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RS232 vs RS485:最適なシリアル通信規格の選び方

RS232とRS485の比較は新しい話ではありません。両者は最も初期のシリアルインターフェースとして長年競合してきました。しかし現在でもエンジニアに広く使用され、計測・制御デバイスで重宝されています。最も簡単で安価なインターフェースの一つだからです。

それでも多くのエンジニアが違いを理解できず混乱しています。特にPCBエンジニアなら必ず押さえておくべき知識です。本記事では違いを明確にし、新人エンジニアでも容易に判別できるよう解説します。

1. RS232の用途と概要

RS232は通信分野で「推奨規格232」を意味し、1960年に策定されました。シリアル通信によるデータ伝送を目的としています。

公式には、DTE(データ端末装置)とDCE(データ通信装置/データ回線終端装置)間の信号接続を定義します。典型例はモデム接続です。

RS232が規定する要素:

最新版はTIA-232-F(1997年)。DCE-DTE間でシリアルバイナリデータ交換を行います。現在ではPCシリアルポート、産業用通信機器で見られます。かつてはPC標準装備で、マウス、プリンタ、電源ユニット等の周辺機器接続にも使われました。

RS232の歴史

電子工業会(EIA)が1960年に「推奨規格」として制定。初期DTEはテレタイプライター(電気機械式)、初期DCEはモデムでした。電子端末普及期にはテレタイプライター互換でRS232準拠設計されました。

しかし設計者からは「奇妙」と評された規格でもあります。プリンタ、POS端末等のデバイス需要を予見しておらず、非標準ピン配置、制御信号誤配線、規格不遵守といったボトルネックが頻発。ブレークアウトボックス、テスト機器、パッチボックス等が乱立し、不整合機器接続を助けました。総じて、標準からの逸脱は「低電圧で信号駆動したい」というニーズからでした。

RS232規格のスコープ

1969年EIA制定。4つの標準ルール:

  1. インターフェース機械的特性、ピン識別、着脱式コネクタ
  2. 特定通信用途向けインターフェース回路標準サブセット
  3. インターフェースコネクタ内全回路サポート
  4. 電気信号特性:タイミング、信号レート、スルーレート

定義していない要素:文字コード(EBCDIC、ASCII等)、エラー検出プロトコル、キャラクターフレーミング、ビット伝送順序。

2. RS485インターフェースとは?

TIA-485(-A)としても知られ、レシーバーとドライバーの電気的特性を定義する規格。シリアル通信システムで使用されます。

電気信号はマルチポイントとバランス型の2システムをサポート。TIAとEIAが策定し、長距離伝送と電気的ノイズ環境で優れた性能を発揮します。

複数レシーバーがマルチドロップバスやリニアネットワークで接続可能。産業用制御システムに最適。安価なローカルネットワークにも適し、RS422(ツイストペア)と同様の差動信号を使用します。

特筆すべきは3段階ロジック採用で、個々のトランスミッターを非活性化可能。これにより2線式リニアバストポロジーを実現。RS485配線上の機器を「ノード」(デバイス/ステーション)と呼び、理想配置はポイントツーポイント。マルチドロップ時はライン/バストポロジー。スター/リングトポロジーは信号反射と極端な終端インピーダンスで不適です。

3. RS232とRS485の違い

3.1 主要機能比較

RS232 vs RS485:最適なシリアル通信規格の選び方

3.2 主な違い

項目RS232RS485
最大伝送距離50フィート(約15m)
低ボーレートなら延長可能
4,000フィート(約1,200m)
接続可能デバイス数2デバイス(1:1)32デバイス(マルチドロップ)
グランド基準/ノイズ耐性脆弱、データ破損リスク大長距離伝送能力でデータ破損なし
データ速度50フィートで1 Mbps4,000フィートで10 Mbps
伝送方式アンバランス(不平衡)バランス(差動)
動作モード全二重(フルデュプレックス)半二重(ハーフデュプレックス)
配線本数ポイントツーポイントで2線マルチドロップで4線程度必要

4. RS232 vs RS485:メリット・デメリット

シリアルインターフェースはタイミング、ロジックレベル伝送、データレートを規定すべきです。両プロトコルにはそれぞれ長所短所があります。

RS232デバイス

メリット

デメリット

RS485

メリット

デメリット

5. RS232/RS485採用デバイス例

RS232デバイス

D-サブミニチュア(D-sub)

形状由来の名称。D字型金属シールドに囲まれた2列以上の平行ソケット/ピン列。金属シールドで向き確実、機械的支持、EMIシールド効果。コネクタに性別あり(メス=ソケット、オス=ピン)。パネルマウント側に4-40ジャックスクリュー、ケーブル側カバーにネジ受けでロック可能。

PCI Express

リンク(ポイントツーポイント通信)で通信。2つのPCI Expressポート間で通常PCIリクエスト受信可能。レーン数可変(1レーン=低速ペリフェラル例:Wi-Fiカード、16レーン=高速例:グラフィックアダプター)。

RS485デバイス

Grove

簡単接続、プラグアンドプレイ対応。Arduino接続にも使用可能。

産業用USB

オリジナルFT232RL内蔵。TVSダイオード、雷サージ対策等保護回路搭載。小型・簡単操作、自動送受信、高速/安全/安定通信。高通信ニーズ用途に最適。

結論:どちらを選ぶべきか?

プロジェクトとニーズによります。

どちらのプロトコルを採用予定ですか? デバイスについてご質問あればお気軽にお問い合わせください。

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