Последовательное соединение схема: Последовательное соединение резисторов. Схема соединения и примеры расчета

10. Проектирование домашнего задания: (Слайд 24)

А) п 48 учебника. Ответы на вопросы. Законы знать.

Б) Войти на сайт дистанционного обучения в свои личные кабинеты. Прочесть лекцию по теме “Последовательное соединение проводников”. Выполнить интерактивное задание и заполнить лист достижений по теме. Отправить на почту учителя для проверки до следующего урока физики.

В) Упражнение 32 (1,2). Учебник стр 138

11. Рефлексия.

Итоговое оценивания деятельности обучающихся на уроке.

А) Установлены ли закономерности последовательного соединения проводников. Решена ли учебная задача урока.

Б) Что нового узнали: Чему научились: Что было самым сложным на уроке

В) Оцените свою деятельность на уроке с помощью рефлексивной таблицы:

Г) Заполнение Итоговой оценочной таблицы в соответствии с маршрутным листом.

В завершение урока прошу всех встать и снова взяться за руки, образуя последовательную цепь. Я замыкаю её своими руками и передаю вам всем свою благодарность за совместную успешную работу на уроке. Молодцы! Спасибо за урок!

Маршрутный лист урока

ОЦЕНОЧНЫЙ ЛИСТ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА УРОКЕ

2. Оценивание деятельности обучающихся на этапах урока

Лист самооценки работы в группе на уроке физики.

Фамилия и имя _____________________________________________Класс_8____

Оцени работу своей группы. Отметь вариант ответа (обведи в кружочек или подчеркни), с которым ты согласен (а).

1.Все ли члены группы принимали участие в работе над проектом?

А. Да, все работали одинаково, роли распределили в начале работы.

Б. Нет, работал только один участник.

В. Кто-то работал больше, а кто-то меньше.

2. Дружно ли вы работали? Были ли ссоры?

А. Работали дружно, ссор не было.

Б. Работали дружно, иногда спорили, но не ссорились.

В. Очень трудно было договориться с участниками группы, не всегда получался конструктивный диалог или беседа.

3.Тебе нравится результат работы группы?

А. Да, все получилось хорошо.

Б. Нравится, но можно было бы сделать лучше.

В. Нет, не нравится.

4.Оцени свой вклад в работу группы по 10-бальной шкале

(0-не принимал (а) участие в работе; 8б — активное участие в работе группы)

Применение последовательного и параллельного соединения проводников. Сопротивление последовательное и параллельное соединение, соединения проводников

Во всех электрических схемах используются резисторы, представляющие собой элементы, с точно установленным значением сопротивления. Благодаря специфическим качествам этих устройств, становится возможной регулировка напряжения и силы тока на любых участках схемы. Данные свойства лежат в основе работы практически всех электронных приборов и оборудования. Так, напряжение при параллельном и последовательном соединении резисторов будет отличаться. Поэтому каждый вид соединения может применяться только в определенных условиях, чтобы та или иная электрическая схема могла в полном объеме выполнять свои функции.

Напряжение при последовательном соединении

При последовательном соединении два резистора и более соединяются в общую цепь таким образом, что каждый из них имеет контакт с другим устройством только в одной точке. Иначе говоря, конец первого резистора соединяется с началом второго, а конец второго — с началом третьего и т.д.

Особенностью данной схемы является прохождение через все подключенные резисторы одного и того же значения электрического тока. С возрастанием количества элементов на рассматриваемом участке цепи, течение электрического тока становится все более затрудненным. Это происходит из-за увеличения общего сопротивления резисторов при их последовательном соединении. Данное свойство отражается формулой: R общ = R 1 + R 2 .

Распределение напряжения, в соответствии с законом Ома, осуществляется на каждый резистор по формуле: V Rn = I Rn x R n . Таким образом, при увеличении сопротивления резистора, возрастает и падающее на него напряжение.

Напряжение при параллельном соединении

При параллельном соединении, включение резисторов в электрическую цепь выполняется таким образом, что все элементы сопротивлений подключаются друг к другу сразу обоими контактами. Одна точка, представляющая собой электрический узел, может соединять одновременно несколько резисторов.

Такое соединение предполагает течение отдельного тока в каждом резисторе. Сила этого тока находится в обратно пропорциональной . В результате, происходит увеличение общей проводимости данного участка цепи, при общем уменьшении сопротивления. В случае параллельного соединения резисторов с различным сопротивлением, значение общего сопротивления на этом участке всегда будет ниже самого маленького сопротивления отдельно взятого резистора.

На представленной схеме, напряжение между точками А и В представляет собой не только общее напряжение для всего участка, но и напряжение, поступающее к каждому отдельно взятому резистору. Таким образом, в случае параллельного соединения, напряжение, подаваемое ко всем резисторам, будет одинаковым.

В результате, напряжение при параллельном и последовательном соединении будет отличаться в каждом случае. Благодаря этому свойству, имеется реальная возможность отрегулировать данную величину на любом участке цепи.

Параллельные соединения резисторов, формула расчёта которых выводится из закона Ома и правил Кирхгофа, являются наиболее распространённым типом включения элементов в электрическую цепь. При параллельном соединении проводников два или несколько элементов объединяются своими контактами с обеих из сторон соответственно. Подключение их к общей схеме осуществляется именно этими узловыми точками.

Gif?x15027″ alt=»Общий вид»>

Общий вид

Особенности включения

Включённые таким образом проводники нередко входят в состав сложных цепочек, содержащих, помимо этого, последовательное соединение отдельных участков.

Для такого включения типичны следующие особенности:

• Общее напряжение в каждой из ветвей будет иметь одно и то же значение;
• Протекающий в любом из сопротивлений электрический ток всегда обратно пропорционален величине их номинала.

В частном случае, когда все включённые в параллель резисторы имеют одинаковые номинальные значения, протекающие по ним «индивидуальные» токи также будут равны между собой.

Расчёт

Сопротивления ряда соединённых в параллель проводящих элементов определяются по общеизвестной форме расчёта, предполагающей сложение их проводимостей (обратных сопротивлению величин).

Протекающий в каждом из отдельных проводников ток в соответствие с законом Ома, может быть найден по формуле:

I= U/R (одного из резисторов).

После ознакомления с общими принципами обсчёта элементов сложных цепочек можно перейти к конкретным примерам решения задач данного класса.

Типичные подключения

Пример №1

Нередко для решения стоящей перед конструктором задачи требуется путём объединения нескольких элементов получить в итоге конкретное сопротивление. При рассмотрении простейшего варианта такого решения допустим, что общее сопротивление цепочки из нескольких элементов должно составлять 8 Ом. Этот пример нуждается в отдельном рассмотрении по той простой причине, что в стандартном ряду сопротивлений номинал в 8 Ом отсутствует (есть только 7,5 и 8,2 Ом).

Решение этой простейшей задачи удаётся получить за счёт соединения двух одинаковых элементов с сопротивлениями по 16 Ом каждое (такие номиналы в резистивном ряду существуют). Согласно приводимой выше формуле общее сопротивление цепочки в этом случае вычисляется очень просто.

Из неё следует:

16х16/32=8 (Ом), то есть как раз столько, сколько требовалось получить.

Таким сравнительно простым способом удаётся решить задачу формирования общего сопротивления, равного 8-ми Омам.

Пример №2

В качестве ещё одного характерного примера образования требуемого сопротивления можно рассмотреть построение схемы, состоящей из 3-х резисторов.

Общее значение R такого включения может быть рассчитано по формуле последовательного и параллельного соединения в проводниках.

Gif?x15027″ alt=»Пример»>

В соответствии с указанными на картинке значениями номиналов, общее сопротивление цепочки будет равно:

1/R = 1/200+1/220+1/470 = 0,0117;

R=1/0,0117 = 85,67Ом.

В итоге находим суммарное сопротивление всей цепочки, получаемой при параллельном соединении трёх элементов с номинальными значениями 200, 240 и 470 Ом.

Важно! Указанный метод применим и при расчёте произвольного числа соединенных в параллель проводников или потребителей.

Также необходимо отметить, что при таком способе включения различных по величине элементов общее сопротивление будет меньше, чем у самого малого номинала.

Расчёт комбинированных схем

Рассмотренный метод может применяться и при расчёте сопротивления более сложных или комбинированных схем, состоящих из целого набора компонентов. Их иногда называют смешанными, поскольку при формировании цепочек используются сразу оба способа. Смешанное соединение резисторов представлено на размещенном ниже рисунке.

Gif?x15027″ alt=»Смешанная схема»>

Смешанная схема

Для упрощения расчета сначала разбиваем все резисторы по типу включения на две самостоятельные группы. Одна из них представляет собой последовательное соединение, а вторая – имеет вид подключения параллельного типа.

Из приведённой схемы видно, что элементы R2 и R3 соединяются последовательно (они объединены в группу 2), которая, в свою очередь, включена в параллель с резистором R1, принадлежащим группе 1.

В предыдущем конспекте был установлено, что сила тока в проводнике зависит от напряжения на его концах. Если в опыте менять проводники, оставляя напряжение на них неизменным, то можно показать, что при постоянном напряжении на концах проводника сила тока обратно пропорциональна его сопротивлению. Объединив зависимость силы тока от напряжения и его зависимость от сопротивления проводника, можно записать: I = U/R . Этот закон, установленный экспериментально, называется закон Ома (для участка цепи).

Закон Ома для участка цепи : сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному к его концам напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника. Прежде всего закон всегда верен для твёрдых и жидких металлических проводников. А также для некоторых других веществ (как правило, твёрдых или жидких).

Потребители электрической энергии (лампочки, резисторы и пр.) могут по-разному соединяться друг с другом в электрической цепи. Д ва основных типа соединения проводников : последовательное и параллельное. А также есть еще два соединения, которые являются редкими: смешанное и мостовое.

При последовательном соединении проводников конец одного проводника соединится с началом другого проводника, а его конец — с началом третьего и т.д. Например, соединение электрических лампочек в ёлочной гирлянде. При последовательном соединении проводников ток проходит через все лампочки. При этом через поперечное сечение каждого проводника в единицу времени проходит одинаковый заряд. То есть заряд не скапливается ни в какой части проводника.

