เรียบเรียงโดย : ฝ่ายขายสาขาปทุมธานี

สวัสดีครับทุกคน ก่อนอื่นต้องบอกก่อนว่าหลายๆ ท่านต้องการโชว์ค่าที่ห้องคอนโทรลและไปไว้ที่จุดใช้งานอีก 1 จุด ส่วนใหญ่จะเป็นป้ายบอร์ด LED หรือเราๆ เรียกกันว่า 7 segment , Dotmatrix, Display, Panal, อื่นๆ เป็นต้น

หลัก ๆ ที่นิยมใช้งานทั่ว ๆ ไปจะมีอยู่ 2 แบบคือ Analog output Retransmission 4 - 20mA และอีกแบบคือ CommunicationPort RS - 485 นั้นเอง หัวข้อที่ผมจะมาพูดถึงวันนี้ แนะนำหลักการทำงานเบื้องต้น ข้อดี ข้อเสีย และการเลือกใช้งานให้เหมาะสมกับหน้างาน มีดังนี้ครับ

1. Analog Output Retransmission 4 - 20 mA
หลักการทำงาน สัญญาณจะถูกส่งเป็นแบบLinear ยกตัวอย่างเช่น เครื่องมือวัดที่มีช่วงการวัด 0 - 100 %
ที่ 0 % เครื่องมือวัดจะส่งสัญญาณออกไป 4 mA และที่ 100 % เครื่องมือวัดจะส่งสัญญาณออกไป 20 mA ตามภาพตัวอย่าง

ข้อดีของสัญญาณ 4 - 20 mA
1. สามารถส่งสัญญาณได้ไกลถึง 1 km. ขึ้นอยู่กับความต้านทานของสายไฟและโหลดของตัวรับสัญญาณ
2. สัญญาณถูกรบกวนได้ยากมาก เนื่องจากเป็นสัญญาณกระแส ไฟไม่ใช่แรงดันไฟ สัญญาณรบกวนจะเป็น สัญญาณแรงดันไฟซึ่งจะรบกวนเฉพาะแรงดันไฟ
3. ประหยัดงบประมาณในการเดินสาย เนื่องจากสัญญาณ 4 - 20mA สามารถส่งทั้งสัญญาณและไฟเลี้ยงเครื่องมือวัดไปด้วยกันโดยใช้สายไฟเพียงแค่ 2 เส้น ซึ่งปกติจะต้องใช้ สายไฟถึง 4 เส้น (ไฟเลี้ยง 2 เส้น และสัญญาณ 2 เส้น)

ข้อเสียของสัญญาณ 4 - 20 mA
1. ใช้กับตัวรับสัญญาณได้เพียงแค่ตัวเดียว เนื่องจากข้อจำกัดในด้านโหลดของตัวรับเมื่อใช้ตัวรับหลาย ๆ ตัวจะทำให้สัญญาณ 4 - 20 mA ลดลงจนมีผลต่อความแม่นยำของข้อมูล
2. ความยากในการใช้งาน เนื่องจากสัญญาณชนิดนี้มีการต่อที่ไม่เหมือนสัญญาณแรงดันไฟซึ่งเป็นที่เคยชินของผู้ใช้งานทั่วๆ ไปบางครั้งจึงอาจทำให้ผู้ใช้บางท่านรู้สึกว่าใช้ยากนั่นเอง

2. Communication Port RS - 485
หลักการทำงาน แบบมาตราฐาน
มาตรฐาน RS - 485 เป็นมาตรฐานที่รับ/ส่งข้อมูลในแบบที่เรียกว่า Half duplex คือสามารถรับและส่งข้อมูล ได้ทีละอย่างเท่านั้นไม่สามารถทำทั้งสองอย่างได้ในเวลาเดียวกัน ถ้าจะให้พูดแล้วเห็นภาพก็คงคล้าย ๆ ลักษณะของวิทยุสื่อสารที่ต้องคอยสลับกันพูดทีละครั้ง สำหรับการรับ/ส่งข้อมูลดิจิตอลแบบ RS-485 นั้น จะส่งข้อมูลโดยใช้สายไฟเพียงแค่ 2 เส้นคือ A และ B เป็นตัวบอกค่ารหัสดิจิตอล (Digital code) โดยใช้ความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่างขั้ว A และ B เป็นตัวบอกดังนี้

เมื่อ Va - Vb ได้แรงดันไฟฟ้าน้อยกว่า -200 mV คือสัญญาณดิจิตอลเป็น 1
เมื่อ Va - Vb ได้แรงดันไฟฟ้ามากกว่า +200 mV คือสัญญาณดิจิตอลเป็น 0

