産業オートメーション、IoTデバイス、組み込みシステムでシリアル通信を扱う際に遭遇する重要な設定の1つは、 ボーレート. しかし、ボーレートが高ければ高いほど良いのでしょうか？シリアル通信における速度と信頼性のトレードオフについて見ていきましょう。
ボーレートとは何ですか?
ボーレートは、シリアル通信におけるデータ転送速度をビット/秒（bps）で表します。デバイス間で1秒間に送受信できるビット数を決定します。
一般的なボーレートは次のとおりです。
- 9600bps
- 19200 bps
- 38400 bps
- 57600 bps
- 115200 bps
より高いボーレートのケース
1. より高速なデータ転送
ボーレートを高くすると、送信時間が大幅に短縮されます。
- で 9600bpsシリアル端末にテキストを送信すると、文字ごとの印刷が目に見える形で表示されます。
- で 115200 bps同じテキストがほぼ瞬時に表示される
この速度の違いは、次の場合に重要になります。
- マイクロコントローラは高速通信を必要とする
- 大量のデータを転送する必要がある
- リアルタイムシステムでは最小限の遅延が求められる
2. システムパフォーマンスの向上
マイクロコントローラとの直接通信の場合、より高いボーレート：
- プログラム実行時間を短縮する
- 制御システムの遅延を最小限に抑える
- より高速なセンサーデータ処理を可能にする
高ボーレートの課題
1. 干渉を受けやすくなる
速度が速いほど、以下の影響を受けやすくなります。
- 電磁干渉（EMI）
- 距離による信号劣化
- エラーコードと破損したデータ
伝送距離の制限:
- 9600 bps: 約10～20メートル
- 115200 bps: 約2～3メートル（通常）
2. ハードウェアに関する考慮事項
標準 TTL UART （1.8V/3.3V/5V）は高速伝送時に厳しい距離制限があります。産業用アプリケーションでは、以下の点にご留意ください。
堅牢なシリアルプロトコル:
- RS-232: TTLよりも優れたノイズ耐性
- RS-485: 長距離用差動信号
- RS-422: ノイズの多い環境に適したバランス伝送
これらはUART信号をより堅牢な電気規格に変換し、 より高速でより長い距離.
ボーレート選択における重要な要素
- マッチングレート: 両方のデバイスは同じボーレートを使用する必要があります
- 通信距離: 短距離の接続には高いレートが最適です
- 騒音環境: 産業環境ではより低いレートが必要になる場合があります
- データ量: 高スループットアプリケーションは高速レートの恩恵を受ける
結論
ボーレートが高いほど通信速度は速くなりますが、必ずしも「優れている」わけではありません。最適なボーレートは、特定のアプリケーションにおける速度要件と信号品質のバランスを考慮します。産業用途では、 RS-485/422コンバータ 高速かつ信頼性の高い長距離通信が必要な場合。
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