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RS232対RS485説明：どの通信プロトコルを選択するか

RS232とRS485を比較する場合、各通信プロトコルの独自の強みを理解することが重要です。どちらも何十年も存在しており、信頼性とシンプルさのために多くの業界で関連性を維持しています。この記事では、RS232とRS485の基本的な機能、その利点と制限、特定のニーズに合った適切な機能を選択する方法について学びます。

カタログ

RS232対RS485

RS232とRS485の比較は何年も進行中ですが、両方とも今日広く使用されています。これらのプロトコルは50年前に開発されましたが、信頼性と特定の用途のためにまだ選択されています。

1960年代に導入されたRS232は、ポイントツーポイント通信に一般的に使用されています。多くの場合、コンピューターのシリアルポートでそれを見つけるため、簡単なデータ交換のためにコンピューターやモデムなどのデバイスを簡単に接続できます。そのシンプルさは、基本的なデータ転送とトラブルシューティングに依然として好ましい選択肢である理由です。

一方、RS485は、同じネットワーク上の距離を長く処理し、複数のデバイスを接続するのに適しています。これにより、産業環境に最適です。また、電磁干渉が高い地域でもうまく機能し、過酷な環境でも安定したコミュニケーションを確保します。

通常、RS232は、複雑なセットアップなしで2つのデバイスが直接通信を必要とする場合に使用されます。静かな環境ではうまく機能し、単純な埋め込みシステムに適しています。RS485は、工場の床や建物の自動化など、単一のネットワーク上で複数のデバイスを接続するのに適しています。ここでは、ノイズと長距離の安定した信号に対する抵抗が信頼できるオプションになります。

RS232の理解

RS232、TIA/EIA-232としても知られており、広く使用されているシリアル通信標準であり、数十年にわたってデバイス間のデータ転送のバックボーンとして機能してきました。コンピューター端末やモデムなどの機器間で情報がどのように交換されるかを定義し、さまざまなデバイス間の信頼できる通信を確保します。

1960年にElectronic Industries Association（EIA）によって導入されたRS232は、もともとテレタイプライターとモデムを接続するように設計されていました。新しい技術の到着にもかかわらず、それはその信頼性とシンプルさのために時の試練に耐え、多くの専門的および産業用アプリケーションで信頼できる選択となっています。

RS232標準は、-15〜 +15ボルトの範囲の電圧レベルで動作し、最大50フィートの速度で最大20 kbpsでデータ伝送をサポートします。TXD（データ送信データ）およびRXD（データの受信）として知られているデータの送信および受信に個別の信号を使用して、電気干渉を減らし、安定した通信を保証します。

多くの場合、RS232は、一貫した正確なデータ交換を必要とする設定で使用されています。たとえば、正確な制御と監視のために、実験室の機器をデータシステムに接続するために一般的に使用されます。産業用自動化では、RS232は機械と制御ユニット間の信頼できる通信を確立するのに役立ち、複雑な環境でも効率的なデータフローを確保します。

RS232には速度と距離の点で制限がありますが、最新の要件に適応できます。多くのユーザーは、RS232からUSBコンバーターに目を向けて、古いデバイスを新しいコンピューターシステムに接続し、標準の利点を犠牲にすることなく互換性を維持します。

USB、イーサネット、ワイヤレスプロトコルなどのテクノロジーは、日常の使用でより一般的ですが、RS232は特定のフィールドでユニークな場所を保持しています。今日の多くのデバイスでの継続的な存在は、RS232が簡単で安定した通信が必要な場合、信頼できるオプションであり続けていることを示しています。

RS485とは何ですか？

RS485、EIA-485としても知られていますが、特に産業用途では広く使用されているシリアルインターフェイスです。マルチポイントトポロジを使用して、単一のネットワーク上の複数のデバイスをサポートすることにより、RS232から際立っています。これにより、複数のトランスミッターとレシーバーが同じネットワークを介して通信し、広範なケーブルの必要性を減らすことができるため、より柔軟で費用対効果の高いシステムセットアップが可能になります。

RS485の重要な機能の1つは、微分信号の使用です。これは、産業環境で一般的な問題である電気干渉を最小限に抑えるのに役立ちます。これにより、長距離でも安定した信頼性の高いデータ送信が保証されます。コミュニケーションの整合性を維持する堅牢性と能力により、産業用自動化および制御システムのさまざまなデバイスを接続するのに理想的です。