Поэтому при последовательном соединении проводников сила тока в любом участке цепи одинакова: I 1 = I 2 = I .

Общее сопротивление последовательно соединённых проводников равно сумме их сопротивлений : R 1 + R 2 = R . Потому что при последовательном соединении проводников их общая длина увеличивается. Она больше, чем длина каждого отдельного проводника, соответственно увеличивается и сопротивление проводников.

По закону Ома напряжение на каждом проводнике равно: U 1 = I* R 1 , U 2 = I*R 2 . В таком случае общее напряжение равно U = I ( R 1 + R 2) . Поскольку сила тока во всех проводниках одинакова, а общее сопротивление равно сумме сопротивлений проводников, то полное напряжение на последовательно соединённых проводниках равно сумме напряжений на каждом проводнике : U = U 1 + U 2 .

Из приведённых равенств следует, что последовательное соединение проводников используется в том случае, если напряжение, на которое рассчитаны потребители электрической энергии, меньше общего напряжения в цепи.

1) сила тока во всех проводниках одинакова; 2) напряжение на всём соединении равно сумме напряжений на отдельных проводниках; 3) сопротивление всего соединения равно сумме сопротивлений отдельных проводников.

Примером параллельного соединения проводников служит соединение потребителей электрической энергии в квартире. Так, электрические лампочки, чайник, утюг и пр. включаются параллельно.

При параллельном соединении проводников все проводники одним своим концом присоединяются к одной точке цепи. А вторым концом к другой точке цепи. Вольтметр, подключенный к этим точкам, покажет напряжение и на проводнике 1, и на проводнике 2. В таком случае напряжение на концах всех параллельно соединённых проводников одно и то же: U 1 = U 2 = U .

При параллельном соединении проводников электрическая цепь разветвляется. Поэтому часть общего заряда проходит через один проводник, а часть — через другой. Следовательно при параллельном соединении проводников сила тока в неразветвлённой части цепи равна сумме силы тока в отдельных проводниках: I = I 1 + I 2 .

В соответствии с законом Ома I = U/R, I 1 = U 1 /R 1 , I 2 = U 2 /R 2 . Отсюда следует: U/R = U 1 /R 1 + U 2 /R 2 , U = U 1 = U 2 , 1/R = 1/R 1 + 1/R 2 Величина, обратная общему сопротивлению параллельно соединенных проводников, равна сумме величин, обратных сопротивлению каждого проводника.

При параллельном соединении проводников их общее сопротивление меньше, чем сопротивление каждого проводника. Действительно, если параллельно соединены два проводника, имеющие одинаковое сопротивление г , то их общее сопротивление равно: R = г/2 . Это объясняется тем, что при параллельном соединении проводников как бы увеличивается площадь их поперечного сечения. В результате уменьшается сопротивление.

Из приведённых формул понятно, почему потребители электрической энергии включаются параллельно. Они все рассчитаны на определённое одинаковое напряжение, которое в квартирах равно 220 В. Зная сопротивление каждого потребителя, можно рассчитать силу тока в каждом из них. А также соответствие суммарной силы тока предельно допустимой силе тока.

1) напряжение на всех проводниках одинаково; 2) сила тока в месте соединения проводников равна сумме токов в отдельных проводниках; 3) величина, обратная сопротивлению всего соединения, равна сумме величин, обратных сопротивлениям отдельных проводников.

Сопротивление проводников. Параллельное и последовательное соединение проводников.

Электри́ческое сопротивле́ние — физическая величина, характеризующая свойства проводника препятствовать прохождению электрического тока и равная отношениюнапряжения на концах проводника к силе тока, протекающего по нему . Сопротивление для цепей переменного тока и для переменных электромагнитных полей описывается понятиями импеданса и волнового сопротивления. Сопротивлением (резистором) также называют радиодеталь, предназначенную для введения в электрические цепи активного сопротивления.

Сопротивление (часто обозначается буквой R или r ) считается, в определённых пределах, постоянной величиной для данного проводника; её можно рассчитать как

R — сопротивление;

U — разность электрических потенциалов (напряжение) на концах проводника;

I — сила тока, протекающего между концами проводника под действием разности потенциалов.

При последовательном соединении проводников (рис. 1.9.1) сила тока во всех проводниках одинакова:

По закону Ома, напряжения U 1 и U 2 на проводниках равны

При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников.

Этот результат справедлив для любого числа последовательно соединенных проводников.

При параллельном соединении (рис. 1.9.2) напряжения U 1 и U 2 на обоих проводниках одинаковы:

Этот результат следует из того, что в точках разветвления токов (узлы A и B ) в цепи постоянного тока не могут накапливаться заряды. Например, к узлу A за время Δt подтекает заряд I Δt , а утекает от узла за то же время заряд I 1 Δt + I 2 Δt . Следовательно,I = I 1 + I 2 .

Записывая на основании закона Ома

При параллельном соединении проводников величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.

Этот результат справедлив для любого числа параллельно включенных проводников.

Формулы для последовательного и параллельного соединения проводников позволяют во многих случаях рассчитывать сопротивление сложной цепи, состоящей из многих резисторов. На рис. 1.9.3 приведен пример такой сложной цепи и указана последовательность вычислений.

Следует отметить, что далеко не все сложные цепи, состоящие из проводников с различными сопротивлениями, могут быть рассчитаны с помощью формул для последовательного и параллельного соединения. На рис. 1.9.4 приведен пример электрической цепи, которую нельзя рассчитать указанным выше методом.

При решении задач принято преобразовывать схему, так, чтобы она была как можно проще. Для этого применяют эквивалентные преобразования. Эквивалентными называют такие преобразования части схемы электрической цепи, при которых токи и напряжения в не преобразованной её части остаются неизменными.

Существует четыре основных вида соединения проводников: последовательное, параллельное, смешанное и мостовое.

Последовательное соединение

Последовательное соединение – это такое соединение, при котором сила тока на всем участке цепи одинакова. Ярким примером последовательного соединения является старая елочная гирлянда. Там лампочки подключены последовательно, друг за другом. Теперь представьте, одна лампочка перегорает, цепь нарушена и остальные лампочки гаснут. Выход из строя одного элемента, ведет за собой отключение всех остальных, это является существенным недостатком последовательного соединения.

При последовательном соединении сопротивления элементов суммируются.

Параллельное соединение

Параллельное соединение – это соединение, при котором напряжение на концах участка цепи одинаково. Параллельное соединение наиболее распространено, в основном потому, что все элементы находятся под одним напряжением, сила тока распределена по-разному и при выходе одного из элементов все остальные продолжают свою работу.

При параллельном соединении эквивалентное сопротивление находится как:

В случае двух параллельно соединенных резисторов

В случае трех параллельно подключенных резисторов:

Смешанное соединение

Смешанное соединение – соединение, которое является совокупностью последовательных и параллельных соединений. Для нахождения эквивалентного сопротивления нужно, “свернуть” схему поочередным преобразованием параллельных и последовательных участков цепи.

Сначала найдем эквивалентное сопротивление для параллельного участка цепи, а затем прибавим к нему оставшееся сопротивление R 3 . Следует понимать, что после преобразования эквивалентное сопротивление R 1 R 2 и резистор R 3 , соединены последовательно.

Итак, остается самое интересное и самое сложное соединение проводников.

Мостовая схема

Мостовая схема соединения представлена на рисунке ниже.

Для того чтобы свернуть мостовую схему, один из треугольников моста, заменяют эквивалентной звездой.

И находят сопротивления R 1 , R 2 и R 3 .

Последовательное и параллельное соединение резисторов.

Как я и обещал в статье про переменные резисторы (ссылка), сегодня речь пойдет о возможных способах соединения, в частности о последовательном соединении резисторов и о параллельном.

Последовательное соединение резисторов.

Давайте начнем с рассмотрения цепей, элементы которой соединены последовательно. И хоть мы и будем рассматривать только резисторы в качестве элементов цепи в данной статье, но правила, касающиеся напряжений и токов при разных соединениях будут справедливы и для других элементов. Итак, первая цепь, которую мы будем разбирать выглядит следующим образом:

Здесь у нас классический случай последовательного соединения — два последовательно включенных резистора. Но не будем забегать вперед и рассчитывать общее сопротивление цепи, а для начала рассмотрим все напряжения и токи. Итак, первое правило заключается в том, что протекающие по всем проводникам токи при последовательном соединении равны между собой:

I = I_1 = I_2

А для определения общего напряжения при последовательном соединении, напряжения на отдельных элементах необходимо просуммировать:

U = U_1 + U_2

В то же время, по закону Ома для напряжений, сопротивлений и токов в данной цепи справедливы следующие соотношения:

U_1 = I_1R_1 = IR_1

U_2 = I_2R_2 = IR_2

Тогда для вычисления общего напряжения можно будет использовать следующее выражение:

U = U_1 + U_2 = IR_2 + IR_2 = I(R_1 + R_2)

Но для общего напряжение также справедлив закон Ома:

U = IR_0

Здесь R_0 — это общее сопротивление цепи, которое исходя из двух формул для общего напряжения равно:

R_0 = R_1 + R_2

Таким образом, при последовательном соединении резисторов общее сопротивление цепи будет равно сумме сопротивлений всех проводников.

Например для следующей цепи:

Общее сопротивление будет равно:

R_0 = R_1 + R_2 + R_3 + R_4 + R_5 + R_6 + R_7 + R_8 + R_9 + R_{10}

Количество элементов значения не имеет, правило, по которому мы определяем общее сопротивление будем работать в любом случае 🙂 А если при последовательном  соединении все сопротивления равны (R_1 = R_2 = … = R), то общее сопротивление цепи составит:

R_0 = nR

В данной формуле n равно количеству элементов цепи. С последовательным соединением резисторов мы разобрались, давайте перейдем к параллельному.

Параллельное соединение резисторов.