หลักการทำงานแบบ Network
มาตรฐาน RS - 485 สามารถเชื่อมต่อการรับส่งข้อมูลแบบเครือข่าย (Network) โดยมีอุปกรณ์ในเครือข่ายได้สูงสุดถึง 32 ตัว ซึ่งในเครือข่ายนั้น จะต้องมีอุปกรณ์อยู่ 1 ตัว ทำหน้าที่คอยจัดคิวการสื่อสารในเครือข่าย ซึ่งเราจะเรียกอุปกรณ์ตัวนี้ว่า "Master" และอุปกรณ์ส่วนที่เหลือเราจะเรียกว่า "Slave" โดยที่ Slave แต่ละตัวจะมีหมายเลข Address ของตัวเอง และเมื่อตัว Master ต้องการสั่งการตัว Slave ตัว Master จะส่งชุดคำสั่งพร้อมระบุหมายเลข Address ไปยังอุปกรณ์ Slave ทุกตัว เมื่ออุปกรณ์ Slave ได้รับคำสั่งและคำสั่งนั้นมีหมายเลข Address ตรงกับตัวเอง อุปกรณ์ Slave ถึงจะทำตามคำสั่งของ Master เป็นลำดับไป

ข้อดีของสัญญาณ RS - 485
สามารถส่งสัญญาณได้ไกล
RS - 485 สามารถส่งสัญญาณได้ไกลสูงสุดถึง 1,200 เมตร ซึ่งถือว่าเป็นระยะทางที่ไกลมาก เพียงพอต่อการใช้งานในโรงงานอุตสาหกรรมอย่างแน่นอนและจะเห็นได้ชัดว่าระยะการส่งสัญญาณได้ถูกพัฒนาขึ้นมากจนทิ้งห่างมาตรฐานรุ่นเก่าอย่าง RS - 232 ที่สามารถส่งสัญญาณได้เพียง 15 เมตร เท่านั้น
สามารถเชื่อมต่อเป็นเครือข่ายได้
นอกจากจะส่งสัญญาณได้ไกลแล้ว RS - 485 ยังสามารถเชื่อมต่อเป็นเครือข่าย (Network) แบบ Multipoint ได้ด้วย ซึ่งสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ในระบบได้สูงสุดถึง 32 ตัว ซึ่งสิ่งนี้ถือว่าเป็นอีกหนึ่งจุดเด่นของสัญญาณ RS - 485

ประหยัดงบประมาณในการเดินสาย
มาตรฐาน RS - 485 เป็นมาตรฐานที่ใช้สายไฟเพียง 2 เส้นในการรับส่งข้อมูล เมื่อเปรียบเทียบกับมาตรฐานรุ่นเก่าที่สามารถส่งสัญญาณในระยะเท่ากันอย่าง RS - 422 ที่ต้องใช้สายไฟถึง 4 เส้นในการรับส่งข้อมูล

ข้อเสียของสัญญาณ RS - 485
ต้องใช้ตัวแปลงสัญญาณในการเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์
เนื่องจากปัจจุบันคอมพิวเตอร์ที่เราใช้กันอยู่นั้นไม่มี port เชื่อมต่อสัญญาณ RS - 485 โดยตรง จะมีก็แต่ USB หรือ RS - 232 เท่านั้น ฉะนั้นหากเราจะเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่ใช้ RS - 485 กับคอมพิวเตอร์นั้น เราต้องเสียงบประมาณเพิ่มขึ้นในการซื้อตัวแปลงสัญญาณ (Converter) เพื่อแปลงสัญญาณจาก RS - 485 เป็น USB หรือ
RS - 232 ในการเชื่อมต่อนั้นเอง

ความเร็วในการรับส่งข้อมูล
ถึงแม้ RS - 485 จะถูกพัฒนาด้านความเร็วในการรับส่งข้อมูลขึ้นมากแล้วก็ตามเมื่อเทียบกับมาตรฐานเก่า แต่ก็ยังมีความล่าช้าอยู่เมื่อเชื่อมต่อในลักษณะเครือข่ายจำนวนมาก ๆ

หมายเหตุ การต่อใช้งานร่วมกับ Display LED นั้น รุ่นเก่าเป็นการรับ - ส่งข้อมูลแบบดิจิตอล ปัจจุบันนี้เป็นโปรโตคอลหมดแล้วนะครับ

หากมีข้อสงสัยในการเลือกใช้งาน สามารถติดต่อสอบถาม TIC ได้ครับ ฟรีไม่มีค่าใช้จ่ายใด ๆ ครับ

เครดิตข้อมูลอ้างอิง OMEGA