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전자/통신83

CAN 통신 비트 개수 CAN 2.0A는 ID가 11비트이고 데이터는 최대 8바이트이다. 데이터를 제외한 전체 비트는 44 비트이다. 데이터가 8바이트일 때 전체 프레임은 108비트이다. 전체 프레임에서 8바이트 데이터는 60%이다. CAN 2.0B는 ID가 29비트이고 데이터는 최대 8바이트이다. 데이터를 제외한 전체 비트는 62 비트이다. 데이터가 8바이트일 때 전체 프레임은 126비트이다. 전체 프레임에서 8바이트 데이터는 50%이다. 2021. 6. 3.
CAN FD 란? CAN FD(CAN Flexible Data-rate)는 2012년 보쉬에서 발표한 통신 프로토콜이다. 이전의 CAN과 다른 CAN FD의 특징은 다음과 같다. CAN FD는 동작 중 통신 속도를 변경할 수 있다. CAD FD는 CAN보다 5배 빠르다. CAN FD는 초당 5Mbit이다. CAN FD의 한 프레임에는 최대 64바이트의 데이터를 송수신할 수 있다. CAN은 최대 8바이트이다. 2021. 5. 16.
UART 통신 속도 RS-232, RS-422, RS-485 등에 사용되는 UART의 표준 통신 속도는 다음과 같다. 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200, 230400, 460800, 921600 bps 각 단계에서 속도는 2배씩 증가한다. 38400에서 57600으로는 1.5배 증가한다. 2021. 5. 13.
Baud rate과 bps의 차이 Baud rate은 변조 주기 또는 심볼 주기이다. bps는 1초에 전송되는 비트 개수이다. Baud rate과 bps는 다음의 관계가 있다. bps = baud x (1 baud 당 비트 수) UART의 경우 1 baud 당 비트 수가 1개이기 때문에 baud rate과 bps가 동일하다. 4비트 심볼을 사용하는 경우 bps가 baud rate보다 4배 더 크다. 2021. 5. 13.
ASCII Modbus Modbus ASCII의 프레임은 다음과 같다. Start Address Function Data LRC End : (3Ah) 2 char 2 char N char 2 char CR LF (0Dh 0Ah) LRC는 Address부터 Data까지의 모든 바이트를 더한 후 2's complement하여 계산한다. Address, Function, Data는 High 바이트, Low 바이트 순서로 전송되지만 LRC는 반대로 Low 바이트, High 바이트 순서로 전송된다. 2021. 5. 8.
USB-UART 변환기가 인식되지 않을 때 윈도우 10에서 USB RS-232/422/485 커버터의 드라이버를 설치해도 장치관리자에서 COM 포트가 생성되지 않을 때가 있다. 장치관리자에서 COM 포트는 나오지 않지만 범용 직렬 버스 컨트롤러에는 USB 장치가 추가된다. 이 장치에서 우클릭하여 속성을 선택하고 Load VCP를 체크한다. Load VCP를 체크하면 COM 포트가 생성된다. 2021. 2. 3.
CAN 통신 전압 레벨 CAN 통신 Spec에는 Recessive와 Dominant 2종류 신호가 있다는 것만 있고 구체적인 물리적인 상태에 대해서는 정의하고 있지 않다. CAN 통신 IC마다 전압은 조금씩 다르다. TI의 SN65HVD233의 전압은 다음과 같다. 다른 IC에서는 Dominant 3.5V~1.5V, Recessive 2.5V를 사용하기도 한다. 2021. 2. 1.
블루투스 Classic과 블루투스 LE 블루투스 Classic은 일반적으로 사용하는 블루투스이고 블루투스 LE(BLE, Bluetooth Low Energy)는 저전력 블루투스이다. 블루투스 Classic과 블루투스 LE는 서로 호환되지 않는다. 블루투스 Classic과 블루투스 LE의 차이는 다음과 같다. Bluetooth Classic Bluetooth LE IEEE Std 802.15.1 802.15.1 주파수 2.4 GHz 2.4 GHz 통신거리 10m (Class 2) 100m (Class 1) 50m 통신속도 1-3 Mbps 1 Mbps 배터리 사용 기간 몇 일 몇 달 ~ 몇 년 블루투스 LE에는 SPP가 지원되지 않는다. 2020. 12. 10.