При параллельном соединении напряжения на проводниках равны:

U_1 = U_2 = U

А для токов справедливо следующее выражение:

I = I_1 + I_2

То есть общий ток разветвляется на две составляющие, а его значение равно сумме всех составляющих. По закону Ома:

I_1 = \frac{U_1}{R_1} = \frac{U}{R_1}

I_2 = \frac{U_2}{R_2} = \frac{U}{R_2}

Подставим эти выражения в формулу общего тока:

I = \frac{U}{R_1} + \frac{U}{R_2} = U\medspace (\frac{1}{R1} + \frac{1}{R2})

А по закону Ома ток:

I = \frac{U}{R_0}

Приравниваем эти выражения и получаем формулу для общего сопротивления цепи:

\frac{1}{R_0} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}

Данную формулу можно записать и несколько иначе:

R_0 = \frac{R_1R_2}{R_1 + R_2}

Таким образом, при параллельном соединении проводников величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.

Аналогичная ситуация будет наблюдаться и при большем количестве проводников, соединенных параллельно:

\frac{1}{R_0} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} + \frac{1}{R_4} + \frac{1}{R_5} + \frac{1}{R_6}

Смешанное соединение резисторов.

Помимо параллельного и последовательного соединений резисторов существует еще смешанное соединение. Из названия уже понятно, что при таком соединении в цепи присутствуют резисторы, соединенные как параллельно, так и последовательно. Вот пример такой цепи:

Давайте рассчитаем общее сопротивление цепи. Начнем с резисторов R_1 и R_2 — они соединены параллельно. Мы можем рассчитать общее сопротивление для этих резисторов и заменить их в схеме одним единственным резистором R_{1-2}:

R_{1-2} = \frac{R1\cdot R2}{R1 + R2} = 1

Теперь у нас образовались две группы последовательно соединенных резисторов:

Заменим эти две группы двумя резисторами, сопротивление которых равно:

R_{1-2-3} = R_{1-2} + R_3 = 5

R_{4-5} = R_4 + R_5 = 24

Как видите, схема стала уже совсем простой 🙂 Заменим группу параллельно соединенных резисторов R_{1-2-3} и R_{4-5}  одним резистором R_{1-2-3-4-5}:

R_{1-2-3-4-5}\enspace = \frac{R_{1-2-3}\medspace\cdot R_{4-5}}{R_{1-2-3} + R_{4-5}} = \frac{5\cdot24}{5 + 24} = 4.14

И в итоге у нас на схеме осталось только два резистора соединенных последовательно:

Общее сопротивление цепи получилось равным:

R_0 = R_{1-2-3-4-5}\medspace +\medspace R_6 = 4.14 + 10 = 14.14

Таким вот образом достаточно большая схема свелась к простейшему последовательному соединению двух резисторов!

Тут стоит отметить, что некоторые схемы невозможно так просто преобразовать и определить общее сопротивление — для таких схем нужно использовать правила Кирхгофа, о которых мы обязательно поговорим в будущих статьях. А сегодняшняя статья на этом подошла к концу, до скорых встреч на нашем сайте!

Суммарное сопротивление при последовательном соединении. Последовательное и параллельное соединение сопротивлений

Все известные виды проводников обладают определенными свойствами, в том числе и электрическим сопротивлением. Это качество нашло свое применение в резисторах, представляющих собой элементы цепи с точно установленным сопротивлением. Они позволяют выполнять регулировку тока и напряжения с высокой точностью в схемах. Все подобные сопротивления имеют свои индивидуальные качества. Например, мощность при паралл ельном и последовательном соединении резисторов будет различной. Поэтому на практике очень часто используются различные методики расчетов, благодаря которым возможно получение точных результатов.

Свойства и технические характеристики резисторов

Как уже отмечалось, резисторы в электрических цепях и схемах выполняют регулировочную функцию. С этой целью используется закон Ома, выраженный формулой: I = U/R. Таким образом, с уменьшением сопротивления происходит заметное возрастание тока. И, наоборот, чем выше сопротивление, тем меньше ток. Благодаря этому свойству, резисторы нашли широкое применение в электротехнике. На этой основе создаются делители тока, использующиеся в конструкциях электротехнических устройств.

Помимо функции регулировки тока, резисторы применяются в схемах делителей напряжения. В этом случае закон Ома будет выглядеть несколько иначе: U = I x R. Это означает, что с ростом сопротивления происходит увеличение напряжения. На этом принципе строится вся работа устройств, предназначенных для деления напряжения. Для делителей тока используется паралл ельное соединение резисторов, а для — последовательное.

На схемах резисторы отображаются в виде прямоугольника, размером 10х4 мм. Для обозначения применяется символ R, который может быть дополнен значением мощности данного элемента. При мощности свыше 2 Вт, обозначение выполняется с помощью римских цифр. Соответствующая надпись наносится на схеме возле значка резистора. Мощность также входит в состав , нанесенной на корпус элемента. Единицами измерения сопротивления служат ом (1 Ом), килоом (1000 Ом) и мегаом (1000000 Ом). Ассортимент резисторов находится в пределах от долей ома до нескольких сотен мегаом. Современные технологии позволяют изготавливать данные элементы с довольно точными значениями сопротивления.

Важным параметром резистора считается отклонение сопротивления. Его измерение осуществляется в процентах от номинала. Стандартный ряд отклонений представляет собой значения в виде: + 20, + 10, + 5, + 2, + 1% и так далее до величины + 0,001%.

Большое значение имеет мощность резистора. По каждому из них во время работы проходит электрический ток, вызывающий нагрев. Если допустимое значение рассеиваемой мощности превысит норму, это приведет к выходу из строя резистора. Следует учитывать, что в процессе нагревания происходит изменение сопротивления элемента. Поэтому если устройства работают в широких диапазонах температур, применяется специальная величина, именуемая температурным коэффициентом сопротивления.

Для соединения резисторов в схемах используются три разных способа подключения — паралл ельное, последовательное и смешанное. Каждый способ обладает индивидуальными качествами, что позволяет применять данные элементы в самых разных целях.

Мощность при последовательном соединение

При соединение резисторов последовательно электрический ток по очереди проходит через каждое сопротивление. Значение тока в любой точке цепи будет одинаковым. Данный факт определяется с помощью закона Ома. Если сложить все сопротивления, приведенные на схеме, то получится следующий результат: R = 200+100+51+39 = 390 Ом.

Учитывая напряжение в цепи, равное 100 В, сила тока будет составлять I = U/R = 100/390 = 0,256 A.На основании полученных данных можно рассчитать мощность резисторов при последовательном соединении по следующей формуле: P = I 2 x R = 0,256 2 x 390 = 25,55 Вт.

• P 1 = I 2 x R 1 = 0,256 2 x 200 = 13,11 Вт;
• P 2 = I 2 x R 2 = 0,256 2 x 100 = 6,55 Вт;
• P 3 = I 2 x R 3 = 0,256 2 x 51 = 3,34 Вт;
• P 4 = I 2 x R 4 = 0,256 2 x 39 = 2,55 Вт.

Если сложить полученные мощность, то полная Р составит: Р = 13,11+6,55+3,34+2,55 = 25,55 Вт.

Мощность при паралл ельном соединение

При паралл ельном подключении все начала резисторов соединяются с одним узлом схемы, а концы — с другим. В этом случае происходит разветвление тока, и он начинает протекать по каждому элементу. В соответствии с законом Ома, сила тока будет обратно пропорциональна всем подключенным сопротивлениям, а значение напряжения на всех резисторах будет одним и тем же.

Прежде чем вычислять силу тока, необходимо выполнить расчет полной проводимости всех резисторов, применяя следующую формулу:

• 1/R = 1/R 1 +1/R 2 +1/R 3 +1/R 4 = 1/200+1/100+1/51+1/39 = 0,005+0,01+0,0196+0,0256 = 0,06024 1/Ом.
• Поскольку сопротивление является величиной, обратно пропорциональной проводимости, его значение составит: R = 1/0,06024 = 16,6 Ом.
• Используя значение напряжения в 100 В, по закону Ома рассчитывается сила тока: I = U/R = 100 x 0,06024 = 6,024 A.
• Зная силу тока, мощность резисторов, соединенных паралл ельно, определяется следующим образом: P = I 2 x R = 6,024 2 x 16,6 = 602,3 Вт.
• Расчет силы тока для каждого резистора выполняется по формулам: I 1 = U/R 1 = 100/200 = 0,5A; I 2 = U/R 2 = 100/100 = 1A; I 3 = U/R 3 = 100/51 = 1,96A; I 4 = U/R 4 = 100/39 = 2,56A. На примере этих сопротивлений прослеживается закономерность, что с уменьшением сопротивления, сила тока увеличивается.

Существует еще одна формула, позволяющая рассчитать мощность при паралл ельном подключении резисторов: P 1 = U 2 /R 1 = 100 2 /200 = 50 Вт; P 2 = U 2 /R 2 = 100 2 /100 = 100 Вт; P 3 = U 2 /R 3 = 100 2 /51 = 195,9 Вт; P 4 = U 2 /R 4 = 100 2 /39 = 256,4 Вт. Сложив мощности отдельных резисторов, получится их общая мощность: Р = Р 1 +Р 2 +Р 3 +Р 4 = 50+100+195,9+256,4 = 602,3 Вт.

Таким образом, мощность при последовательном и паралл ельном соединении резисторов определяется разными способами, с помощью которых можно получить максимально точные результаты.

Течение тока в электрической цепи осуществляется по проводникам, в направлении от источника к потребителям. В большинстве подобных схем используются медные провода и электрические приемники в заданном количестве, обладающие различным сопротивлением. В зависимости выполняемых задач, в электрических цепях используется последовательное и параллельное соединение проводников. В некоторых случаях могут быть применены оба типа соединений, тогда этот вариант будет называться смешанным. Каждая схема имеет свои особенности и отличия, поэтому их нужно обязательно заранее учитывать при проектировании цепей, ремонте и обслуживании электрооборудования.

