Arduino RS485

In diesem Tutorial werden wir die Implementierung der RS-485-Kommunikation mit Arduino untersuchen. Genauer gesagt werden wir die folgenden Aspekte im Detail behandeln:

Aufbau der Verbindung zwischen Arduino und dem TTL-zu-RS485-Modul.
Arduino programmieren, um Daten vom TTL-zu-RS485-Modul abzurufen.
Arduino programmieren, um Daten an das TTL-zu-RS485-Modul zu senden.
Wie man Daten von Ihrem PC über RS485 an den Arduino sendet und umgekehrt.

Die Anleitung enthält außerdem Anweisungen sowohl für Hardware-Serial als auch für SoftwareSerial.

Erforderliche Hardware

1	×	Arduino Uno R3
1	×	USB 2.0 Kabel Typ A/B (für USB-A PC)
1	×	USB 2.0 Kabel Typ C/B (für USB-C PC)
1	×	TTL-zu-RS485-Modul
1	×	Verbindungskabel
1	×	(Optional) USB-zu-RS485-Konverter
1	×	(Optional) USB to RS485 Cable
1	×	(Empfohlen) Schraubklemmenblock-Shield für Arduino Uno
1	×	(Empfohlen) Breadboard-Shield für Arduino Uno
1	×	(Empfohlen) Gehäuse für Arduino Uno
1	×	(Empfohlen) Prototyping-Grundplatte & Breadboard-Kit für Arduino Uno

Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:

1	×	DIYables STEM V3 Starter-Kit (Arduino enthalten)
1	×	DIYables Sensor-Kit (30 Sensoren/Displays)
1	×	DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays)

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Über TTL-zu-RS-485-Modul

Bei der seriellen Kommunikation am Arduino über Funktionen wie Serial.print(), Serial.read() und Serial.write() sendet der Arduino Daten über den TX-Pin und empfängt Daten über den RX-Pin. Diese Pins arbeiten auf TTL-Ebene, was bedeutet, dass die von ihnen verarbeiteten Signale eine begrenzte Reichweite haben. Daher ist es bei serieller Kommunikation über längere Entfernungen notwendig, das TTL-Signal in RS232-, RS485- oder RS422-Signalstandards umzuwandeln.

In diesem Tutorial befassen wir uns mit der Nutzung von RS485 (auch RS-485 genannt) mit Arduino, indem wir ein TTL-zu-RS485-Modul verwenden. Dieses Modul ermöglicht die Umwandlung von TTL-Signalen in RS-485-Signale und umgekehrt.

Pinbelegung

Das RS485-zu-TTL-Modul hat zwei Schnittstellen:

Die TTL-Schnittstelle (mit dem Arduino verbunden) umfasst 4 Pins

VCC-Pin: Stromversorgungs-Pin, muss mit VCC verbunden werden (5V oder 3,3V)
GND-Pin: Massepin, muss mit GND (0V) verbunden werden
RXD-Pin: Datenpin, muss an einen RX-Pin des Arduino angeschlossen werden
TXD-Pin: Datenpin, muss an einen TX-Pin des Arduino angeschlossen werden

Die RS485-Schnittstelle umfasst folgende Pins:

D+ (A oder TR+) Pin: Dieser Pin ermöglicht die Datenkommunikation.
D- (B oder TR-) Pin: Dieser Pin dient der Datenübertragung.
GND-Pin: Obwohl optional, wird dringend empfohlen, diesen Pin einzubauen, um Störgeräusche zu mindern und eine optimale Leistung zu gewährleisten.

image source: diyables.io

Verdrahtungsdiagramm

Schaltplan bei Verwendung der Hardware-Serial-Schnittstelle

Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.

Schaltplan bei Verwendung von Software-Serial

Arduino RS-485 zu TTL Verdrahtungsdiagramm

Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.

Wie man Arduino programmiert, um das RS485-Modul zu verwenden

Initialisiert die serielle Schnittstelle:

Serial.begin(9600);

Wenn Sie SoftwareSerial verwenden, müssen Sie die Bibliothek einbinden und ein SoftwareSerial-Objekt deklarieren:

#include <SoftwareSerial.h> // Definieren Sie die SoftwareSerial-Objekte und deren Pins SoftwareSerial rs485(6, 7); // Empfänger: 6, Sender: 7

Um Daten vom RS485 zu lesen, können Sie die folgenden Funktionen verwenden:

Um Daten über RS485 zu schreiben, können Sie die folgenden Funktionen verwenden:

Und weitere Funktionen zur Verwendung mit RS485 in der Serial-Referenz

Arduino-Code für Hardware-Serial

/* * Dieser Arduino Code wurde von newbiely.de entwickelt * Dieser Arduino Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. * Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: * https://newbiely.de/tutorials/arduino/arduino-rs485 */ void setup() { // start communication with baud rate 9600 Serial.begin(9600); // wait a moment to allow serial ports to initialize delay(100); } void loop() { // Check if there's data available on Serial if (Serial.available()) { char data = Serial.read(); // read the received character Serial.print(data); // echo back to data to the sender } }

Arduino-Code für Software-Serial

/* * Dieser Arduino Code wurde von newbiely.de entwickelt * Dieser Arduino Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. * Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: * https://newbiely.de/tutorials/arduino/arduino-rs485 */ #include <SoftwareSerial.h> // define the SoftwareSerial object and their pins SoftwareSerial rs485(6, 7); // RX: 6, TX: 7 void setup() { // start communication with baud rate 9600 rs485.begin(9600); // wait a moment to allow serial ports to initialize delay(100); } void loop() { // Check if there's data available on rs485 if (rs485.available()) { char data = rs485.read(); // read the received character rs485.print(data); // echo back to data to the sender } }

Tests

Sie können einen Test durchführen, indem Sie Daten von Ihrem PC über RS-485 an den Arduino senden und umgekehrt. Um dies zu tun, befolgen Sie die untenstehenden Schritte:

Verbinden Sie den Arduino über ein RS485-zu-USB-Kabel mit Ihrem PC, wie unten gezeigt:

Installieren Sie ein serielles Terminalprogramm wie Tera Term oder PuTTY
Öffnen Sie das serielle Terminalprogramm und konfigurieren Sie die seriellen Parameter (COM-Port, Baudrate...)
Geben Sie im seriellen Terminal einige Daten ein, um sie an Arduino zu senden.
Wenn es erfolgreich ist, sehen Sie die Echo-Daten im seriellen Terminal.

Video Tutorial

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