Teoria dei disturbi

È ben noto che il sistema RS232 di trasferimento delle informazioni viene giudicato intrinsecamente "meno sicuro" di altri standards a linea bilanciata come ad esempio l'RS485.

Il problema è evidente ed innegabile: dato che l'RS232 opera su di una linea "sbilanciata" è molto più facile che vengano indotti disturbi al segnale che non sull'RS485 che invece lavora su di una linea "bilanciata".

Vale la pena di spendere due parole su questo fatto, per chiarire per quanto possibile le ragioni di alcune scelte che poi si rifletteranno nel modo con il quale dovrà essere fatto il cablaggio (ossia il passaggio dei fili).

Un "disturbo" di natura elettromagnetica si genera ogni qual volta un flusso di elettroni "cambia" in un conduttore elettrico.

Se voi collegate una normale lampadina ad una normale batteria con lo scopo di accenderla, sia al momento dell'accensione che al momento del relativo spegnimento avrete una variazione del flusso di elettroni e la comparsa di un disturbo elettromagnetico capace di "indurre" su di un qualsiasi altro conduttore, un "altro" flusso di elettroni che genereranno ai capi di questo secondo connettore una "tensione" ed eventualmente anche una "corrente".

Come spiegano in dettaglio le equazioni di Maxwell l'intensità del "disturbo" diminuisce quadraticamente con l'aumentare della distanza: cioè allontanando i fili (quello "che genera il disturbo" da quello "disturbato") l'intensità del disturbo diminuisce in ragione del quadrato della distanza.

Allontanando di 10 cm due fili che prima erano ad 1 cm l'uno dall'altro il disturbo cioè diminuisce di 100 volte.

Il disturbo invece aumenta con l’aumentare della lunghezza dei cavi.

Come mai allora possiamo dire che su linea "bilanciata" il disturbo è minore che su linea normale?

Facile: perchè su di una linea bilanciata il disturbo si ha quasi identico su entrambi i conduttori e dato che l'unità che effettua la "ricezione" è sensibile alla differenza dei due segnali e non al valore assoluto degli stessi, l'influenza del disturbo sarà ridotta dal fatto che il disturbo sul cavo B viene sotratto al disturbo presente sul cavo A, cosa che non avviene nel caso di ricevitore "sbilanciato".

Cosa possiamo fare allora per fare sì che le prestazioni di un sistema basato sulla RS232 siano paragonabili a quelle di un collegamento bilanciato?

Possiamo agire in 4 direzioni:

  1. Agire identicamente sia sul segnale in arrivo che sul terminale di riferimento (cioè agire sulla linea TD ed anche sulla linea GND della RS232)
  2. Possiamo cercare di far passare la linea dei segnali lontano il più possibile dalle fonti di disturbo (ricordo che il raddoppio della distanza riduce ad 1/4 il disturbo)
  3. Possiamo fare il cablaggio del bus il più corto possibile, spezzandolo in tronconi e facendo uso degli HUBs i quali, oltre tutto, ricostruiscono il segnale ripristinando i corretti valori logici.
  4. Possiamo usare un protocollo che ci consenta di individuare le trasmissioni disturbate e ci permetta di non eseguire messaggi all'interno dei quali si cela potenzialmente un errore

Se quindi da un lato nello studio e nell’impiego delle schede S3 siamo praticamente obbligati ad adottare lo standard RS232 per avere la più ampia compatibilità col mondo PC, abbiamo comunque scelto di utilizzare il cavo telefonico a due doppini per i cablaggi proprio per poter bilanciare il segnale di IN ed il segnale di OUT sulle linee GND e +6V di alimentazione (e con l'occasione trasmettiamo anche una alimentazione che può essere molto utile ad alcune schede).

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