Последовательное соединение проводников

В электротехнике большое значение имеет последовательное и параллельное соединение проводников в электрической цепи. Среди них часто используется схема последовательного соединения проводников предполагающая такое же соединение потребителей. В этом случае включение в цепь выполняется друг за другом в порядке очередности. То есть, начало одного потребителя соединяется с концом другого при помощи проводов, без каких-либо ответвлений.

Свойства такой электрической цепи можно рассмотреть на примере участков цепи с двумя нагрузками. Силу тока, напряжение и сопротивление на каждом из них следует обозначить соответственно, как I1, U1, R1 и I2, U2, R2. В результате, получились соотношения, выражающие зависимость между величинами следующим образом: I = I1 = I2, U = U1 + U2, R = R1 + R2. Полученные данные подтверждаются практическим путем с помощью проведения измерений амперметром и вольтметром соответствующих участков.

Таким образом, последовательное соединение проводников отличается следующими индивидуальными особенностями:

• Сила тока на всех участках цепи будет одинаковой.
• Общее напряжение цепи составляет сумму напряжений на каждом участке.
• Общее сопротивление включает в себя сопротивления каждого отдельного проводника.

Данные соотношения подходят для любого количества проводников, соединенных последовательно. Значение общего сопротивления всегда выше, чем сопротивление любого отдельно взятого проводника. Это связано с увеличением их общей длины при последовательном соединении, что приводит и к росту сопротивления.

Если соединить последовательно одинаковые элементы в количестве n, то получится R = n х R1, где R — общее сопротивление, R1 — сопротивление одного элемента, а n — количество элементов. Напряжение U, наоборот, делится на равные части, каждая из которых в n раз меньше общего значения. Например, если в сеть с напряжением 220 вольт последовательно включаются 10 ламп одинаковой мощности, то напряжение в любой из них составит: U1 = U/10 = 22 вольта.

Проводники, соединенные последовательно, имеют характерную отличительную особенность. Если во время работы отказал хотя-бы один из них, то течение тока прекращается во всей цепи. Наиболее ярким примером является , когда одна перегоревшая лампочка в последовательной цепи, приводит к выходу из строя всей системы. Для установления перегоревшей лампочки понадобится проверка всей гирлянды.

Параллельное соединение проводников

В электрических сетях проводники могут соединяться различными способами: последовательно, параллельно и комбинированно. Среди них параллельное соединение это такой вариант, когда проводники в начальных и конечных точках соединяются между собой. Таким образом, начала и концы нагрузок соединяются вместе, а сами нагрузки располагаются параллельно относительно друг друга. В электрической цепи могут содержаться два, три и более проводников, соединенных параллельно.

Если рассматривать последовательное и параллельное соединение, сила тока в последнем варианте может быть исследована с помощью следующей схемы. Берутся две лампы накаливания, обладающие одинаковым сопротивлением и соединенные параллельно. Для контроля к каждой лампочке подключается собственный . Кроме того, используется еще один амперметр, контролирующий общую силу тока в цепи. Проверочная схема дополняется источником питания и ключом.

После замыкания ключа нужно контролировать показания измерительных приборов. Амперметр на лампе № 1 покажет силу тока I1, а на лампе № 2 — силу тока I2. Общий амперметр показывает значение силы тока, равное сумме токов отдельно взятых, параллельно соединенных цепей: I = I1 + I2. В отличие от последовательного соединения, при перегорании одной из лампочек, другая будет нормально функционировать. Поэтому в домашних электрических сетях используется параллельное подключение приборов.

С помощью такой же схемы можно установить значение эквивалентного сопротивления. С этой целью в электрическую цепь добавляется вольтметр. Это позволяет измерить напряжение при параллельном соединении, сила тока при этом остается такой же. Здесь также имеются точки пересечения проводников, соединяющих обе лампы.

В результате измерений общее напряжение при параллельном соединении составит: U = U1 = U2. После этого можно рассчитать эквивалентное сопротивление, условно заменяющее все элементы, находящиеся в данной цепи. При параллельном соединении, в соответствии с законом Ома I = U/R, получается следующая формула: U/R = U1/R1 + U2/R2, в которой R является эквивалентным сопротивлением, R1 и R2 — сопротивления обеих лампочек, U = U1 = U2 — значение напряжения, показываемое вольтметром.

Следует учитывать и тот фактор, что токи в каждой цепи, в сумме составляют общую силу тока всей цепи. В окончательном виде формула, отражающая эквивалентное сопротивление будет выглядеть следующим образом: 1/R = 1/R1 + 1/R2. При увеличении количества элементов в таких цепях — увеличивается и число слагаемых в формуле. Различие в основных параметрах отличают друг от друга и источников тока, позволяя использовать их в различных электрических схемах.

Параллельное соединение проводников характеризуется достаточно малым значением эквивалентного сопротивления, поэтому сила тока будет сравнительно высокой. Данный фактор следует учитывать, когда в розетки включается большое количество электроприборов. В этом случае сила тока значительно возрастает, приводя к перегреву кабельных линий и последующим возгораниям.

Законы последовательного и параллельного соединения проводников

Данные законы, касающиеся обоих видов соединений проводников, частично уже были рассмотрены ранее.

Для более четкого их понимания и восприятия в практической плоскости, последовательное и параллельное соединение проводников, формулы следует рассматривать в определенной последовательности:

• Последовательное соединение предполагает одинаковую силу тока в каждом проводнике: I = I1 = I2.
• параллельное и последовательное соединение проводников объясняет в каждом случае по-своему. Например, при последовательном соединении, напряжения на всех проводниках будут равны между собой: U1 = IR1, U2 = IR2. Кроме того, при последовательном соединении напряжение составляет сумму напряжений каждого проводника: U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR.
• Полное сопротивление цепи при последовательном соединении состоит из суммы сопротивлений всех отдельно взятых проводников, независимо от их количества.
• При параллельном соединении напряжение всей цепи равно напряжению на каждом из проводников: U1 = U2 = U.
• Общая сила тока, измеренная во всей цепи, равна сумме токов, протекающих по всем проводникам, соединенных параллельно между собой: I = I1 + I2.

Для того чтобы более эффективно проектировать электрические сети, нужно хорошо знать последовательное и параллельное соединение проводников и его законы, находя им наиболее рациональное практическое применение.

Смешанное соединение проводников

В электрических сетях как правило используется последовательное параллельное и смешанное соединение проводников, предназначенное для конкретных условий эксплуатации. Однако чаще всего предпочтение отдается третьему варианту, представляющему собой совокупность комбинаций, состоящих из различных типов соединений.

В таких смешанных схемах активно применяется последовательное и параллельное соединение проводников, плюсы и минусы которых обязательно учитываются при проектировании электрических сетей. Эти соединения состоят не только из отдельно взятых резисторов, но и довольно сложных участков, включающих в себя множество элементов.

Смешанное соединение рассчитывается в соответствии с известными свойствами последовательного и параллельного соединения. Метод расчета заключается в разбивке схемы на более простые составные части, которые считаются отдельно, а потом суммируются друг с другом.

Параллельное соединение резисторов. При параллельном соединении резисторов нескольких приемников они включаются между двумя точками электрической цепи, образуя параллельные ветви (рис. 26, а). Заменяя

лампы резисторами с сопротивлениями R1, R2, R3, получим схему, показанную на рис. 26, б.
При параллельном соединении ко всем резисторам приложено одинаковое напряжение U. Поэтому согласно закону Ома:

I 1 =U/R 1 ; I 2 =U/R 2 ; I 3 =U/R 3 .

Ток в неразветвленной части цепи согласно первому закону Кирхгофа I = I 1 +I 2 +I 3 , или

I = U / R 1 + U / R 2 + U / R 3 = U (1/R 1 + 1/R 2 + 1/R 3) = U / R эк (23)

Следовательно, эквивалентное сопротивление рассматриваемой цепи при параллельном соединении трех резисторов определяется формулой

1/R эк = 1/R 1 + 1/R 2 + 1/R 3 (24)

Вводя в формулу (24) вместо значений 1/R эк, 1/R 1 , 1/R 2 и 1/R 3 соответствующие проводимости G эк, G 1 , G 2 и G 3 , получим: эквивалентная проводимость параллельной цепи равна сумме проводимостей параллельно соединенных резисторов :

G эк = G 1 + G 2 +G 3 (25)

Таким образом, при увеличении числа параллельно включаемых резисторов результирующая проводимость электрической цепи увеличивается, а результирующее сопротивление уменьшается.
Из приведенных формул следует, что токи распределяются между параллельными ветвями обратно пропорционально их электрическим сопротивлениям или прямо пропорционально их проводимостям. Например, при трех ветвях

I 1: I 2: I 3 = 1/R 1: 1/R 2: 1/R 3 = G 1 + G 2 + G 3 (26)

В этом отношении имеет место полная аналогия между распределением токов по отдельным ветвям и распределением потоков воды по трубам.
Приведенные формулы дают возможность определить эквивалентное сопротивление цепи для различных конкретных случаев. Например, при двух параллельно включенных резисторах результирующее сопротивление цепи

R эк =R 1 R 2 /(R 1 +R 2)

при трех параллельно включенных резисторах

R эк =R 1 R 2 R 3 /(R 1 R 2 +R 2 R 3 +R 1 R 3)

При параллельном соединении нескольких, например n, резисторов с одинаковым сопротивлением R1 результирующее сопротивление цепи Rэк будет в n раз меньше сопротивления R1, т.е.

R эк = R1 / n (27)

Проходящий по каждой ветви ток I1, в этом случае будет в п раз меньше общего тока:

I1 = I / n (28)

При параллельном соединении приемников, все они находятся под одним и тем же напряжением, и режим работы каждого из них не зависит от остальных. Это означает, что ток, проходящий по какому-либо из приемников, не будет оказывать существенного влияния на другие приемники. При всяком выключении или выходе из строя любого приемника остальные приемники остаются включенными. Поэтому параллельное соединение имеет существенные преимущества перед последовательным, вследствие чего оно получило наиболее широкое распространение. В частности, электрические лампы и двигатели, предназначенные для работы при определенном (номинальном) напряжении, всегда включают параллельно.
На электровозах постоянного тока и некоторых тепловозах тяговые двигатели в процессе регулирования скорости движения нужно включать под различные напряжения, поэтому они в процессе разгона переключаются с последовательного соединения на параллельное.

