RS 232 Haberleşme Protokolü
RS-232, Electronic Industries Association tarafından geliştirilmiş ve seri asenkron olarak gönderilen verinin alınması veya iletilmesini gerçekleştiren cihazlar arasında bu tür haberleşmenin sağlanabilmesi için geliştirilen bir standarttır.
-15 V ile +15 Voltluk iki voltaj seviyesi arasında bir değer belirleyerek 15 metreyi bulan bir haberleşme olanağı sunmaktadır. Ayrıca modem, klavye ve fare gibi kısa mesafeli araçlar için de sayısal veri aktarımı olanağı sunmaktadır.
RS-232 konektöründe veriler ASCII karakterlerinin 8 bitlik tanımlanmaları nedeniyle 8 bitlik karakterler halinde iletilmektedir. Bu iletim birbiri ardına seri olarak gönderilir. Gönderici RS-232 konektörü aracılığıyla gönderilecek olan veriyi belirli bir formatta hazırlar, bu sırada alıcı devamlı olarak hattı dinlemektedir. Verinin geleceğini belirten bir işaret ile alıcı veriyi depolar ve karakterlere dönüştürür.
RS-232 konektöründe eksi voltaj birimi ‘1’, artı voltaj birimi ise ‘0’ olarak standart hale getirilmiştir. Ayrıca hattın boş olması durumu da ‘1’ ile ifade edilir. Voltajın artı haline geçmesi veri gönderileceğinin işaretidir. Bu durum başlangıç biti olarak ifade edilir. Ardından gönderilen karakter dizilimi alıcı tarafından depolanır ve yorumlanarak karakter setleri haline dökülür. Her karakterin sonuna ise bir bitiş biti olan ‘0’ eklenir.
RS-232 konektörleri DTE (Data Terminal Equipment) veya DCE (Data Communication Equipment) olacak şekilde iki sınıfa ayrılır. Her iki konektörde hem veri alama hem de verme özelliğine sahiptir. Günümüzde en fazla kullanılan konektör tipi DB9 olarak bilinen tek haberleşme kanallı konektörlerdir.
RS 232 haberleşmesi 15-30 m arasında değişebilmektedir. Bu noktada kablo tipi ve bit hızı önemli rol oynar. Bir adaptör yardımıyla farklı tip arabirime çevrilebilmektedir. Basit bir devre kullanılarak bir RS-232 portu, bir çok cihaza bağlanabilenme daha uzun mesafelerde çalışabilen bir RS-485’e çevirmek mümkündür.
RS-232 linklerde dengesiz (unbalanced) hatlar kullanılır. Dengesizlik sakınılması gereken bir şey gibi görünmekle birlikte, burada, hatlardaki sinyallerin elektriksel karakteristiklerine atıfta bulunulmaktadır. Dengesiz bir hat, sinyalin sinyal voltajının tek bir tele tatbik edildiği ve tüm sinyal gerilimlerinin tekbir toprağı referans aldıkları bir hattır. Bu tip bir arabirime tek-uçluda denilmektedir. Dengeli ya da fark (differantial) hatlarında her bir sinyal için, biri diğerindeki sinyalin tersini (inverse) taşıyan iki tel kullanılır.
AVANTAJLARI
Her PC’de bir ve daha fazla bulunur. Yeni PC’ler USB gibi arabirimleri desteklemektedir. Fakat RS-232 USB’nin yapamadığı şeyleri yapar.
- Mikroişlemcide, arabirim yongaları bir 5 V seri portu RS-232 ye çevirebilirler.
- Linkler 50 ya da 100 feet uzunlukta olabilir. Çoğu cihazlardaki arabirimler uzun mesafelere yönelik değildirler. USB linkler 16 feet olabilmektedirler. PC paralel arabirimi 10-15 feet, IEEE-1284 tip B sürücülerle ise 30 feet olabilmektedir. Oysa RS-232 çok daha uzun kablolarla da iş görebilir. Her RS-232 bir modeme bağlanırsa, bu durumda telefon şebekesini tüm dünyaya iletim amacıyla kullanmak mümkündür.
- 2- yollu bir link için sadece üç tele ihtiyaç vardır. Paralel linkte sekiz adet veri hattıyla iki ve daha fazla kontrol sinyali ve birkaç da toprak hattı bulunur. Kablolama maliyeti yanında bir de konektör sorunu vardır.
