Comparaison entre RS232 et RS485

RS232 et RS485 sont deux types de normes de communication série utilisées pour transmettre des données entre des équipements électroniques. Chacune a ses caractéristiques, avantages et limitations, et elles sont adaptées à des situations différentes. Voici une comparaison détaillée entre les deux :

1. Principe de fonctionnement

• RS232 : Utilise une communication point à point, c'est-à-dire qu'il y a une seule source et un seul récepteur. Il transmet les données en utilisant un seul signal pour la transmission et la réception, ce qui rend ce type de communication limité à des distances courtes et à un faible nombre d'appareils connectés.
• RS485 : Utilise une communication multi-points (ou bus), ce qui permet de connecter plusieurs périphériques (généralement jusqu’à 32 appareils) sur une même ligne de transmission. Il peut ainsi permettre des communications entre un émetteur et plusieurs récepteurs, ou entre plusieurs appareils dans un réseau.

2. Distance de transmission

• RS232 : La distance maximale de transmission est généralement limitée à 15 mètres, bien que ce soit souvent moins, surtout à des vitesses de transmission élevées.
• RS485 : La distance de transmission est beaucoup plus grande, pouvant atteindre 1 200 mètres à une vitesse de 100 kbps, et bien que la distance puisse être réduite à mesure que la vitesse de transmission augmente, elle reste bien plus grande que celle de RS232.

3. Vitesse de transmission

• RS232 : La vitesse de transmission peut varier entre 300 baud et 1 Mbps, mais les vitesses les plus courantes sont de 9600, 19 200 ou 115 200 bps.
• RS485 : Peut supporter des vitesses de transmission allant de 9,6 kbps à 10 Mbps, avec une capacité de maintenir des vitesses élevées sur de plus grandes distances, ce qui en fait une norme plus flexible pour des applications industrielles.

4. Mode de communication

• RS232 : C'est un mode de communication unidirectionnel (une seule direction à la fois), avec un seul émetteur et un seul récepteur.
• RS485 : Fonctionne en mode différentiel, ce qui lui permet d'être plus robuste face aux interférences électromagnétiques. Cela lui permet d'atteindre de meilleures performances sur de longues distances et dans des environnements industriels bruyants.

5. Connecteurs et câblage

• RS232 : Utilise souvent des connecteurs DB9 ou DB25 (9 ou 25 broches). La communication nécessite deux fils pour la transmission et la réception des données, avec un fil de masse.
• RS485 : Utilise généralement des connecteurs à 2 ou 4 fils pour une communication différentiel (A et B pour les signaux, parfois un fil de masse pour la référence). Ce câblage permet la communication entre plusieurs appareils sur le même réseau.

6. Immunité aux interférences électromagnétiques

• RS232 : Moins résistant aux interférences électromagnétiques en raison de sa transmission de signal monofilaire (signal unique).
• RS485 : Très résistant aux interférences électromagnétiques grâce à son mode différentiel, ce qui le rend adapté pour des environnements industriels ou des installations avec des bruits électriques importants.

7. Applications typiques

• RS232 : Très utilisé dans des applications de faible distance et point à point, comme les modems, les imprimantes, les PC, et autres appareils de bureau.
• RS485 : Idéal pour des réseaux de communication industrielle, des systèmes de contrôle, des automates programmables (PLC), des capteurs, des dispositifs de mesure à distance et des applications nécessitant plusieurs dispositifs connectés.

8. Coût et complexité

• RS232 : Moins coûteux et plus simple à mettre en œuvre, adapté aux petites installations et aux applications nécessitant une connexion simple.
• RS485 : Plus complexe et coûteux à implémenter, mais offre une grande flexibilité pour des réseaux de plus grande envergure, surtout dans des environnements industriels.