Каждый в этой жизни сталкивался с резисторами. Люди с гуманитарными профессиями, как и все, изучали в школе на уроках физики проводники электрического тока и закон Ома.

С резисторами также имеют дело студенты технических университетов и инженеры различных производственных предприятий. Перед всеми этими людьми, так или иначе, вставала задача расчёта электрической цепи при различных видах соединения резисторов. В данной статье речь пойдёт о расчёте физических параметров, характеризующих цепь.

Виды соединений

Резистор — пассивный элемент , присутствующий в каждой электрической цепи. Он предназначен для того, чтобы сопротивляться электрическому току. Существует два вида резисторов:

1. Постоянные.
2. Переменные.

Зачем же спаивать проводники друг с другом? Например, если для какой-то электрической цепи нужно определённое сопротивление. А среди номинальных показателей нужного нет. В таком случае необходимо подобрать элементы схемы с определёнными значениями сопротивления и соединить их. В зависимости от вида соединения и сопротивлений пассивных элементов мы получим какое-то определённое сопротивление цепи. Оно называется эквивалентным. Его значение зависит от вида спайки проводников. Существует три вида соединения проводников:

1. Последовательное.
2. Параллельное.
3. Смешанное.

Значение эквивалентного сопротивления в цепи считается достаточно легко. Однако, если резисторов в схеме очень много, то лучше воспользоваться специальным калькулятором, который считает это значение. При ведении расчёта вручную, чтобы не допускать ошибок, необходимо проверять, ту ли формулу вы взяли.

Последовательное соединение проводников

В последовательной спайке резисторы идут как бы друг за другом. Значение эквивалентного сопротивления цепи равно сумме сопротивлений всех резисторов. Особенность схем с такой спайкой заключается в том, что значение тока постоянно . Согласно закону Ома, напряжение в цепи равно произведению тока и сопротивления. Так как ток постоянен, то для вычисления напряжения на каждом резисторе, достаточно перемножить значения. После этого необходимо сложить напряжения всех резисторов, и тогда мы получим значение напряжения во всей цепи.

Расчёт очень простой. Так как с ним имеют дело в основном инженеры-разработчики, то для них не составит труда сосчитать всё вручную. Но если резисторов очень много, то проще воспользоваться специальным калькулятором.

Примером последовательного соединения проводников в быту является ёлочная гирлянда.

Параллельное соединение резисторов

При параллельном соединении проводников эквивалентное сопротивление в цепи считается по-другому. Немного сложнее, чем при последовательном.

Его значение в таких цепях равняется произведению сопротивлений всех резисторов, делённому на их сумму. А также есть и другие варианты этой формулы. Параллельное соединение резисторов всегда снижает эквивалентное сопротивление цепи. То есть, его значение всегда будет меньше, чем наибольшее значение какого-то из проводников.

В таких схемах значение напряжения постоянно . То есть значение напряжения во всей цепи равно значениям напряжений каждого из проводников. Оно задаётся источником напряжения.

Сила тока в цепи равна сумме всех токов, протекающих через все проводники. Значение силы тока, протекающего через проводник. равно отношению напряжения источника к сопротивлению этого проводника.

Примеры параллельного соединения проводников:

1. Освещение.
2. Розетки в квартире.
3. Производственное оборудование.

Для расчёта схем с параллельным соединением проводников лучше пользоваться специальным калькулятором. Если в схеме много резисторов, спаянных параллельно, то гораздо быстрее вы посчитаете эквивалентное сопротивление с помощью этого калькулятора.

Смешанное соединение проводников

Этот вид соединения состоит из каскадов резисторов . Например, у нас есть каскад из 10 проводников, соединённых последовательно, и после него идёт каскад из 10 проводников, соединённых параллельно. Эквивалентное сопротивление этой схемы будет равно сумме эквивалентных сопротивлений этих каскадов. То есть, по сути, здесь последовательное соединение двух каскадов проводников.

Многие инженеры занимаются оптимизацией различных схем. Её целью является уменьшение количества элементов в схеме за счёт подбора других, с подходящими значениями сопротивлений. Сложные схемы разбиваются на несколько небольших каскадов, ведь так гораздо проще вести расчёты.

Сейчас, в двадцать первом веке, инженерам стало гораздо проще работать. Ведь несколько десятилетий назад все расчёты производились вручную. А сейчас программисты разработали специальный калькулятор для расчёта эквивалентного сопротивления цепи. В нём запрограммированы формулы, по которым ведутся расчёты.

В этом калькуляторе можно выбрать вид соединения, и потом ввести в специальные поля значения сопротивлений. Через несколько секунд вы уже увидите это значение.

Элементы электрической цепи можно соединить двумя способами. Последовательное соединение подразумевает подключение элементов друг к другу, а при параллельном соединении элементы являются частью параллельных ветвей. Способ соединения резисторов определяет метод вычисления общего сопротивления цепи.

Шаги

Последовательное соединение

Определите, является ли цепь последовательной. Последовательное соединение представляет собой единую цепь без каких-либо разветвлений. Резисторы или другие элементы расположены друг за другом.

Сложите сопротивления отдельных элементов. Сопротивление последовательной цепи равно сумме сопротивлений всех элементов, входящих в эту цепь. Сила тока в любых частях последовательной цепи одна и та же, поэтому сопротивления просто складываются.

• Например, последовательная цепь состоит из трех резисторов с сопротивлениями 2 Ом, 5 Ом и 7 Ом. Общее сопротивление цепи: 2 + 5 + 7 = 14 Ом.

Параллельное соединение

1. Определите, является ли цепь параллельной. Параллельная цепь на некотором участке разветвляется на несколько ветвей, которые затем снова соединяются. Ток течет по каждой ветви цепи.

   Вычислите общее сопротивление на основе сопротивления каждой ветви. Каждый резистор уменьшает силу тока, проходящего через одну ветвь, поэтому она оказывает небольшое влияние на общее сопротивление цепи. Формула для вычисления общего сопротивления: , где R 1 – сопротивление первой ветви, R 2 – сопротивление второй ветви и так далее до последней ветви R n .

   Вычислите сопротивление по известной силе тока и напряжению. Сделайте это, если сопротивление каждого элемента цепи не известно.

   Подставьте известные значения в формулу закона Ома. Если известны значения общей силы тока и напряжения в цепи, общее сопротивление вычисляется по закону Ома: R = V/I.

   • Например, напряжение в параллельной цепи равно 9 В, а общая сила тока равна 3 А. Общее сопротивление: R O = 9 В / 3 А = 3 Ом.

2. Поищите ветви с нулевым сопротивлением. Если у ветви параллельной цепи вообще нет сопротивления, то весь ток будет течь через такую ветвь. В этом случае общее сопротивление цепи равно 0 Ом.

Комбинированное соединение

Разбейте комбинированную цепь на последовательную и параллельную. Комбинированная цепь включает элементы, которые соединены как последовательно, так и параллельно. Посмотрите на схему цепи и подумайте, как разбить ее на участки с последовательным и параллельным соединением элементов. Обведите каждый участок, чтобы упростить задачу по вычислению общего сопротивления.

• Например, цепь включает резистор, сопротивление которого равно 1 Ом, и резистор, сопротивление которого равно 1,5 Ом. За вторым резистором схема разветвляется на две параллельные ветви – одна ветвь включает резистор с сопротивлением 5 Ом, а вторая – с сопротивлением 3 Ом. Обведите две параллельные ветви, чтобы выделить их на схеме цепи.

Расположение выводов разъема последовательного порта RS232

RS-232 — это стандарт последовательной связи, который обеспечивает возможности асинхронной и синхронной связи, такие как аппаратное управление потоком данных, программное управление потоком и проверка четности. Он широко используется на протяжении десятилетий. Практически все редукторы, приборы с цифровым интерфейсом управления и устройства связи оснащены интерфейсом RS-232. Типичная скорость передачи для соединения RS-232 составляет 9600 бит / с на максимальном расстоянии 15 метров.

В следующем документе описываются функции контактов 9- и 25-контактных разъемов Sub-D RS232, используемых в последовательной связи. Контакты на изображениях показаны со стороны контактов (не со стороны припоя или печатной платы). Штекерные разъемы используются на стороне DTE (оконечного оборудования данных) или ПК. Гнездовые гнезда находятся на стороне DCE (оборудование передачи данных) или на стороне модема.

Используя компонент последовательного порта ActiveXperts, вы можете отправлять и получать данные и управлять портом RS232.

Разъем RS232, 9 контактов (DB-9)

25-контактный разъем RS232 (DB-25)

Последовательное прямое кабельное соединение, DB9, DB25, COM-порты и выводы

В этой статье рассматриваются популярные последовательные порты, на рабочих станциях, серверов, и портативных компьютеров, компьютеров.Мы охватываем последовательную передачу данных , распиновку порта , скорость порта , типы последовательного интерфейса (DB9 и DB25) , нуль-модемные кабели и многое другое.

Последовательное прямое соединение — это тот, который использует COM-порты ваших компьютеров. На каждом компьютере есть как минимум два COM-порта, COM1 и COM2. «COM» означает «Связь». Его распиновка намного проще по сравнению с параллельным портом, но скорость также намного ниже.

Чтобы дать вам представление о том, насколько быстрым (или медленным) является последовательный порт, в лучшем случае вы получите от 12 до 14 КБ в секунду. Это довольно медленно, когда вы привыкли к сетевому подключению, но позвольте мне показать вам, как передаются последовательные данные, чтобы вы также могли понять, почему это намного медленнее:

Рисунок 1. Передача данных через последовательный порт

Изображение выше дает вам представление о том, как передаются последовательные данные. Каждый пронумерованный цветной блок отправляется с ПК 1 на ПК 2.ПК 2 получит данные в том же порядке, в котором они были отправлены, другими словами, он получит сначала блок данных 1, а затем 2, вплоть до блока 7. Это довольно хорошее представление потока данных в последовательном кабеле. Последовательные порты передают данные последовательно по одной паре проводов (остальные провода используются для управления передачей).