블루투스 통신 거리 블루투스는 Class에 따라 전파출력과 통신거리가 다르다. 가장 많이 사용되는 것은 Class 2로 4dBm 출력에 10m이다. Class 출력 통신거리 Class 1 20 dBm 100m Class 2 4 dBm 10m Class 3 0 dBm 1m Class 4 -3 dBm 0.5m 2020. 12. 10.
BiSS 엔코더 통신 절대 엔코더의 통신에 BiSS 방식을 사용하는 경우가 있다. BiSS는 오픈소스 실시간 통신이다. BiSS의 하드웨어는 SSI와 호환이 된다. 즉, 물리계층은 RS-422을 사용한다. 최대 속도는 10MHz이다. BiSS는 B 모드와 C 모드가 있는데 C 모드를 많이 사용한다. 데이터는 최대 64비트이다. CRC 체크섬을 사용한다. Point-to-point 또는 Multi-slave 구성을 할 수 있다. 프레임 구조는 다음과 같다. ☞ BiSS 홈페이지 ☞ SSI 엔코더 통신 2020. 11. 24.
RS-485 컨버터의 자동 흐름제어 회로와 원리 RS-485 컨버터의 자동 흐름제어 회로도는 다음과 같다. TX에서 High에서 Low로 신호가 발생하면 캐패시터가 다이오드를 통해 순간적으로 방전되면서 DE가 High가 된다. TX가 High가 되어도 캐패시터가 저항으로 통해 충전되는 시간동안 DE를 Low를 유지한다. 이 때 /RE에 DE가 연결되어 RX로 들어오는 신호를 차단한다. 즉, TX에서 전송을 시작하면 DE가 High가 되고 TX 전송이 끝나면 일정 시간 후 DE가 Low가 된다. 캐패시터가 충전되는 시상수는 22μs이다. ☞ RS-485 TTL 컨버터 2020. 11. 16.
RS-422의 전압 전류 레벨 RS-422의 전압은 0일 때 +2~+6V이고 1일 때 -2~-6V이다. -2~+2V는 노이즈 마진이다. 여기서 전압은 A-B 이다. Tx+에서 +2V이고 Tx-가 0V라면 양단의 전압은 +2V이다. Tx+에서 0V이고 Tx-가 +2V라면 양단의 전압은 -2V이다. Tx 단자 양단의 전압은 +2V 또는 -2V가 된다. RS-422의 드라이버 전류는 150mA이다. RS-485는 RS-422과 스펙이 다른다. 2020. 11. 3.
RS-422/485 IC 출력 전압 RS-422/485 IC인 SN75176B의 드라이버 출력 회로는 다음 그림과 같다. 드라이버 출력 핀이 오픈되어 있을 때 전압은 3.6V이다. 종단저항이 100Ω일 때 2V이고, 종단저항이 54Ω일 때 최소 1.5V이다. 2020. 10. 18.
엔코더의 SSI 통신 SSI(Synchronous Serial Interface)는 모터 엔코더의 시리얼 통신으로 많이 사용되는 방식이다. SSI는 1984년 독일 Max Stegmann사에서 절대 엔코더를 위해 만들었다. SSI는 SPI와 비슷하다. Master에서 Clock을 출력하고 Clock에 맞추어 Slave에서 Data를 전송한다. SSI의 물리계층은 RS-422 방식으로 사용한다. 즉, Data와 Clock의 2개 신호가 라인 드라이브 방식으로 연결된다. SSI의 데이터 비트 수는 엔코더마다 다르다. 오토닉스에서 나오는 엔코드는 다음과 같이 총 24비트이다. OVF(Overflow flag)를 제외하면 23비트이며 한 회전에 10비트가 사용된다. 통신 속도는 제조사와 통신거리에 따라 다르다. 오토닉스 제품은 10.. 2020. 9. 19.