RS485は、ハーフデュペックスとフルダップレックスの2つのモードで動作できます。ハーフデュプレックスモードでは、2線接続を使用します。この接続では、データが送信され、交互に受信されます。このセットアップは、直接的なポイントツーポイントデータ交換で十分なより単純な通信ニーズに適しています。対照的に、フルダプレックスモードは4線式接続を採用しており、同時データの送信と受信を可能にします。この構成は、監視や制御システムなど、継続的な双方向通信を必要とするアプリケーションに優先されます。

その汎用性と信頼性のため、RS485は産業用自動化、建築管理システム、およびプロセス制御によく見られます。騒々しい環境で効果的に機能する能力は、安定したエラーのない通信を確保するための選択肢となります。アプリケーションの特定のニーズに応じて、最適なパフォーマンスには、半分二重モードまたは全二重モードを選択することが重要です。

RS232対RS485：仕様

仕様	RS232	RS485
電圧システム	電圧レベルベース	微分
1つのラインの総ドライバーとレシーバー	1人のドライバー、1人の受信機	32人のドライバー、32人のレシーバー（一度にアクティブにアクティブ）
ライン構成	ポイントツーポイント	マルチドロップ
最大動作距離	15m / 50フィート	1,200m / 3000フィート
最大データ送信レート	1 Mbit/s	10 Mbit/s
二重モード	完全なデュプレックス	半分二重またはフルデュプレックス
最大ドライバー出力電圧	+/- 25V	-7V〜 +12V
レシーバー入力抵抗	3〜7kΩ	12kΩ
受信機入力電圧範囲	+/- 15V	-7V〜 +12V
受信機の感度	+/- 3V	±200mV

RS232対RS485：運用距離の区別

RS232とRS485の重要な違いの1つは、各プロトコルが効果的にカバーできる距離です。RS232は通常、最大50フィートまでうまく機能します。この範囲を拡張すると、データの速度と信頼性が損なわれる可能性がありますが、ボーレートを下げると範囲が拡大することがあります。ただし、実際の制限により、RS232はより長い距離を必要とするアプリケーションには適していません。

一方、RS485は最大4,000フィートの距離でデータを送信できるため、長距離通信が必要な環境に最適です。この拡張範囲により、RS485は、特にデバイスをかなりの距離にわたって接続する必要がある場合に、より多様なシナリオで使用できます。

別の区別は、コミュニケーショントポロジにあります。RS232はポイントツーポイント接続に限定されています。つまり、2つのデバイスのみを直接リンクできます。この制限は、複数のデバイス間の相互作用を必要とする、より複雑なシステムの欠点になる可能性があります。

対照的に、RS485はマルチドロップトポロジをサポートしており、いくつかのデバイスが同じ通信バスを共有できるようにします。この機能により、RS485がよりスケーラブルで柔軟になり、より大きく、より相互接続されたネットワークを収容できます。

RS232とRS485の選択は、多くの場合、必要な通信距離やネットワークの複雑さなど、特定のアプリケーションニーズに依存します。RS485は、大規模なシステム全体で効率的な通信を促進するため、産業環境では一般的に好まれています。さらに、RS485は電磁干渉に対してより耐性があり、電気ノイズが高い環境でも安定したデータ転送を保証します。

RS232対RS485：電気ノイズと地盤潜在抵抗の違い

RS232は、データ送信に特定の電圧レベルを使用しているため、電気ノイズにより敏感になります。重い機械を備えた産業環境など、高電磁干渉（EMI）が高い環境では、この感度はデータの腐敗につながり、コミュニケーションの信頼性に関する懸念を引き起こす可能性があります。

RS232のもう1つの制限は、地面の可能性の変動を管理できないことです。さまざまな地上レベルに接続されたデバイスは、地上ループを作成でき、データ送信中にノイズとエラーを導入します。この問題は、より長い距離で特に問題があります。デバイスが同じ電源回路を共有しない可能性のある大規模な施設または建物の複合体では、地面の可能性の変動は通信を混乱させる可能性があります。

対照的に、RS485は差動電圧シグナル伝達を使用し、電気ノイズに対する抵抗を大幅に改善します。各信号に2つのワイヤを使用することにより、導入された外部ノイズは両方のワイヤーに等しく影響し、受信機が干渉をキャンセルできるようにします。これにより、RS485は、高ノイズ環境であっても、信頼できるデータ送信が必要な産業および商業用の設定に最適です。

最小限の電圧低下で長い距離を処理するRS485の機能は、もう1つの利点です。その高い電圧レベルと微分シグナル伝達により、信号の品質を失うことなく、拡張距離にわたってデータを送信できます。これにより、RS485はトラフィックコントロールシステムやユーティリティメーターなどのアプリケーションに適しています。この場合、デバイスは多くの場合、中央の監視ステーションから遠く離れて配置されます。