Résumé des différences :

Caractéristique	RS232	RS485
Distance max	~15 m	Jusqu'à 1 200 m
Vitesse max	Jusqu’à 1 Mbps	Jusqu’à 10 Mbps
Mode de communication	Unidirectionnel (point à point)	Bidirectionnel (multi-points)
Immunité aux interférences	Faible	Élevée
Connecteurs	DB9, DB25	Connecteurs à 2 ou 4 fils
Applications	Connexion PC, modems, imprimantes	Automates, réseaux industriels, capteurs
Coût et complexité	Moins coûteux, plus simple à mettre en œuvre	Plus coûteux, plus complexe

Conclusion

En résumé, RS232 est mieux adapté pour des applications simples et à courte distance, tandis que RS485 est plus performant dans des environnements industriels, offrant des communications robustes sur de longues distances avec plusieurs périphériques connectés.

Conversion électronique entre RS232, RS485 et USB

La conversion entre les protocoles RS232, RS485, et USB implique l'utilisation de circuits électroniques spécialisés qui effectuent la transformation des signaux physiques et logiques d'un protocole à un autre. Chaque norme a des caractéristiques uniques en termes de signal, de topologie, et de contrôle de flux, ce qui nécessite des conversions spécifiques pour assurer une communication fiable entre les différents types de périphériques.

1. Conversion RS232 <-> RS485

RS232 vers RS485

• Problème : Le RS232 utilise une transmission unidirectionnelle avec des signaux analogiques (+12V et -12V), tandis que le RS485 utilise une transmission differencielle avec des signaux numériques (A et B, +5V à -5V). La conversion doit donc transformer les signaux unipolaires de RS232 en signaux différentiels de RS485.
• Solution électronique : Un convertisseur RS232 vers RS485 convertit les niveaux de tension du RS232 (+12V et -12V) en des tensions différentielles qui vont sur les fils A et B du RS485.
  • Circuit intégré (CI) : Le convertisseur utilise souvent un circuit intégré (CI) comme le MAX485 ou le SP3485, qui est conçu pour transmettre et recevoir des signaux différenciels RS485 tout en traduisant les signaux RS232 en un format compatible.
  • Fonctionnement : Le convertisseur doit prendre en charge la conversion de signaux de tension et effectuer l’inversion de polarité entre les deux standards. Il convertit également les niveaux de tension unidirectionnels de RS232 en des signaux bidirectionnels pour RS485.
  • Protocole de contrôle : Le convertisseur s’assure également que la gestion des lignes RTS et CTS (pour le contrôle de flux) dans le cas du RS232 soit correctement traduite pour le RS485.

RS485 vers RS232

• Problème : L'inverse consiste à recevoir des signaux différentiels sur le RS485 et les convertir en signaux unidirectionnels pour le RS232.
• Solution électronique : Un convertisseur RS485 vers RS232 fonctionne de la même manière, mais cette fois, il inverse le processus :
  • Le CI convertit les signaux différentiels du RS485 en une tension unidirectionnelle compatible avec le RS232.
  • Une fois que les signaux sont convertis, les informations sont envoyées sur le port série RS232.

2. Conversion RS232 <-> USB

RS232 vers USB

• Problème : Le RS232 utilise une communication série à bas niveau avec des signaux analogiques de 12V et une topologie point à point, tandis que le USB est un bus numérique avec des protocoles plus complexes, supportant plusieurs périphériques et un échange rapide de données.
• Solution électronique : Un convertisseur RS232 vers USB fonctionne par la traduction des signaux RS232 en des signaux numériques que l'ordinateur ou l'hôte USB peut comprendre.
  • Circuit intégré (CI) : Le convertisseur utilise des puces comme le FTDI FT232R ou le Prolific PL2303. Ces puces sont équipées pour gérer la conversion entre les niveaux de tension du RS232 (±12V) et les niveaux logiques USB (0V et 5V).
  • Contrôleur USB : Ces puces disposent d'un contrôleur USB intégré qui gère l'interface avec l’hôte USB, et un port série virtuel (VCP) qui simule un port COM sur l'ordinateur. Cela permet à des applications logicielles sur l’ordinateur d'interagir avec les équipements RS232 comme s'ils étaient directement connectés à un port série.

