de kabel, de afsluiting en de storingen ter plaatse.
Nee. De signaalniveaus en het principe verschillen, zoals de tabel hierboven laat zien. U hebt een omzetter nodig, van USB of van RS-232 naar RS-485.
Volgens de datasheets zijn dat de RuggON Viking II 07A, de Vortex 07X, de Vulcan 10A en de Vulcan 10X. Geen enkele andere datasheet in het assortiment noemt RS-485 of RS-422.
Vraagt de installatie RS-485 of RS-422 en zit de robuuste tablet in het voertuig of aan de machine, dan komen de vier RuggON-apparaten in aanmerking. De Viking II 07A is met 7 inch en 1,25 kg de kleinste en heeft één poort voor RS-422 en één voor RS-485. Wie meerdere RS-485-lijnen wil aansluiten, is beter af met de Vortex 07X (7 inch, Windows) of de Vulcan 10A en 10X (10,4 inch, respectievelijk Android en Windows): alle drie hebben drie poorten met RS-485.
Niet gedekt is wie een Durabook- of Getac-laptop nodig heeft. Daar blijft alleen een adapter over, met de hierboven genoemde beperkingen bij temperatuur en drivers. Open blijft ook wat de datasheets niet zeggen: galvanische scheiding, afsluitweerstand, baudrate. Klaar deze punten uit voordat u bestelt.
Noem ons de installatie aan de andere kant, het aantal draden en het protocol, dan helpt het RobustBook-team u bij de keuze van het passende apparaat.