통신의 기본 - 232, 422, 485 넌 뭐야? (패러럴, 시리얼)

자동화장비 개발을 위한 채널입니다.
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PLC / Micro Controller / PC / 아두이노를 활용해 실제 자동화 장비를 만들어 볼겁니다.
자료는 하기 카페에서 모으고 있습니다.
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안녕하세요. 깹입니다.
지난번 컨텐츠중 서보모터 내용이 참 어려웠죠? 오늘 아마 그 다음으로 어려운 내용이 될 수도 있을 것 같은데요. 통신에 대해서 설명해 보려고 합니다. 오늘은 조금 편한 내용들만 할께요.
자동화 제어분야에서 서보와 통신이 양대 산맥입니다. 간단한 내용만 이야기 해볼께요.
1.1비트 통신
우리는 메모리를 공부하면서 1비트에 대해 이야기를 했던 적이 있었어요. 1비트는 1개의 전기 신호로 ON과 OFF를 구분할 수 있는 단위인데요. 이것을 숫자로 표현하면 1과 0이 되죠.
통신도 이것에서부터 시작을 합니다.
옛날 선조들은 위급 상황을 멀리까지 전달하고자 봉화라는 것을 세우고, 위급 시 불을 붙여 멀리 있는 곳까지 알 수 있게 했습니다. 이것이 1비트 통신의 간단한 예라고 할 수 있습니다.
불이 붙어 있는 상태라면 위급한 상황
불이 붙어 있지 않은 상태라면 위급하지 않은 상황
이렇게 효과적으로 멀리까지 내용을 전달할 수 있었을 것입니다.
봉화를 그림으로 그리기 어려우니 조금만 현대식으로 바꿔 LED로 대체해 보겠습니다.
LED를 이용해 1비트 통신을 하는 아주 간단한 예입니다.
2.패러럴 통신
이제 패러럴 통신이라는 것을 해보기 위해 간단했던 LED를 8개까지 늘려 보겠습니다.
이렇게 LED가 전부 켜져 있는 상태를 1111 1111이라고 표기하겠습니다.
마찬가지로 이렇게 LED가 전부 꺼져 있는 상태를 0000 0000 이라고 표기하겠습니다.
예를 들면 0000 0001 이라면 전진해도 된다. 0000 0011 이라면 빨리 전진해라. 또는 0000 0100 이라면 후퇴하라. 0000 1100 이라면 빨리 후퇴하라. 등으로 구분할 수 있을 겁니다.
이것이 8비트 패러럴 통신의 기본 아이디어이며, 우리가 만들고자 하는 장비에서는 이 패러럴 통신을 LED가 아닌 릴레이나 트랜지스터 등을 활용하여 사용됩니다.
하지만 이 패러럴 통신은 시리얼 통신 대비 근본적인 문제점이 존재합니다. 케이블과 트랜지스터 혹은 릴레이가 많이 사용됩니다. 8비트 통신이라면 8개씩 사용이 될테고, 16비트 통신이라면 16개씩 사용이 될 테니까요.
3.시리얼 통신
패러럴 통신과 다르게 LED 개수를 늘리는 것이 아니라, 시분할이라고 하는 아주 멋진 기술을 사용해 보겠습니다. 8개의 LED를 사용하는 것이 아니라, 1개의 LED로 8초동안 신호를 나눠서 보낼 겁니다.
1초 동안을 한 개의 신호로 사용해서, 8초 동안 총 8번의 신호를 나눠서 보낸 것이죠.
예를 들어 8초 동안 LED가 계속 켜진 상태라면 1111 1111의 신호로 받아들이고, 8초 동안 LED가 계속 꺼진 상태라면 0000 0000의 신호로 받아들이는 겁니다.
또, 4초 동안 LED가 꺼져 있다가 4초 동안 LED가 켜져 있었다면 0000 1111의 신호로 받아 들입니다.
생각만 해도 어려운 기술이겠지요? 알게 모르게 정말 많은 기술들이 들어가게 됩니다.
하지만, LED 수가 줄어 들거나, 케이블 수가 줄어드는 것 외에도 BIT 수가 가변적일 수 있어서 좋습니다. 8비트로 고정되어 있는 것이 아니거든요. 또, 생각해 보면 패러럴 통신보다 느릴 것 같기도 합니다. 당연히 그럴 것이 전송하는 데이터 라인 수가 적어서 시분할이라고 하는 기술을 사용해야 하기 때문일 것 같은데요.
신기하게도 시리얼 통신이 훨씬 빠릅니다.
왜냐하면 패러럴은 데이터를 정확하게 보내야 하는 반면에, 시리얼은 빠르게 보내 놓고, 검증하는 알고리즘을 추가할 수가 있습니다. 그래서 지금 대부분의 일반적인 통신은 전부 시리얼 통신입니다. 하지만 자동화 장비에서는 패러럴 통신도 많이 사용합니다.
더 자세한 것은 프로그램을 하면서 어떤 게 시리얼이고, 어떤게 패러럴인지 만들어 보도록 하지요.
4.RS232 통신
시리얼 통신 중 가장 간단한 하드웨어를 갖추고 8비트 통신을 하는 대표적인 통신이 RS-232C 입니다. 규격으로 정해진 신호선은 여러가지를 사용하지만, 일반적으로 3가닥의 선을 많이 사용하게 되는데요. Ground 선과 Receive 선인 Rx, Transmit 선인 Tx 이렇게 3가닥의 케이블을 기본으로 사용합니다. 가장 일반적인 형태의 시리얼 통신이죠. 하지만, 프로그램을 구현하거나 실제 사용할 때는 간단하지는 않습니다. 당연히 패러럴 보다는 많이 복잡합니다.