시리얼 통신 하드웨어 흐름제어 (RTS/CTS 제어) 시리얼 통신 하드웨어 흐름 제어란 RS-232 포트에 있는 RTS(Request to Send)와 CTS(Clear to Send) 신호를 이용하여 통신하는 것을 의미한다. RTS/CTS는 원래 하프 두퓨렉스 통신을 위해 사용되었다. RTS/CTS flow control 또는 RTS/CTS handshaking이라고도 한다. 송수신측의 RTS와 CTS는 서로 크로스하여 연결한다. 통신을 할 때 송신측에서는 먼저 RTS 신호를 보낸다. RTS를 받은 수신측에서는 준비가 되면 CTS를 보낸다. 송신측에서는 CTS를 받으면 데이터를 보낸다. 송신 시작을 알리는 RTS는 RS232-485 컨버터에서 RS-485 버스 제어권을 얻기 위해 사용할 수도 있다. ☞ DTE-DCE 연결 2019. 10. 30.
CAN bus 통신 CAN bus 통신 CAN 통신 (CAN bus, Controller Area Network bus)은 80년대 Bosch에서 자동차에 사용하기 위해 개발되었다. 한번에 보낼 수 있는 데이터 전송량이 작고 속도도 빠르지 않지만 신뢰도는 매우 높다. 데이터 전송 용도보다는 제어 용도로 사용하기 적합하다. Bosch 홈페이지에서 CAN spec을 다운로드할 수 있다. CAN 통신 프레임 CAN bus 2.0은 A와 B가 있다. A는 11비트의 Id를 가지고 B는 29비트의 Id를 가진다. CAN 2.0A 프레임을 Standard 또는 Base 프레임이라고 하고 다음과 같다. 여기에서 Id, DLC, Data를 사용자가 변경할 수 있고 나머지는 대부분 CAN controller에서 자동으로 생성된다. CAN .. 2019. 6. 13.
블루투스 주파수 블루투스는 1989년 에릭슨에서 무선 헤드셋에 사용하기 위해 개발되었다. 2.402 ~ 2.480 GHz 또는 2.400 ~ 2.4835 GHz의 주파수를 사용한다. 79개의 채널이 있고 각 채널의 대역폭은 1 MHz이다. BLE(Bluetooth Low Energy)는 2MHz 간격을 가지는 40개의 채널을 사용한다. 적응형 주파수 도약(AFH, Adaptive Frequency-Hopping) 기법을 사용한다. 1초에 1,600번의 주파수 도약을 실행하여 다른 기기와의 간섭을 최소화 한다. 블루투스는 출력 크기에 따라 Class 1, 1.5, 2, 3, 4가 있다. 가장 많이 사용되는 Class 2는 4 dBm(2.5mW) 출력이고 통신 거리는 약 10m 이다. 블루투스는 Master/Slave 구조.. 2019. 5. 23.
직비 (Zigbee) 통신 Zigbee 통신 특징 직비는 저전력, 저속 통신이다. 예를 들면, 배터리로 2년 이상 동작할 수 있다. 홈 오토메이션, 의료 장비, 제어, 센서 등에 사용된다. 직비 통신은 대부분 2.4 GHz 주파수를 사용하지만 일부는 784 MHz, 868 MHz, 915 MHz를 사용하기도 한다. 2.4 GHz 주파수 직비는 16개 채널이 있고 각 채널은 5 MHz 간격을 가지고, 사용하는 대역폭은 2MHz이다. 2.4 GHz 주파수 직비의 최대 통신 속도는 250 kbps 이다. 주파수가 낮으면 통신 속도도 낮아진다. 직비 장치는 다음 3개 중 하나로 설정되어야 한다. - ZC (Zigbee Coordinator) - ZR (Zigbee Router) - ZED (Zigbee End Device) 직비 네트워크.. 2019. 5. 18.
변조 복조 종류 FSK와 GFSK FSK(Frequency-Shift Keying)는 아날로그 통신 방식인 FM(Frequency Modulation)의 디지털 버전으로 0과 1일 때 각각 다른 주파수의 신호를 사용하는 방식이다. GFSK(Gaussian Frequency-Shift Keying)는 FSK에서 0과 1의 신호를 전송하기 위해 주파수를 변환할 때 가우시언 필터(Gaussian Filter)를 사용하는 방식이다. 가우시언 필터를 사용함으로써 FSK 주파수가 급격하게 변화면서 발생하는 다른 주파수 영역으로의 간섭을 감소 시킬 수 있다. GFSK는 LPF를 사용하기 때문에 신호의 Intersymbol Interference가 증가할 수 있다. 가우시언 필터란 Impulse Response가 가우시언 함수인 필터.. 2018. 12. 16.
