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센서와 조명 제어기를 수십 미터 이상 떨어진 제어 PC에 연결해야 하는 프로젝트에서 UART 대신 RS485를 권장받았습니다. RS485도 결국 전기 신호를 케이블로 보내는 방식인데 장거리와 전기적 잡음에 더 강한 이유가 무엇인지 궁금합니다.
여러 장치를 한 버스에 연결할 때 배선만 연결하면 되는지, 종단저항·Bias·접지·통신속도와 케이블 길이를 어떤 기준으로 함께 정해야 하는지도 알고 싶습니다. RS485와 Modbus를 같은 것으로 이해해도 되는지도 확인하고 싶습니다.
NALDA Factory 운영자 답변
RS485의 핵심은 두 선 사이 전압 차이를 읽는 균형 차동 신호입니다. 외부 잡음이 꼬임선 두 도체에 비슷하게 유입되면 수신기는 공통 성분을 상당 부분 제거하고 두 선의 차이를 판별할 수 있습니다. 단일 기준선에 대한 전압을 읽는 일반 UART 배선보다 잡음 환경과 긴 케이블에 유리한 이유입니다. 다만 가능한 거리는 케이블, 속도, 트랜시버와 환경에 따라 달라지므로 고정된 최대 숫자로 설계하면 안 됩니다.
RS485는 주로 물리 계층을 정의하며 메시지 주소와 데이터 의미까지 정하는 프로토콜은 아닙니다. Modbus RTU, BACnet MS/TP 또는 자체 프레임이 RS485 위에서 동작할 수 있습니다. 따라서 장치가 모두 RS485 단자를 갖고 있어도 Baud Rate, 데이터 비트, Parity, 주소와 상위 프로토콜이 맞지 않으면 통신하지 않습니다.
배선은 가능한 한 하나의 선형 Bus로 구성하고 긴 Star 분기는 피합니다. 케이블의 특성 임피던스에 맞는 종단을 버스 양 끝에 배치하며, 유휴 상태가 불안정하지 않도록 Bias 회로가 어느 장치에 있는지 확인합니다. Stub 길이와 통신 속도가 커질수록 반사가 문제가 되므로 길이가 늘면 속도를 낮추는 Trade-off를 고려합니다. A/B 표기 관례가 제조사마다 혼동될 수 있어 데이터시트의 극성을 기준으로 확인해야 합니다.
장치 간 접지 전위차가 큰 현장에서는 차동 신호만 믿지 말고 공통 기준, 차폐, Surge 보호와 Galvanic Isolation을 검토합니다. 설치 전 케이블 전체 길이와 분기, 종단 위치를 도면화하고 오실로스코프 또는 통신 오류 로그로 최악 조건을 확인하는 것이 안전합니다.
관련 자료
- 센서 → 미디어 서버 → 출력장치가 연결되는 과정 (공개 예정)
- Texas Instruments: Robust Isolated RS-485
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