رابط سریال RS232 چیست ؟

یکی از قدیمی‌ترین و در عین حال محبوب‌ترین پروتکل‌های ارتباطی که در صنایع و محصولات تجاری استفاده می‌شود، پروتکل ارتباطی RS232 است. اصطلاح RS232 مخفف «استاندارد توصیه شده ۲۳۲» است و نوعی ارتباط سریالی است که برای انتقال داده‌ها به طور معمول در فواصل متوسط استفاده می‌شود. امروزه پروتکل‌های ارتباطی مدرن زیادی مانند RS485، SPI و غیره وجود دارد.

ارتباط سریال چیست؟

به صورت کلی، به فرآیند ارسال داده‌ها به صورت متوالی  ارتباط سریال گفته می‌شود؛ این به این معنا است که داده‌ها به صورت بیت (bit) به بیت (bit) انتقال پیدا می‌کنند. این در حالی است که در ارتباط موازی، داده‌ها در یک بایت (۸ بیت) یا کاراکتر در چندین خط داده در یک زمان منتقل می‌شوند. با این که ارتباط سریال در مقایسه با ارتباط موازی کندتر است، ما در مسافت‌های طولانی معمولا به دلیل هزینه کمتر ترجیح داده می‌شود. برای این که بهتر تفاوت ارسال داده به صورت سریال و موازی را درک کنید به مثال زیر توجه کنید.

تصور کنید که شما یک کلت در دست خود دارید و دارید به هدف خود شلیک می‌کنید؛ در این شرایط گلوله‌ها  تک به تک به هدف می‌خورند که می‌توان آن را به ارتباط سریال تشبیه کرد. حالا تصور کنید که یک شات‌گان در دست شما است، زمانی که به هدف خود شلیک می‌کنید، چند گلوله هم‌زمان به هدف شما اصابت می‌کند که می‌تواند مثال خوبی برای تصور کردن عملکرد ارتباطات موازی باشد.

حالت‌های انتقال داده به چند صورت است؟

حالت‌های انتقال داده به ۳ صورت Simplex، Half Duplex و Full Duplex صورت می‌گیرد. برای هر حالت انتقال یک منبع و یک مقصد در نظر گرفته می‌شود. 

ارتباط Simplex

روش سیمپلکس (simplex) یک تکنیک ارتباطی یک طرفه است. یعنی فقط یک نفر (فرستنده یا گیرنده) در یک زمان فعال است. انتقال رادیو و تلویزیون نمونه‌هایی از حالت سیمپلکس هستند. 

ارتباط Half Duplex

در ارتباطات Half Duplex، فرستنده و گیرنده هر دو فعال هستند اما نه به صورت همزمان، یعنی می‌توان این گونه استنباط کرد که ارتباطات Half Duplex، ارتباطای دوطرفه غیر همزمان هستند. یک مثال خوب برای آن اینترنت است. اگر یک کلاینت، درخواستی برای یک صفحه وب ارسال کند، وب سرور برنامه را پردازش کرده و اطلاعات را بر می‌گرداند. 

ارتباط Full Duplex

بر خلاف ارتباطات Half Duplex، که یک ارتباط دوطرفه غیر هم‌زمان بود، ارتباطات Full Duplex ارتباطاتی دوطرفه همزمان محسوب می‌شوند. تلفن‌های همراه و گوشی از قیبل این گونه ارتباطات طبقه‌بندی می‌شوند.

RS232 چیست؟

در دهه ۱۹۶۰، یکی از پروتکل‌های ارتباط سریالی که پس از مدتی مورد توجه و تعریف زیادی قرار گرفت، توسط انجمن صنعت الکترونیک معرفی شد. این پروتکل که با نام RS-232 شناخته می‌شود، همچنان یکی از محبوب‌ترین و پرکاربردترین پروتکل‌های ارتباط سریالی در عصر ما باقی مانده است.

RS232 یک پروتکل استاندارد است که برای ارتباطات سریال استفاده می‌شود، به صورت کلی از پورت RS232 برای اتصال کامپیوتر و دستگاه‌های جانبی استفاده می‌شود تا امکان تبادل اطلاعات سریال بین آن‌ها را فراهم کند. علاوه بر این، RS232  ولتاژ مسیر مورد استفاده برای تبادل داده بین دستگاه‌ها را بدست می‌آورد. همانطور که EIA تعریف می‌کند، RS232 برای اتصال تجهیزات انتقال داده (DTE) و تجهیزات ارتباط داده (DCE) استفاده می‌شود.