USB vers RS232

• Problème : L'inverse, c'est-à-dire la conversion de l'USB vers le RS232, implique de prendre les données numériques USB et de les convertir en signaux analogiques pour le RS232.
• Solution électronique : Le convertisseur USB vers RS232 utilise des CI USB-to-Serial pour effectuer cette conversion. Ces circuits intégrés gèrent à la fois la communication avec l'hôte USB et l'émission de signaux analogiques compatibles avec RS232.
  • Fonctionnement : Les données USB sont lues et traduites en protocole série via un driver USB sur l'ordinateur, tandis que les niveaux de signal sont ajustés pour correspondre aux exigences du RS232 (+12V et -12V).

3. Conversion USB <-> RS485

RS485 vers USB

• Problème : Le RS485 est une norme de communication série différentielle, tandis que l'USB fonctionne avec des données numériques à des vitesses bien plus élevées et une gestion de l’alimentation pour les périphériques.
• Solution électronique : Un convertisseur RS485 vers USB prend les signaux différenciels du RS485 (les lignes A et B) et les traduit en un format USB numérique :
  • Circuit intégré : Des convertisseurs comme le FTDI USB-RS485 sont utilisés. Ce CI transforme les signaux RS485 en une interface série virtuelle (VCP), permettant à un ordinateur de communiquer avec des périphériques RS485 comme s’ils étaient connectés via un port série.
  • Protocole de gestion : Le convertisseur USB gère aussi la gestion des erreurs, le contrôle de flux et la synchronisation entre les dispositifs RS485 et l'ordinateur.

USB vers RS485

• Problème : La conversion dans l'autre sens (de l'USB vers le RS485) implique de transformer les signaux numériques USB en des signaux différenciels adaptés au RS485.
• Solution électronique : Un convertisseur USB vers RS485 prend les données USB et les convertit en signaux différenciels sur les lignes A et B du RS485 :
  • Circuit intégré : Des circuits comme le FTDI USB-RS485 ou Prolific USB-to-RS485 sont utilisés. Ces CI permettent de contrôler les lignes A et B en envoyant les signaux corrects aux périphériques RS485.
  • Transmetteur et récepteur RS485 : Le convertisseur doit également gérer la commutation entre transmission et réception, ce qui est essentiel pour le fonctionnement bidirectionnel du RS485.

Vue d'ensemble des circuits de conversion

Conversion	Composants clés	Processus de conversion	Exemples de circuits intégrés (CI)
RS232 vers RS485	Circuit de transmission différentiel, transistors pour inversion de signal, régulateur de tension	Conversion des signaux unidirectionnels en signaux différentiels	MAX485, SP3485
RS485 vers RS232	Circuit différentiel à unidirectionnel, régulateur de tension, inversion de polarité	Transformation des signaux différentiel en signaux unipolaires	MAX232 (RS232 standard), SP3485
RS232 vers USB	Contrôleur USB intégré, circuit de gestion des niveaux de tension	Conversion des niveaux analogiques du RS232 en données numériques USB	FTDI FT232R, Prolific PL2303
USB vers RS232	Contrôleur USB, convertisseur USB vers série, régulateur de tension	Traduction des données USB en format série pour RS232	FTDI FT232R, Prolific PL2303
RS485 vers USB	Circuit différentiel, contrôleur USB, circuit d’alimentation	Conversion des signaux différentiels en format USB numérique	FTDI USB-RS485
USB vers RS485	Contrôleur USB, convertisseur USB vers différentiel, régulateur de tension	Conversion des signaux USB numériques en format différentiel RS485	FTDI USB-RS485

Conclusion

Les convertisseurs électroniques entre RS232, RS485, et USB utilisent des circuits intégrés spécialisés pour transformer les signaux électriques et logiques de chaque protocole. Ces circuits peuvent comprendre des transistors, des contrôleurs USB, et des CI de conversion série qui assurent la compatibilité entre les différents types de signaux. Chaque type de conversion doit prendre en compte la nature du signal (unidirectionnel, différentiel, numérique) et la gestion du contrôle de flux pour garantir une communication fiable entre les périphériques.