RS232とRS485を選択することは、多くの場合、環境と必要な伝送距離に依存します。RS232の騒音や地面の潜在的な違いに対する感受性により、短距離の制御された設定に適しています。一方、RS485のノイズ抵抗と長距離にわたる安定性により、より困難な条件には好ましいオプションになります。

RS485が使用する微分シグナル伝達方法は、ノイズ干渉を最小限に抑えるだけでなく、より長い伝送距離をサポートし、複雑なインフラストラクチャと厳しい環境に信頼できる選択肢となっています。

RS232対RS485：送信機と受信機の総数の違い

RS232は、単一の送信機と単一のレシーバーの2つのデバイスのみを接続する、シンプルでポイントツーポイント通信用に設計されています。この簡単なセットアップにより、コンピューターやモデムなど、2つのデバイス間の直接データ転送に最適です。対照的に、RS485は同じネットワーク上の最大32のデバイスをサポートできるため、複数のデバイスを接続し、長距離にわたって通信を維持する必要があるシステムにとってはるかに優れた選択肢になります。

現代のテクノロジーは、利便性とプラグアンドプレイの性質のためにUSBインターフェイスに傾いていることがよくありますが、USBとRS232またはRS485を統合することは困難です。この変換は、新しい機器をレガシーデバイスに接続することが不可欠な産業および古いシステムで必要です。たとえば、RS232またはRS485インターフェイスを備えた古い機械を使用する工場では、新しいコンピューターまたは制御システムにリンクするためにコンバーターが必要になる場合があります。この互換性により、最新の技術を利用しながら、信頼できる古い機器を継続的に使用できます。

複数のデバイス接続と長距離通信を含むシナリオでは、RS485の容量が不可欠になります。たとえば、大規模な製造工場では、RS485は施設全体の複数のセンサーとデバイスをリンクして、干渉なしに安定した通信を確保できます。この機能により、挑戦的な環境であっても、信頼できるデータ交換が可能になります。

RS232とRS485を選択することは、多くの場合、セットアップの特定の要件に依存します。RS232のシンプルさは、直接的な直接的な通信が必要なアプリケーションに最適です。一方、RS485の汎用性により、長距離にわたって堅牢なパフォーマンスを必要とする複雑なシステムに適しています。これらの違いを理解することで、特殊なアプリケーションで両方のプロトコルを最大限に活用し、ネットワーク全体で信頼できる効率的な通信を確保できます。

RS232対RS485：データ速度の違い

RS232とRS485は、データ速度と距離機能の点で大きく異なります。RS232は、最大50フィートの距離にわたって最大1 Mbpsに達する速度で信頼できる短距離通信をサポートしています。キーボードやモデムなどの周辺機器をコンピューターシリアルポートに接続するなど、中程度の速度で十分なアプリケーションに最適です。これらの場合、RS232の簡単なセットアップと適切な速度により、短距離接続の実用的な選択となります。

一方、RS485は、より高いデータ転送レートとより長い距離のために設計されています。50フィートを超える最大10 Mbpsに達し、距離が4,000フィートにわたって100 kbpsで安定した通信を維持できます。この汎用性により、RS485は、産業環境やリモートデータ収集システムなど、長距離にわたる高速データ交換が必要なシナリオに適しています。

さらに、RS485の差動シグナル伝達は堅牢なノイズ抵抗を提供し、電気的にノイズの多い環境での安定した通信を確保します。この特性は、困難な条件にもかかわらず、データの完全性を維持することが重要である産業環境で特に役立ちます。

RS232とRS485を選択することは、アプリケーションの特定の要件に大きく依存します。RS485の1つのバスでの複数のデバイスのサポートは、ネットワークのセットアップを簡素化し、ケーブルを削減し、構築管理や自動製造ラインなどの大規模システムにより効率的な選択肢となる可能性があります。長距離で高速通信を処理する機能により、複雑なネットワーク構成に信頼できるオプションとなります。

産業が進化し、モノのインターネット（IoT）のようなアプリケーションが成長し続けるにつれて、信頼できる効率的なコミュニケーション基準の必要性は依然として強力です。RS485の長距離での柔軟性と実証済みのパフォーマンスにより、現在および将来の通信ネットワークの両方で価値のある基準となることが保証されます。

