怎樣在兩個(gè)或更多Arduino板之間創(chuàng)建長(zhǎng)距離串行通信

我們知道Arduino有幾條用于快速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?nèi)置總線。例如，顯示器通常使用SPI總線。通常通過(guò)I2C總線連接各種傳感器。還有流行的UART，它通常與USB接口一起使用以與計(jì)算機(jī)交換數(shù)據(jù)。但所有這些方法都有一個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)：它們不能在遠(yuǎn)距離工作。

想象一下我們需要從房屋頂部的傳感器收集數(shù)據(jù)的情況，并且取決于傳感器證詞，在我們的地下室切換繼電器。我們?cè)鯓硬拍艹晒δ?？我們肯定需要一個(gè)強(qiáng)大的抗噪聲接口 - 可以使用多年的接口。 RS-485模塊可以順利完成這項(xiàng)工作。

在本文中，我們將使用長(zhǎng)電纜和RS-485接口連接兩個(gè)Arduino電路板。

什么是RS-485？

RS-485是一個(gè)串行接口，是RS232的前身。這個(gè)模塊因?yàn)樵赗S232接口上運(yùn)行的舊計(jì)算機(jī)的COM端口而聲名鵲起。

RS-485模塊。

RS-485模塊的最大范圍是1200米，這意味著我們可以將信號(hào)擴(kuò)展到1.2km。如果線路上有特殊放大器，它可以進(jìn)一步擴(kuò)展。這種長(zhǎng)導(dǎo)線的傳輸速度約為60 kb/s，這是傳輸傳感器數(shù)據(jù)的相對(duì)較好的速度。

RS-485電纜使用雙絞線。該電纜仍用于以太網(wǎng)線路，使其易于使用。要在距離超過(guò)500米的地方傳輸數(shù)據(jù)，您需要一根屏蔽雙絞線。 32個(gè)設(shè)備可以連接到一根電纜，但同時(shí)只有一個(gè)設(shè)備可以傳輸數(shù)據(jù)。

所需的硬件

2 x Arduino

2 x RS-485模塊

面包板

部分電線

所有必需的硬件。

使用RS-485連接兩個(gè)Arduinos的原理圖

為了通過(guò)RS-485接口連接兩個(gè)Arduino板，我們需要一個(gè)特殊的模塊。通常，此類模塊使用流行的MAX485芯片。

項(xiàng)目原理圖。

長(zhǎng)度為幾米的電纜連接。

注意：在上圖中，電線A和B是直的。如果距離很小，這就足夠了。如果電纜連接長(zhǎng)度為幾米，則必須使用雙絞線！

RS-485的接收器和發(fā)送器程序

正如我們已經(jīng)注意到的，如果有多個(gè)設(shè)備連接到該線路，則一次只能有一個(gè)設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)。我們需要以某種方式通知所有其他設(shè)備我們已準(zhǔn)備好傳輸，并且它們必須保持沉默并傾聽(tīng)。這可以在聯(lián)系人 DE 和 RE 的幫助下完成。

讓我們編寫兩個(gè)程序。每隔500毫秒播放一次“ping”文本。另一個(gè)將收聽(tīng)廣播，并在收到文本“ping”時(shí)，閃爍LED＃13。

發(fā)射器程序

#define SerialTxControl 2 // contact # 2 will switch receiver / transmitter mode

#define RS485Transmit HIGH

#define RS485Receive LOW

void setup （void） {

Serial.begin （9600）; // set the serial port to 9600baud speed

pinMode （SerialTxControl， OUTPUT）;

digitalWrite （SerialTxControl， RS485Transmit）; // put the device into transmitter mode

}

void loop （void） {

Serial.print （“ping”）; // send text

delay （500）;

}

接收方程序

#define SerialTxControl 2

#define RS485Transmit HIGH

#define RS485Receive LOW

char buffer ［100］;

byte state = 0;

void setup （void） {

Serial.begin （9600）;

pinMode （13， OUTPUT）;

pinMode （SerialTxControl， OUTPUT）;

digitalWrite （SerialTxControl， RS485Receive）; // put the device into receiver mode

}

void loop （void） {

int i = 0;

if （Serial.available （）） {// if any data came to the port

delay （5）; // wait a bit for the entire data packet to be accepted by the port

while （Serial.available （）） {

buffer ［i ++］ = Serial.read （）; // read data and write it to the buffer

}

}

if （i》 0） {// if there is something in the buffer

buffer ［i ++］ = ‘ 0’; // convert the buffer contents to a string by adding a null character

if （strcmp （buffer， “ping”）） {// if the accepted string is equal to the ping text

digitalWrite （13， state）; // blink LED

state =！ state;

}

}

}

將這兩個(gè)程序加載到每個(gè)Arduino板上。如果一切正確組裝并連接到電源，連接到引腳13的LED將在第二塊板上開(kāi)始閃爍。

的 結(jié)論

RS-485自90年代后期開(kāi)始應(yīng)用于各種工業(yè)系統(tǒng)中，這些系統(tǒng)需要在存在電磁干擾的情況下長(zhǎng)距離傳輸數(shù)據(jù)。通常，RS-485接口與專用協(xié)議一起使用，例如ModBus或DMX512。