По-другому вы можете думать об этом, как об однополосной дороге, где дорога достаточно широкая, чтобы вмещать только одну машину за раз (один блок данных за раз в нашем примере выше), поэтому вы можете представить, что дорога не может обрабатывать несколько авто в свое время.

Последовательный порт

Большинство новых компьютеров имеют два COM-порта с 9 контактами в каждом; это штекерные разъемы DB-9. На более старых компьютерах будет один штекер DB-9 и один штекер DB-25. 25-контактный штекер почти такой же, как 9-контактный, только больше.

Давайте посмотрим на последовательный порт, чтобы понять, о чем мы говорим:

Рисунок 2. Физический последовательный интерфейс — DB-9 (обычно COM1) и DB-25 (обычно COM2)

Для разъемов DB-9 и DB-25 используются разные распиновки, и мы рассмотрим их чуть позже.Давайте еще раз взглянем на COM-порты нового компьютера:

Рисунок 3. Последовательные порты (COM1 и COM2)

Обратите внимание на COM-порты, они оба разъема DB-9, DB-25 больше нет! Разъем над двумя синими COM-портами — это LPT или параллельный порт.

Последовательный порт компьютера может работать с разной скоростью, что позволяет нам подключать различные устройства, которые обмениваются данными с компьютером на разной скорости. В следующей таблице показаны скорости, с которыми могут работать последовательные порты большинства компьютеров, и сколько КБ / с они переводят:

Рисунок 4.Скорость последовательного порта (бит / сек) и скорость передачи данных

Теперь посмотрим на распиновку разъемов DB-9 и DB-25:

Рисунок 5. Распиновка последовательного COM-порта для последовательных интерфейсов DB-9 и DB-25

Кабель последовательной передачи данных

Все, что осталось, это распиновка, необходимая, чтобы позволить нам использовать последовательный кабель для прямого подключения. Для этого типа кабеля есть специальный термин, который называется «нуль-модемный» кабель, что в основном означает, что вам нужно пересекать TX и RX.Потому что у вас могут быть разные конфигурации, например DB-9 в DB-9, DB-9 в DB-25 и DB-25 в DB-25, я создал разные таблицы, чтобы показать вам распиновку для каждого из них:

1) DB-9 до DB-9 . Вы используете эту конфигурацию, когда вам нужен кабель с разъемом DB-9 на каждом конце:

Рисунок 6. Нуль-модемный кабель DB-9 — DB-9 (последовательный)

2) DB-9 до DB-25 . Вы используете эту конфигурацию, когда вам нужен кабель с одним разъемом DB-9 и одним разъемом DB-25 на обоих концах:

Рисунок 7.Кабель нуль-модема DB-9 — DB-25 (последовательный)

3) DB-25 до DB-25 . Вы используете эту конфигурацию, когда вам нужен кабель с разъемом DB-25 на каждом конце:

Рисунок 8. Кабель нуль-модема DB-25 — DB-25 (последовательный)

Ну, это почти все, что касается прямого последовательного подключения через нуль-модемный кабель.

Если вы используете стороннее программное обеспечение для подключения своих компьютеров, вы, вероятно, не столкнетесь с большими проблемами, но если вы используете программное обеспечение Windows, убедитесь, что у вас есть уникальные имена для каждого из ваших компьютеров, потому что Windows будет обрабатывать прямое соединение. как «сетевое» соединение.Это означает, что вы сможете видеть другой компьютер через сетевое окружение.

Далее — Порты LPT — Параллельное прямое кабельное соединение и выводы или Назад к разделу сетевых кабелей

Информация о расположении выводов адаптера последовательного порта с RJ-45 на DB-9 | Руководство по аппаратному обеспечению универсальной платформы маршрутизации MX2020

Консольный порт представляет собой последовательный интерфейс RS-232, который использует Разъем RJ-45 для подключения к устройству управления, например к ноутбуку или настольный ПК. Если на вашем ноутбуке или настольном ПК нет DB-9 штекерный разъем разъема, и вы хотите подключить свой ноутбук или настольный компьютер ПК к устройству используйте комбинацию переходника разъема RJ-45 — DB-9. вместе с переходником USB на DB-9.

В таблице 1 представлены информация о распиновке для адаптера последовательного порта RJ-45 — DB-9.

AutomationDirect — схемы подключения кабелей

Аппаратное обеспечение ПЛК

D0-CBL Экранированный кабель RS-232 RJ12 — RJ12, схема подключения

Подключение кабелей связи D2-250 к D2-240 через RS-232

Подключение кабелей связи D2-250 к D2-250 с использованием RS-232 или RS-422

Подключение D2-250 к последовательному модему через RS-232

D2-250 к последовательному принтеру / терминалу данных через RS-232

D3-350 к последовательному принтеру / терминалу данных через RS-232

Подключение энкодеры к D2-CTRINT

D2-250 — D2-250 RS-485 с FA-ISONET

D2-DSCBL-2 распиновка для использования удаленного ввода / вывода на ПЛК D2-250, D2-250-1 или D2-260

Схема подключения FA-ISOCON к ПК

DL-250 Кабель порта 2 (D2-DSCBL-2)

D4-IOCBL-1 Цветовой код кабеля

Кабели для программирования ПЛК Koyo
Таблица, показывающая кабели связи для каждого ПЛК

Терминальные адаптеры последовательного порта:

• ZL-RTB-RJ12 (для DL05, DL06, D2-240 (порт 2), D2-250 (-1), D2-260, P3K, Click, Do-More)
• ZL-CMA15, ZL-CMA15L (для DL06, D2-250 (-1), D2-260)
• ZL-RTB-DB25 (для D4-450)

Интерфейс оператора

Кабели связи и электрические схемы ПЛК C-more

Кабели связи и электрические схемы ПЛК C-more Micro

DL05 Порт 2 к DV1000 или C-More Micro
Как построить кабель для использования порта 2 DL05 для связи C-More Micro / DV1000 / D2-HPP

Системы подключения

Таблицы данных вкладыша продукта ZipLink

Датчики

Электропроводка Схема для 4-проводных датчиков NPN и PNP с D2-16ND3-2

Электропроводка Схема для двухпроводных датчиков NPN и PNP с D2-16ND3-2

Электропроводка Схема для 3-проводных датчиков NPN и PNP с D2-16ND3-2

Электропроводка Схема для датчиков индуктивного и фотоэлектрического типа с датчиком D2-16NA

Приводы

GS-1 Связь

Терминальные адаптеры последовательного порта GS-1: ZL-RTB-RJ12, ZL-CDM-RJ12X4, ZL-CDM-RJ12X10

Проводка GS-1

GS-2 Связь

Терминальные адаптеры последовательного порта GS-2: ZL-RTB-RJ12, ZL-CDM-RJ12X4, ZL-CDM-RJ12X10

Проводка GS-2

DuraPulse Communications

Терминальные адаптеры последовательного порта DuraPulse: ZL-RTB-RJ12, ZL-CDM-RJ12X4, ZL-CDM-RJ12X10

Жесткий монтаж DuraPulse

Устаревшие продукты

Интерфейс оператора

Проводные соединения DirectTouch RS422 с ПЛК Koyo (DirectLogic)

Проводные соединения DirectTouch RS422 с AB SLC 503 и 504

Подключение DirectTouch RS422 к F2-UNICON Преобразователь RS232 в RS422 / 485

Подключение DirectTouch RS422 к FA-ISONET Преобразователь RS232 в RS422 / 485

Проводные соединения EZTouch / EZText RS422 / 485 с ПЛК Koyo (DirectLogic)

Подключение проводов EZTouch / EZText RS422 к порту RS232 AB SLC

Распиновка кабеля EZ Touch / EZ Text для подключения к ПЛК Omron

Подключение EZTouch / EZText к FA-UNICON Преобразователь RS232 в RS422 / 485

Подключение EZTouch / EZText к FA-ISONET Преобразователь RS232 в RS422 / 485

Панель DirectTouch к порту 05, 105, 205, 450, 350 RJ-12

Панель Optimate для Modicon Micro PLC RJ-45

Серия Optimate OP-400 для ПЛК AB Micrologix с 8-контактным разъемом Mini DIN

Приводы

Распиновка ICS-1 и ICS-3

Продукты связи

Схема подключения кабеля дистанционного радиоуправления CR-SEBX / SEHX

К началу

Как работают последовательные порты | HowStuffWorks

Все компьютерные операционные системы, используемые сегодня, поддерживают последовательные порты, поскольку последовательные порты существуют уже несколько десятилетий.Параллельные порты являются более поздним изобретением и намного быстрее последовательных портов. Портам USB всего несколько лет, и они, вероятно, полностью заменят как последовательные, так и параллельные порты в течение следующих нескольких лет.

Название «последовательный» происходит от того факта, что последовательный порт «сериализует» данные. То есть он принимает байт данных и передает 8 бит в байте по одному. Преимущество состоит в том, что для последовательного порта требуется только один провод для передачи 8 бит (в то время как для параллельного порта требуется 8). Недостатком является то, что для передачи данных требуется в 8 раз больше времени, чем при использовании 8 проводов.Последовательные порты снижают стоимость кабеля и уменьшают размер кабеля.

Перед каждым байтом данных последовательный порт отправляет стартовый бит, который представляет собой единственный бит со значением 0. После каждого байта данных он отправляет стоповый бит, чтобы сигнализировать, что байт завершен. Он также может послать бит четности.

Последовательные порты, также называемые портами связи (COM) , являются двунаправленными . Двунаправленная связь позволяет каждому устройству как принимать данные, так и передавать их. Последовательные устройства используют разные контакты для приема и передачи данных — использование одних и тех же контактов ограничит связь полудуплексом , что означает, что информация может перемещаться только в одном направлении за раз.Использование разных контактов обеспечивает полнодуплексную связь с , при которой информация может перемещаться в обоих направлениях одновременно.