RS232対RS485：アプリケーション

RS232およびRS485は、科学機器、産業用ワイヤレスコントロール、コンピューター、ロボット工学、医療機器など、さまざまな分野で一般的に使用されています。各プロトコルは、特定のシナリオでの効率と信頼性を高めるための独自のコミュニケーションニーズを提供します。

科学機器

科学研究所では、RS232およびRS485は、分光計、クロマトグラフ、データロガーなどの機器を接続します。正確なデータ送信を維持する能力は、研究を成功させるために不可欠です。実験中の正確な測定は、安定した通信チャネルに依存することが多く、これらのプロトコルは科学的応用において価値があります。

産業用ワイヤレスコントロール

産業環境では、RS232とRS485は、長距離にわたる安定性と高い電気騒音のある環境で知られています。それらは、自動誘導車両（AGV）やプログラマブルロジックコントローラー（PLC）など、自動化システムで広く使用されています。RS485のデイジーチェーン機能は、インフラストラクチャを簡素化し、コストとメンテナンスのニーズの両方を削減するのに役立ちます。

コンピューターインターフェイス

コンピューターと周辺機器間の通信には、RS232とRS485が簡単なポイントツーポイント接続またはマルチドロップ構成を提供します。RS232は、シリアルマウス、モデム、および古いプリンターでよく見られ、さまざまな周辺機器とうまく統合する能力を示しています。

ロボット工学

ロボット工学では、RS232とRS485がコントローラーとセンサーまたはアクチュエーター間の通信を容易にします。信頼できるデータ転送により、リアルタイムのフィードバックと正確な制御が保証されます。これは、ロボットアームや自律システムなどのアプリケーションで特に役立ちます。

医療機器

ヘルスケア業界では、患者モニター、診断機器、イメージングシステムなどの医療機器がRS232とRS485を使用して、信頼できるコミュニケーションと統合の容易さを使用しています。これにより、デバイス間で送信される患者データの完全性を維持し、ヘルスケア環境でのスムーズな動作を確保できます。

個人的な視点

新たな傾向は、スマートヘルスケア設定でのRS485の使用の増加です。病院システム内の複数のセンサーとデバイスを接続し、データの精度とシステム全体の効率を向上させます。このシフトは、高度なヘルスケアテクノロジーソリューションをサポートする際のRS485の適応性を強調しています。

結論

RS232とRS485はそれぞれ異なる通信目的で提供されます。RS232は直接的な短距離接続に最適ですが、RS485はより長い距離のマルチデバイスセットアップに優れています。これらの違いを理解することで、どのプロトコルがアプリケーションに最適かを決定し、安定した効率的なコミュニケーションを確保できます。適切な標準を選択することにより、データ送信を最適化し、システムのパフォーマンスを向上させることができます。

よくある質問[FAQ]

1。RS232をRS485に接続できますか？

はい、RS232をRS485に接続できますが、そうするにはアダプターケーブルが必要になります。デバイスのプロトコルに応じて、USBからRS232アダプターまたはUSBからRS485アダプターのいずれかを使用します。これは、アダプターに、USBと特定のプロトコル間の信号を変換するのに役立つプロセッサチップが装備されており、デバイス間の適切な通信を可能にするためです。

2。RS232とRS485の3つの違いは何ですか？

最初の違いは、通信タイプです。RS232は全二重通信をサポートしています。つまり、データを同時に送信および受信できますが、RS485はハーフデュアルモードで動作します。2番目の違いは、伝送モードです。RS232はシングルエンドトランスミッションを使用し、地面に基づいてデータを送信しますが、RS485はディファレンシャル伝送を使用します。これにより、干渉を最小限に抑え、長距離で通信が可能になります。最後に、両方とも物理的なコミュニケーション基準ですが、RS232はシングルエンドシグナル伝達に依存していますが、RS485は微分シグナル伝達を使用します。

3.RS485はいくつのワイヤを使用しますか？

RS485は通常、シールドとともに3つの導体を使用します。多くの場合、「2線」ネットワークと呼ばれますが、実際には、差動電圧信号と1つの追加シールドワイヤを運ぶために2つの導体が必要です。シールドは、外部ノイズからネットワークを保護するために一端の地面に接続されており、より良い信号の完全性を確保します。

4。ModbusRTUはRS485と同じですか？

いいえ、Modbus RTUとRS485は同じではありませんが、しばしば一緒に働きます。Modbusは、データがデバイス間でどのように構造化および転送されるかを決定する通信プロトコルです。一方、RS485は、通信に使用される電気信号レベルと物理的特性を定義します。Modbusは頻繁にRS485を物理層として使用しますが、効果的な通信を可能にするために互いに補完する2つの別個のエンティティです。