왜냐하면, 8비트라는 데이터를 보내고, 또 이 데이터를 정확하게 받기 위해서는 서로 통신 속도도 맞춰야 하고 서로 약속을 해야 할 것들이 많이 있어야 하기 때문이죠.
통신속도인 Baudrate, 그리고 에러 검출용 비트인 패리티 비트, 7비트 혹은 8비트를 사용할 것인지에 대한 약속인 데이터 비트, 또, 데이터를 보내고 1싸이클 쉴지, 2싸이클을 쉴지에 대한 설정인 스탑 비트 등이 있습니다. 내용은 어렵지만, 양 쪽이 모두 똑같이 설정해주기만 하면 됩니다.
5.RS422 통신
RS-422 이라고 하는 것이 있는데요. RS-232에서 조금 발전된 통신 형태입니다. 아직 우리는 입출력 회로에 대해서 배운 적이 없긴 하지만, RS-232C는 출력 타입이 오픈 컬렉터 출력인데요. RS-232와 다르게 RS-422은 라인드라이브 출력입니다. 그라운드 선이 존재 하구요. Rx 선이 하나가 아닌 Rx+, Rx- 두개가 존재합니다. Rx를 하나만 보내는 것이 아닌 반전 신호로 Rx-까지 같이 보내는 것인데요. 마찬가지로 Tx또한 Tx-까지 같이 보내게 됩니다. 왜냐.
이건 정말 중요한 이야기인데요. 아무도 알려주는 곳이 없어요.
깹이는 구독자님들이 소중하기 때문에 알려드리는 겁니다. 죄송합니다. 이상한 소리같네요.
이렇게 통신 신호를 보내게 되는데요. RX 혹은 RX+는 그라운드 대비 양전하가 걸리는 신호선이고, RX-는 그라운드 대비 음전하가 걸리는 신호선인데요. 언뜻 보기에 아주 간단해 보이지만 아주 큰 기술이 사용된 겁니다. 보통, RX 와 TX는 다른 것과 연결된 것이 없기 때문에. 노이즈가 생긴다면 이 그라운드에서 타고 들어오게 되는데요. 깹이 용어로 그라운드가 꿀렁거린다고 표현을 하는데요. 그라운드가 이렇게 꿀렁 거리는 경우가 발생하게 되면, 신호선이 없어져요.
데이터를 정확하게 보낼 수 없는 상황이 나오게 된 것이죠. 하지만 이 라인드라이브를 사용하게 되면 그라운드가 꿀렁거리게 되도 다른 하나는 살아 있게 됩니다.
그라운드가 양쪽으로 꿀렁거릴 수는 없기 때문이죠. 아주 좋은 기술이죠? 노이즈에 상당히 강해지게 되는데요. 또, 이 라인드라이브 통신방식은 두개의 케이블이 꼬여진 선인 Twist Pair 케이블을 사용해야 안전성이 극대화됩니다. 또, 흔히 사용되는 UL2464 케이블에서 꼬임선의 경우에는 대부분 쉴드 케이블입니다. 쉴드는 반드시 접지에 연결해야 합니다. 정말 중요한 거에요. 꼭 기억해 두세요. Twist Pair Cable을 사용해야 하고, 쉴드선은 반드시 접지에 연결 되어야 합니다.
6.RS-485 통신
이번엔 485 통신입니다. 422 통신과 같은 구조인데, RX+와 TX+ 를 합치고, RX-와 TX-를 합친 통신입니다.
이게 무슨 소리지. 하실 수도 있을 것 같아서 다시 말씀드리면 보내는 선과 받는 선을 공통으로 사용하는 것인데요. 그래서 GND선과 SIGNAL+선, SIGNAL- 이렇게 3개의 선을 사용합니다.
7.RS-422 과 RS-485
RS-232, RS-422, RS-485까지 알아보았는데요. RS-232 통신 대비 RS-422, RS-485는 노이즈에 강하기 때문에 먼 거리에서도 통신이 가능하다는 장점이 있습니다. 그럼 422과 485의 차이는 뭘까요?
422 통신의 경우 이러한 네트워크가 형성이 됩니다.
MASTER 한곳에서 Tx를 통해 데이터를 보내려면 그 케이블은 다른 SLAVE 들의 Rx에 연결이 되어야 하는 구조가 되죠. 그래서 MASTER, SLAVE 방식으로 통신이 됩니다.
SLAVE끼리는 통신을 할 수 없는 구조가 됩니다. 전적으로 MASTER를 통해서 통신이 되게 되죠.
이러한 통신을 1:N 혹은 일대다 통신이라고 표현 합니다.
반면에 RS-485 같은 경우를 도식화해보면
485의 경우 이러한 구성이 되는데요. 보내는 선과 받는 선이 같기 때문에 MASTER SLAVE 구조가 아닌 모두 동등한 위치에 있게 되는데요. SLAVE가 따로 없이 모든 DEVICE들이 통신을 할 수 있습니다.
구독과 좋아요는 사랑입니다. 시청해 주셔서 감사합니다.
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오프닝
Song: DEAF KEV - Invincible [NCS Release]
Music provided by NoCopyrightSounds
Free Download/Stream: ncs.io/invincible​​​​​​​​​
Watch: • DEAF KEV - Invincible ... ​​​​​​​​​
아웃트로
Song: Itro & Tobu - Cloud 9 [NCS Release]
Music provided by NoCopyrightSounds
Free Download/Stream: ncs.io/cloud9​​​​​​​​​
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[@user-dt1jc5te3n]