Последовательные порты полагаются на специальную микросхему контроллера, универсальный асинхронный приемник / передатчик (UART) , для правильной работы. Микросхема UART принимает параллельный вывод системной шины компьютера и преобразует его в последовательную форму для передачи через последовательный порт. Чтобы работать быстрее, большинство микросхем UART имеют встроенный буфер объемом от 16 до 64 килобайт.Этот буфер позволяет микросхеме кэшировать данные, поступающие с системной шины, пока он обрабатывает данные, поступающие на последовательный порт. В то время как большинство стандартных последовательных портов имеют максимальную скорость передачи 115 Кбит / с (килобит в секунду), высокоскоростные последовательные порты, такие как Enhanced Serial Port (ESP) и Super Enhanced Serial Port (Super ESP) , могут достигать передачи данных. скорости 460 Кбит / с.

Подключение к последовательной консоли устройства DataPower Gateway

Вопрос

Как мне подключиться к последовательной консоли моего устройства DataPower Gateway?

Ответ

Для подключения к последовательному порту на устройстве WebSphere

Требуемое оборудование:

1. Последовательный кабель, поставляемый с устройством
1. 7199/7198/2426 (9005), 8436 IDG (9006) или 8441 IDGx2 пришел с RJ45 для последовательный кабель и кабель USB — RJ45.
   ПРИМЕЧАНИЯ:
   1) Устройства 7198/7199 имеют последовательный порт в стиле RJ45.
   2) Вы НЕ МОЖЕТЕ подключить последовательный порт RJ45 к порту Ethernet на рабочей станции.
   3) Для подключения может использоваться только последовательный порт на устройстве:
   Последовательный порт — это порт «A» в дальнем левом углу устройства на этих схемах для типов устройств 7198/7198, 2426 и 8436:

   
   

   Последовательный порт указан под номером 2 на этой схеме для типа машины 8441
   

2. Компьютер рабочей станции с последовательным портом или преобразователем USB в последовательный.
   Примечание: При использовании преобразователя USB в последовательный порт убедитесь, что драйверы установлены на рабочей станции.
3. Последовательный эмулятор по вашему выбору, например HyperTerminal, Putty и т. Д.
4. Подключите кабель к рабочей станции и последовательному порту на передней панели устройства.
5. Подтвердите использование COM-порта в эмуляторе:
   В Windows откройте диспетчер устройств, затем разверните раздел «Порты (COM и LPT)». Это отобразит доступные последовательные порты, и при использовании адаптера USB-последовательный порт должно отображаться имя адаптера, если адаптер подключен и драйверы установлены правильно.
6. Настройте эмулятор, используя следующие параметры:
1. COM-порт
2. Скорость (бод): 9600 (для 7199, 7198 или 2426) или 115200 (для IDG 8436 и 8441)
3. Биты данных: 8
4. Стоп-биты: 1
5. Четность: Нет
6. Управление потоком: Нет
7. Щелкните: подключиться к эмулятору, чтобы активировать соединение, затем нажмите «Enter» на экране эмулятора, чтобы увидеть текущую подсказку.

[{«Продукт»: {«код»: «SS9h3Y», «ярлык»: «IBM DataPower Gateway»}, «Бизнес-подразделение»: {«код»: «BU053», «ярлык»: «Облачная платформа и платформа данных» }, «Компонент»: «Общие», «Платформа»: [{«код»: «PF009», «метка»: «Прошивка»}], «Версия»: «7.7; 7.6; 7.5.2; 7.5.1; 7.5; 7.2; 7.1; 7.0.0 «,» Редакция «:» Независимая редакция «,» Сфера деятельности «: {» код «:» LOB45 «,» этикетка » : «Автоматизация»}}]

RS-485 | Устройства CUI

В мире доступных последовательных интерфейсов может быть трудно понять их различия и понять, когда использовать каждый из них. Как всегда говорил мой любимый профессор инженерного дела: «В стандартах замечательно то, что их так много, из чего можно выбирать.«Сегодняшние энкодеры умнее и продвинутее, чем когда-либо прежде, что требует от инженеров отказаться от более простых квадратурных инкрементальных датчиков и использовать высокоскоростные абсолютные энкодеры с последовательными интерфейсами. А для приложений в промышленной сфере не все последовательные интерфейсы созданы одинаковыми. Соответствуя требованиям как высокой скорости, так и промышленной надежности, последовательный интерфейс RS-485 стал широко применяемым интерфейсом для датчиков вращения и другого оборудования для управления движением.

Что такое RS-485?

RS-485 — это промышленная спецификация, определяющая электрический интерфейс и физический уровень для двухточечной связи электрических устройств.Стандарт RS-485 допускает прокладку кабелей на больших расстояниях в электрически зашумленных средах и может поддерживать несколько устройств на одной шине.

Когда, зачем и где использовать RS-485

RS-485 использовался в широком спектре компьютерных систем автоматизации, начиная с момента создания стандарта в 1998 году. Благодаря стандарту, допускающему многоабонентскую (несколько устройств на одной шине) и большие длины кабелей, это легко понять его частое использование в промышленной сфере и в сфере автоматизации.RS-485 также можно найти в кинотеатрах, где множество устройств разбросано по огромному пространству.

Кроме того, помехозащищенность, обеспечиваемая стандартом RS-485, делает интерфейс очень универсальным. Инженеры не только используют его для прокладки кабелей на большие расстояния, но и внедряют в приложения, такие как автомобильная промышленность, где неясно, какой шум может возникнуть в конечном приложении. Возможность использования RS-485 на высоких скоростях, при большой длине кабеля, в электрически зашумленной среде и с несколькими устройствами на одной шине делает его разумной реализацией для большинства приложений, требующих последовательного интерфейса.

Стандарт RS-485

RS-485, также известный как TIA-485 или EIA-485, — это стандарт, определяющий электрические характеристики драйверов и приемников для протокола связи. Модель взаимодействия открытых систем (OSI) пытается охарактеризовать различные уровни системы связи от конечного приложения до электрических уровней и, наконец, до физического уровня, рис. 1.

взаимодействия открытых систем (OSI) Физический уровень модели OSI

Физический уровень модели OSI отвечает за передачу необработанных данных между устройством и физической средой передачи.Он обрабатывает преобразование электрических сигналов в цифровые данные, определяя напряжения, синхронизацию, скорость передачи данных и т. Д.

RS-485 использует две сигнальные линии, «A» и «B», которые должны быть симметричными и дифференциальными. Симметричные сигналы — это две линии, которые делят пару в кабеле витой пары с одинаковым импедансом на каждой линии. Наряду с согласованным импедансом линий также должен быть согласован импеданс на приемнике и передатчике. На рисунке 2 показана типичная многоточечная сеть RS-485, в которой каждое устройство имеет дифференциальный приемопередатчик RS-485, а связь между устройствами состоит из кабелей с витой парой и согласующих резисторов.

Обратите внимание: существуют различные топологии, которые можно использовать для организации устройств, потому что не все сети созданы одинаковыми, а требования к оконечной нагрузке, а также расположение устройств будут различаться. Например, на Рисунке 2 ниже заделка используется только в начале и конце кабеля.

Сбалансированная кабельная разводка позволяет снизить уровень шума при использовании дифференциальных сигналов. Эти сигналы «A» и «B» называются дифференциальной парой; один из сигналов соответствует исходному сигналу, а другой полностью инвертирован, поэтому его иногда называют дополнительным сигналом.

В несимметричном интерфейсе приемник связывает сигнал с землей и определяет состояние сигнала на основе заранее определенных уровней напряжения (они называются логическими уровнями, поскольку они определяют, является ли сигнал высоким или низким). Однако на больших расстояниях между кабелями, когда напряжение имеет тенденцию падать, а скорость нарастания нарастания уменьшается, часто возникают ошибки сигнала. В дифференциальном приложении хост генерирует исходный несимметричный сигнал, который затем поступает на дифференциальный передатчик.Этот передатчик создает дифференциальную пару, передаваемую по кабелю. При генерировании двух сигналов приемник больше не связывает уровень напряжения с землей, а вместо этого связывает сигналы друг с другом. Это означает, что вместо того, чтобы искать конкретные уровни напряжения, приемник всегда смотрит на разницу между двумя сигналами. Затем дифференциальный приемник преобразует пару сигналов обратно в один несимметричный сигнал, который может быть интерпретирован ведущим устройством с использованием надлежащих логических уровней, требуемых узлом, рисунок 3.Этот тип интерфейса также позволяет устройствам с разными уровнями напряжения работать вместе посредством обмена данными между дифференциальными приемопередатчиками. Все это работает вместе, чтобы преодолеть деградацию сигнала, которая могла бы возникнуть в несимметричном приложении при больших расстояниях прокладки кабеля.

. Ухудшение сигнала — не единственная проблема, которая возникает при больших расстояниях прокладки кабелей. Чем длиннее кабельная разводка в системе, тем выше вероятность того, что электрические помехи и помехи попадут на кабели и, в конечном итоге, в электрическую систему.Когда шум попадает в кабели, он проявляется в виде напряжения различной величины, но преимущество использования сбалансированного кабеля витой пары состоит в том, что шум передается на кабель одинаково на каждой линии. Например, положительный скачок напряжения 1 В приведет к +1 В на А и +1 В на В. Поскольку дифференциальный приемник вычитает сигналы друг из друга, чтобы получить восстановленный сигнал, он будет игнорировать шум, одинаково показанный на обоих проводах. , Рисунок 4. Способность дифференциального приемника игнорировать напряжения, одинаковые на обеих сигнальных линиях, называется подавлением синфазного сигнала.

Одним из других основных преимуществ RS-485 на физическом уровне является спецификация напряжения сигнала. RS-485 не требует использования определенного напряжения на шине, но вместо этого определяет минимально необходимое дифференциальное напряжение, которое представляет собой разность между напряжениями сигналов A и B. Для шины требуется минимальное дифференциальное напряжение +/- 200 мВ на приемнике, и, как правило, все устройства RS-485 будут иметь одинаковый диапазон входного напряжения, несмотря на передачу при различных напряжениях.Это означает, что любое устройство RS-485 может принимать напряжение в диапазоне от -7 до 12 В, поэтому инженер может спроектировать хост-систему с любым напряжением передачи в этом диапазоне. Это позволяет разработчикам создавать системы RS-485, используя существующие напряжения на плате.