 PLC از رابط سریال RS232 چه استفاده‌ای می‌کند؟

PLC‌ها از  مبدل RS232 برای ارتباط با ماژول‌های دیگر یا حتی دیگر PLC ها استفاده می‌کنند. این ماژول‌ها می‌توانند هرچیزی باشند که از RS232 استفاده می‌کنند، مانند رابط اپراتور یا HMI، کامپیوترها، کنترلر یا درایوهای موتورها، روبات، یا نوعی سیستم نظارت.

اگر می‌خواهید از ابزارهای RS232 استفاده کنید یک نکته مهم را باید به خاطر بسپارید، این‌که در واقع دو نوع مختلف وجود دارد. 

• DTE یعنی (تجهیزات ترمینال داده‌ها). یک نمونه رایج از DTE عبارت است از کامپیوتر.
• DCE یعنی تجهیزات ارتباطی داده‌ها. یک نمونه رایج آن عبارت است از مودم.

دلیل اهمیت این مورد این است که دو دستگاه DTE یا DCE نمی‌توانند بدون کمک یک واسطه با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. این کار معمولا با استفاده از کابل برگردان (مودم خنثی) برای اتصال دستگاه‌ها انجام می‌شود.عموما PLCها DTE و دیگر دستگاه‌هایی که استفاده می‌کنیم DCE هستند و همه چیز باید بتوانند با یکدیگر صحبت کنند.

یک نمونه بسیار رایج که احتمالا بسیاری از افراد با آن آشنا هستند عبارت است از یک کامپیوتر که به پرینتر متصل است. با وجود این‌که استفاده از USB به یک امر رایج تبدیل شده است، ولی هنوز در محل‌های کار به صورت گسترده‌ای از پورت سریال RS232 برای پرینترهای قدیمی استفاده می‌شود.پروتکل RS232 به کامپیوتر شما اجازه می‌دهد دستورات را از طریق سیگنال ولتاژ به پرینتر ارسال کند. سپس پرینتر آن دستورات را رمزگشایی می‌کند و دستور داده شده را عملی می‌کند.

معایب رابط سریال RS232

یکی از معایب پورت سریال RS232 سرعت انتقال داده‌ها است؛ زیرا این پروتکل سریال، داده‌ها را در حدود ۲۰ کیلوبایت در ثانیه منتقل می‌کند که به صورت کلی می‌توان گفت امروزه خیلی سرعت خوبی برای انتقال داده نیست؛ مسئله دیگر در مورد  RS232 این‌ است که حداکثر طول کابل می‌تواند ۵۰ فوت یا ۱۵ متر باشد و افت مقاومت سیم و ولتاژ در کابل‌های بلندتر مشکل‌ساز می‌شود. این مورد یکی از دلایلی است که در تکنولوژی‌های جدیدتر برای اتصالات و نصب‌های دوربرد از رابط سریال RS232 استفاده نمی‌شود.

سال‌ها، پروتکل RS232 به عنوان یک استاندارد برای ارتباطات سریال در صنعت استفاده می‌شد. امروزه، USB و اترنت این استاندارد ارتباطی قدیمی‌تر را از دور خارج کرده‌اند. با این حال، ابزارها می‌توانند با کمک آداپتورهای ساده با استفاده از استانداردهای جدید و قدیمی با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. از آن‌جایی‌که RS232 همه‌گیر است و قیمت بالایی ندارد، هنوز تولیدکنندگانی وجود دارند که از RS232 استفاده می‌کنند. تولیدکنندگان احتمالا برای اتصال PLCها به ابزارهایی مانند HMI، ماژول درونی و بیرونی و درایوهای موتور از رابط سریال RS232 استفاده می‌کنند. به یاد داشته باشید کهRS232 صرفا یک شکل از ارتباطات سریال یا راهی برای انتقال داده‌ها است. کابل استاندارد DB9 پرکاربردترین کابل برای این منظور است.