좋은 강의 감사합니다! 232C, 422, 485의 차이를 알게 되었습니다! 여담으로…… 강렬한 색 대비의 의상으로 인해 시선이 좌측에 머물게 됩니다! ㅋㅋㅋ

[@user-lv9gj2en9k]

쉽게 설명해 주셔서 고맙습니다.

[@beyond-my-limits]

쉽게 설명해주셔서 감사합니다 회사 제어판넬 동력 시퀀스가 릴레이접점 방식이 아닌 통신방식으로 바뀌게되서 잘 보고있습니다

[@vermilion_mechanical]

기똥차게 쉽게 설명해주시네요 乃乃乃

[@user-oc1hb5me6b]

오늘도 어김없이 깹며들고 갑니다 ㅋ.ㅋ 굿뜨굿뜨

[@user-fz7zu8zl1c]

감사합니다 !

[@bts_09]

깹님의 지식에 박수를 보냅니다!

[@user-cd9bq7xj8s]

감사합니다❤

[@user-hy4wr7yz4p]

좋은 내용 쉽게 설명해주셔서 감사합니다

[@automation_develop]

좋은 내용 많이 준비할께요. 새해 복 많이 받으세요.😁

[@user-pe8lm2qk8u]

오늘도 잘보고갑니다

[@user-rm4hb8sm6w]

내용 정말 좋아요 수고하셨습니다

[@automation_develop]

감사합니다.😄

[@user-je7yi9uc1q]

좋은 강의 감사합니다.

[@automation_develop]

감사합니다😁

[@user-bj4ol8cc7w]

깹님 내용이 너무 어려워 일단 패러럴통신과 시리얼통신만 이해하겠습니다. 감사합니다~~

[@user-co6po6zh4v]

ㅎㅎ잘봤습니다

[@user-hq7dq8vr1m]

깹님 잘봤습니다~~

[@user-zb7tn1xd2p]

와 진짜 설명 잘해주셨다 이해쏙쏙되요 감사합니다 이어서 2편은 언제 나와요? Rs 485 통신에 대해 더 알고싶은데 ㅜ can통신도요!!

[@automation_develop]

감사합니다. 통신 내용도 많이 다뤄볼께요. 안그래도 modebus을 할 예정인데, 485, can, canopen 과 함께 좋은 컨텐츠 만들어 볼께요😃👍

[@rasikabusan]

안녕하세요

[@StudywithNarang]

시험 2일 전에 봤네요. 많은 도움이 되었습니다^^

[@automation_develop]

다행이네요👍

[@user-wl2ee4pn1x]

설명해주셔서 감사합니다. 통신에 대해 내용 설명이 잘 되어 있는 추천해주실만한 교재가 있으신가요?

[@automation_develop]

제가 본적은 없는 것 같은데 전 주로 avr 이나 arm 같은 임베디드쪽을 공부하면서 알게됐어요.

[@englishchobobang]

감사합니다. 이런식으로 cc링크와 이더넷 프로피버스 통신도 정리비교가능할까요?ㅠ

[@luongpham6873]

선생님 비전 검사기 RS232로 통신 PLC DR64H 도와W줍니까

[@user-mf1bd3uc9e]

저는 시골에서기존라인펌프을 제거하고 새로운 부스터을 설치하고 있읍니다 통신을 연결하지 못하고 있읍니다 기존통신은 방식은 plc에서 나온 신호을 kt모뎀을 통하여 경비실에서 압력밑 모터작동 여부을 보고있읍니다 경비실에는 ls프로그램 을설치해놓고 여러대을 감시하고 있다고 합니다 부스터펌프에는 485통신 단자가있읍니다 통신을 할수있는 방법을 알려주세요

[@automation_develop]

cafe.naver.com/developautomation 여기에 내용을 좀 더 자세히 적어주세요. 어떤 상태에서 어떻게 번경이 됐다는 건지 잘 모르겠아서요 ^^

[@rasikabusan]

422, 485 많이 알고 싶어요 선생님

[@boleumdal6457]

0

[@taeileom0806]

감사합니다!

[@automation_develop]

감사합니다😍