DEZAVANTAJLARI
- Linkin karşı ucu paralel veri gerektiriyorsa, gelen veriyi paralel veriye dönüştürmek zorunda kalacaktır. Ancak bu sorun bir UART kullanarak kolaylıkla çözülebilir.
- Çok kullanışlı olmaları nedeniyle boş seri portu bulmak neredeyse imkansız gibidir. PC’lerde çok sayıda seri port bulunur. Ancak sistem bunların her biri için bir kesme istek hattı tahsis edememektedir. Bir çok mikroişlemcide donanımda yalnızca bir tane seri port bulunmaktadır.
- Bir linkte ikiden fazla cihaz bulunmayabilir.
- Belirlenen en yüksek hız 20,000 bps (bit per second)’dir. Oysa, genellikle kısa linklerde, bunun üzerine çıkan, pek çok arabirim bulunmaktadır.
- Çok uzun linklerde farklı arabirim gerekebilir.
RS-485 (Balanced Data Transmission), uzun mesafelerdeki veri iletişiminin sağlanması için hazırlanmış bağlantı araçlarından birisidir.
RS-232’nin aksine RS-485’ler uzun mesafelerde veri aktarımını sağlamaktadırlar. Standart olarak üretilirler ve referans seviyeleri GND’ye göre belirlenmektedir. Yine 485’lerin 232’lere göre farkı bunların gürültülü ortamlarda, yüksek hız gerektiren ortamlarda ve daha çok alıcı ve vericinin bulunduğu ortamlarda kullanılabilir oluşudur.
RS-485 konektörlerinin 232’lerden bir başka farklı yönü de bu bağlantı araçlarının sadece iletim katmanının standardize edilmiş olmasıdır. Geri kalan yazılım, protokol ve diğer konektör türleri gibi özellikler kullanıcının tercihine bırakılmıştır.
RS-485 konektörü, -7 Volt ile +12 Volt arasında bir değer çalıştırılabilir. Bu sayede alıcı ve verici arasında meydana gelebilecek bir GND kayması sorunu en aza indirgenmiştir. RS-485 konektörleri 32 adet alıcıya hitap edebilecek kapasitede üretilmişlerdir.
RS-485 konektörlerinin bir diğer önemli özelliği ise ısınma nedeniyle cihaz kapanmalarından (termal shut down) etkilenmemeleri için fazla akım geçişlerini koruyabilecek tasarıma sahip olmalarıdır. Bu nedenle bu konektörlerin giriş direnci 12 Kohm olarak standart hale getirilmiştir.
Yüksek gürültülü cihazların yakınından geçen yüksek voltaja sahip güç kabloları RS-485 konektörlerine zarar verebilmektedir. Bu nedenle böyle ortamlarda RS-485 cihazları için galvanik izolasyon devrelerinin kurulması önerilmektedir. Bu sayede alıcı ve verici devrelerin bozulmasının önüne geçilmiş olunacaktır. Dikkat edilmesi gereken bir diğer nokta kullanılacak yalıtım malzemesinin konektör geçiş hızını ne derece etkileyeceğidir.
RS485 ‘in 232’ye göre çeşitli avantajları vardır.
- Maliyeti düşüktür. Sürücüleri ve alıcıları pahalı değildir. +5V ya da daha düşük güç kaynağıyla çalışırlar. Böyle bir kaynakla, farksal çıkışlarda gereken minimum 1.5V’luk farkı üretebilirler. RS-232’nin ± 5V’luk minimum çıkışı, ± gerilimli bir güç kaynağını ya da bunları türeten daha pahalı bir arabirim yongası gerektirir.
- Ağ Kapasitesi: İki cihazla sınırlı olmayışı RS-485’nin çok sayıda sürücüsü ve alıcısı olmasını sağlar. Yüksek empedanslı sürücülerle bir RS-485 256 düğümlü olabilir.
- Uzun Linkler: Link uzunluğu 4000 feet’e çıkabilir. RS-232’de bu limit 50-100 feet’tir.
- Sürat: Saniyede 10 Megabit hız mümkündür. Bit hızı kablo boyu ilişkilidir.