При этом важно проверить спецификации продукта, чтобы убедиться, что устройство поддерживает полный диапазон напряжений стандарта. Например, кодеры RS-485 от CUI Devices используют на плате 3,3 В, поэтому они используют RS-485 3.Передатчик 3 В. Однако они также допускают входное напряжение от 0 до 12 В. Это позволяет им без проблем использовать одну и ту же шину RS-485 при нескольких различных напряжениях передачи от 0 до 12 В, если может быть соблюдено минимальное дифференциальное напряжение +/- 200 мВ. как на приемнике, так и на передатчике. Это особенно важно, потому что с увеличением длины кабеля падает напряжение на сигнальных линиях. Хост-устройство может передавать с дифференциальным напряжением +/- 1 В, но при большой длине кабеля это напряжение может уменьшаться до +/- 200 мВ, что по-прежнему вполне приемлемо для RS-485, рисунок 5.

Канальный уровень модели OSI

RS-485 — это дуплексная система связи, в которой несколько устройств на одной шине могут обмениваться данными в обоих направлениях. RS-485 чаще всего используется как полудуплекс, как показано на рисунках выше, только с одной линией связи («A» и «B» как пара). В полудуплексном режиме устройства по очереди используют одну и ту же линию, на которой хост будет утверждать управление шиной и отправлять команду всем остальным устройствам, которые ее слушают.Предполагаемый получатель будет прослушивать его адрес, а затем это устройство подтвердит управление и ответит. И наоборот, в полнодуплексной системе, такой как последовательный периферийный интерфейс (SPI) или универсальный асинхронный приемный передатчик (UART), хост и подчиненные устройства могут обмениваться данными одновременно с использованием выделенных входных и выходных линий.

На уровне данных RS-485 обычно использует UART для последовательной связи, где UART хоста управляет и принимает последовательную связь в полнодуплексном режиме.Он подключен к дифференциальному приемопередатчику RS-485, который составляет физический уровень и преобразует сигналы в полудуплексный дифференциальный формат для использования на шине RS-485. Затем хост будет связываться с RS-485 через UART и сообщать трансиверу, когда следует переключаться между передачей и приемом. Подчиненные устройства также будут использовать свой UART таким же образом.

UART, имеющий выделенные линии передачи и приема, позволяет ему работать в полнодуплексном, полудуплексном или даже симплексном режимах, что означает, что данные передаются или поступают только по одной линии.Поскольку RS-485 обычно является полудуплексным, подключенный к нему UART также будет работать в полудуплексном режиме.

Интерфейс UART является асинхронным, что означает, что связь не включает часы. Ведущее и ведомое устройства должны использовать свои собственные внутренние часы, и оба устройства должны знать, с какой тактовой частотой будут передаваться данные. Это отличается от синхронной системы, такой как последовательный периферийный интерфейс (SPI), где одна из сигнальных линий содержит часы, по которым прослушивающее устройство на шине может захватывать данные.

Кроме того, UART обычно имеет обычный формат , который будет использовать большинство устройств, но многие параметры могут быть настроены для изменения нормы. Состояние ожидания UART — высокое напряжение, поэтому для начала передачи UART использует низкий импульс, называемый стартовым битом, за которым следуют 8 бит данных, и завершается высоким стоповым битом, рис. 8.

Хост-процессор будет использовать вывод IO для перевода приемопередатчика RS-485 в режим передачи, и он будет отправлять байт из линии передачи UART в линию данных (D или DI) приемопередатчика RS-485. .Трансивер преобразует несимметричный битовый поток UART в дифференциальный битовый поток на линиях A и B, рисунок 3. Сразу после того, как данные покидают трансивер, хост переключает режим трансивера для приема. Подчиненная система идентична, это означает, что ведомый приемопередатчик RS-485 принимает входящий поток битов, преобразует его в несимметричный сигнал и отправляет его на ведущее устройство через линию приема UART ведомого устройства. Когда ведомое устройство готово к ответу, оно передает, как первоначально делал хост, а теперь принимает, рисунок 9.

Сетевой уровень модели OSI

Сетевой уровень имеет дело с фактическим обменом данными между устройствами, которые происходят на шине RS-485. Поскольку RS-485 — это в основном электрическая спецификация, на этом разговор может закончиться, но, поскольку он поддерживает многоточечный режим, необходимо рассмотреть его в модели OSI.

Нет установленной спецификации для адресации сетевого уровня, но шина RS-485 должна должным образом управляться мастером, чтобы избежать коллизий шины.Коллизии шины возникают, когда несколько устройств пытаются установить связь одновременно, что может быть очень вредным для сети. Когда происходят столкновения, передатчики сталкиваются на обоих концах и, по сути, оба создают короткое замыкание. Это заставляет каждое устройство потреблять большой ток, который может привести к тепловому отключению трансивера.

Во избежание коллизий мастер управляет шиной и будет звонить на отдельные устройства. Чаще всего это достигается с помощью набора команд, который распознают только определенные устройства, или с помощью определенных адресов для каждого устройства.Поскольку шина является общей для всех устройств, каждое устройство будет видеть команду / адрес, отправляемую мастером, но будет отвечать только тогда, когда это отдельное устройство заявлено.

Уровень приложений модели OSI

Модель OSI — это не набор правил, а скорее модель, которая помогает инженерам характеризовать системы. RS-485 хорошо содержится в первых трех уровнях модели OSI, а фактическая реализация шины описывается на уровне приложений.Этот уровень охватывает адреса или наборы команд, используемые устройствами, а также интерпретацию данных. Он также включает в себя, сколько данных дизайнер может рассчитывать получить обратно, и управление самой шиной.

Например, приложение для кодировщика CUI Devices RS-485 будет хостом, запрашивающим абсолютное положение от устройства. Когда хост отправляет команду положения (адрес) кодировщика, кодировщик отвечает двумя полными байтами. Затем хост расшифровывает эти байты, чтобы понять их абсолютное положение, одновременно определяя, как часто отправлять команды и на какие устройства он хочет их отправлять.Проще говоря, прикладной уровень — это реализация шины RS-485.

Поскольку стандарт RS-485 определяет только физический уровень и уровень канала передачи данных с требованиями адресации, прикладной уровень может принимать различные проприетарные или открытые протоколы связи. Инженеры могут использовать существующие протоколы, такие как Modbus, или определить свои собственные для своего приложения. Например, кодировщики CUI Devices используют очень упрощенную структуру адресации для подтверждения устройств, которая обеспечивает быстрый оборот и минимальное время обработки.Адрес каждого кодировщика — это только шесть старших битов байта, а два младших бита представляют собой команду. Это позволяет кодировщику начать свой ответ после всего лишь одного байта от ведущего, что обеспечивает быстрое время обработки, что имеет решающее значение для приложений управления движением.

Кодеры RS-485 устройств CUI

CUI Devices используется протокол быстрого определения местоположения, который позволяет кодировщику определять положение в течение байта времени. Как описано выше, этот формат поддерживает 64 уникальных адреса кодировщика.Адрес кодировщика — это 6 старших битов байта, а 2 младших бита — это команда. Эти адреса можно настроить с помощью программного обеспечения AMT Viewpoint ™ CUI Devices и программного модуля. Эти кодировщики имеют различные команды в зависимости от их версии, при этом все устройства поддерживают расширенные команды, такие как сброс или установка нулевого положения.

Абсолютные кодировщики CUI Devices имеют 12-битное или 14-битное разрешение, однако все они отвечают двумя полными байтами на каждый запрос положения.Два полных байта составляют 16 бит, что позволяет кодировщику использовать два старших бита для вычисления контрольной суммы. Эта часть прикладного уровня позволяет хосту проверять данные, передаваемые кодировщиком. Для 12-битных кодеров передача будет иметь контрольные биты в двух верхних битах, при этом два нижних бита будут нулевыми, а 12 промежуточных битов будут содержать данные положения.

Эти абсолютные энкодеры также доступны с многооборотной опорой, чтобы они могли подсчитывать количество оборотов.Это 14-битный счетчик со знаком, и данные передаются так же, как и позиция, с двумя верхними битами, содержащими контрольную сумму. Поскольку счетчик со знаком , он может подсчитывать положительные и отрицательные обороты, но за счет одного бита данных. Это означает, что он может считать от -8192 до 8191.

CUI Devices также доступны в высокоскоростной версии, которая работает на скорости 2 Мбит / с с временем обработки, близким к 3 микросекундам. Однако для приложений, которые не могут удовлетворить требования к высокой скорости и жесткой синхронизации, доступны версии с регулируемой скоростью передачи данных.Эти версии дают пользователям возможность выбирать из списка частот с помощью AMT Viewpoint и программного модуля, что упрощает внедрение, когда нет необходимости в высокой скорости.

Заключение

Поддерживая высокие скорости, большие расстояния кабелей, устойчивость к электрическим помехам и наличие нескольких устройств на одной шине, RS-485 стал популярным последовательным интерфейсом в поворотных энкодерах благодаря своей универсальности в широком диапазоне приложений. Разработчики, желающие использовать кодеры с интерфейсом RS-485, могут извлечь выгоду из понимания деталей, изложенных выше, включая его различные уровни, реализацию и передовой опыт в общесистемной коммуникации.Емкостные абсолютные энкодеры AMT CUI Devices с интерфейсом RS-485, обеспечивающие дополнительную надежность и промышленную надежность, представляют собой интригующий вариант для приложений управления движением благодаря своей высокой точности, низкому потреблению тока и невосприимчивости к загрязнениям окружающей среды.

Дополнительные ресурсы

У вас есть комментарии к этому сообщению или темам, которые вы хотели бы, чтобы мы освещали в будущем?
Отправьте нам письмо по адресу cuiinsights @ cuidevices.ком