CW 무선 전신 CW (Continuous Wave)는 모오스 부호를 이용한 무선전신 (Radiotelegraph)을 의미한다. CW 이전에는 무선 통신을 위해 스파크 갭을 이용했는데 스파크 갭은 짧은 펄스의 전파가 계속해서 나오는 장치였다. 이 후 나온 CW는 감쇄하지 않고 일정한 크기를 가진 사인 파형의 전파가 나오는 방식이기 때문에 Continuous Wave라고 불렸다. 아래 동영상은 마르코니의 스파크 갭 무선 전송 장치이다. CW는 전파 발생을 On/Off 함으로써 모오스 부호를 전송하는 OOK (On-Off Keying) 방식이다 . FSK-CW는 통신 중 캐리어 주파수를 항상 전송되는 방식으로 CW 방식보다 더 신뢰성이 높다. CW는 하나의 주파수를 사용하기 때문에 이론적으로 주파수 대역폭이 없다. 2018. 10. 21.
이더캣(Ethercat) 통신 개요 필드 버스란 IEC 61158에 표준화된 산업용 네트워크 방식들을 의미한다. 필드 버스에는 십여개의 통신 방식이 있다. EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology)은 이더넷 기반의 필드버스 이다. Beckhoff Automation 사에서 개발하였고 IEC 61158로 표준화 되었다. EtherCAT의 슬래이브에서는 ESC (EtherCAT Slave Controller)라는 전용 IC를 사용하기 때문에 1,000개 노드의 디지털 입출력을 제어하는데 30 μs 정도 걸리고 100 축의 서보를 10 kHz 주기로 제어할 수 있는 등 매우 고속 통신이 가능하다. 일반적으로 EtherCAT의 싸이클 타임은 100 μs 이고 데이터 전송 속도는 100 Mbit.. 2018. 8. 15.
RS-485 칩이 자주 고장 나는 이유 RS-485 통신을 하는 제품 중에 RS-485 칩이 고장 나는 경우가 많다. 특히, 야외에서 장거리 통신을 할 때 고장 나는 경우가 많다. RS-485 통신에서 2선만 연결한 송신과 수신부는 다음 그림과 같다. 위의 회로는 다음 그림과 같다. 송신측에서는 송신 회로의 전원에 연결되어 있지만 수신측에서는 수신측 전원과 분리되어 있다. 송신측과 수신측의 그라운드는 G1과 G2로 동일하지가 않다. 만약 G1과 G2의 전위차가 많이 발생하면 수신측의 통신선에 걸리는 전압 V가 RS-485 칩의 정격을 넘어가게 되고 칩이 고장 나게 된다. 보통 RS-485 칩의 입력 최대 전압은 -9 ~ +14V 정도이다. RS-485 통신선은 다음 그림과 같이 그라운드를 함께 연결해야 한다. 그라운드를 연결하여 양단의 그라운.. 2018. 7. 5.
UART 통신 UART(Universal Asynchronous Receiver / Transmitter, 유아트)는 비동기 시리얼 통신 방식으로 몇십년 전에 처음으로 사용된 후 지금까지도 사용되고 있는 통신방식이다. 오늘날에는 훨씬 빠르고 안정적이고 많은 기능을 가지고 있는 시리얼 통신 방식이 많지만, 아직도 사용되고 있는 이유는 비동기 시리얼 통신 방식 중 가장 단순한 방식 중 하나이기 때문에 가격이 싸고 사용하기 쉽기 때문이다. 가장 단순한 시리얼 통신 방식은 동기 통신 방식인 SPI이다. 임베디드 시스템의 모니터 프로그램들은 대부분 RS-232를 이용한 UART 방식을 사용하며 고가의 장비들은 이더넷이나 USB를 사용하지만 저가의 단순한 장비들은 RS-885나 RS-232를 이용한 UART 방식을 사용한다. U.. 2016. 3. 31.
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