이전 포스팅에서 센서의 정의와 구조에 대해 알아보았습니다.
※페이지 참조(하이퍼링크) : 센서(Sensor)란? – EPS (epskr.co.kr)
현대 기술의 발전으로 인해 디지털 신호를 직접 출력하는 센서 소자들도 많이 사용되고 있습니다.
디지털 통신은 노이즈에 강하고, 데이터 전송의 신뢰성과 정확성을 높이며, 추가적인 정보(예: 진단 정보, 다중 데이터 채널)를 전송할 수 있는 장점이 있습니다.
디지털 통신 출력의 예시
1. I²C (Inter-Integrated Circuit)
I²C는 저속, 단거리 디지털 통신 버스로, 주로 마이크로 컨트롤러와 센서 간의 통신에 사용됩니다. 온도 센서, 습도 센서 등 다양한 센서가 I²C 인터페이스를 지원합니다.
2. UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter)
UART는 직렬 통신 프로토콜로, 센서와 마이크로 컨트롤러 또는 컴퓨터 간의 통신에 사용됩니다
3. Modbus RTU
Modbus RTU는 산업 자동화에서 널리 사용되는 직렬 통신 프로토콜입니다. RS-232, RS-485와 같은 직렬 통신을 통해 장치 간 데이터 교환을 가능하게 합니다.
Modbus RTU는 산업용 네트워크에서 마스터-슬레이브(master-slave) 통신 모델을 사용합니다.
마스터 장치는 통신을 시작하고, 슬레이브 장치는 요청에 응답합니다.
하나의 네트워크에 여러 슬레이브 장치를 연결할 수 있으며, 각 슬레이브 장치는 고유의 주소를 가집니다.
4. CAN (Controller Area Network)
CAN은 자동차 및 산업용 네트워크에서 널리 사용되는 통신 프로토콜입니다. 차량의 다양한 센서(예: 속도 센서, 온도 센서 등)가 CAN 인터페이스를 통해 데이터를 전송합니다.
Modbus RTU의 장점
- 간단함과 효율성: Modbus RTU는 구조가 단순하고 이해하기 쉬워 설정과 유지보수가 용이합니다.
- 다양한 지원 장치: 많은 산업 장비와 센서가 Modbus RTU를 지원하므로 상호 운용성이 높습니다.
- 신뢰성: CRC 오류 검출을 통해 데이터 전송의 무결성을 보장합니다.
- 유연성: RS-485의 물리적 특성 덕분에 장거리 통신과 다중 장치 네트워크 구성이 가능합니다.
- 표준화: Modbus는 공개된 프로토콜로, 산업 표준으로 널리 채택되어 있습니다.
Modbus RTU 응용 분야
1. 산업 자동화
Modbus RTU는 PLC, HMI, SCADA 시스템 간의 통신에 널리 사용됩니다. 이를 통해 다양한 센서와 액추에이터를 제어하고 모니터링할 수 있습니다.
2. 에너지 관리
에너지 관리 시스템에서 Modbus RTU는 전력 계측기, 스마트 미터, 에너지 저장 시스템 간의 데이터 통신을 담당합니다. 이는 에너지 사용을 최적화하고 효율적인 에너지 관리에 기여합니다.
3. 빌딩 관리 시스템
빌딩 관리 시스템(BMS)은 HVAC(Heating, Ventilation, and Air Conditioning), 조명, 보안 시스템 등을 통합 관리합니다. Modbus RTU는 이러한 시스템의 다양한 장치와의 통신에 사용되어 빌딩의 에너지 효율성을 높이고 운영 비용을 절감합니다.
4. 환경 모니터링
환경 모니터링 시스템에서 Modbus RTU는 대기질, 수질, 토양 상태 등의 데이터를 수집하고 중앙 제어 시스템으로 전송합니다. 이는 환경 보호 및 규제 준수에 중요한 역할을 합니다.
※이전 글 참조(하이퍼링크) : 센서의 출력(아날로그, 접점) – EPS (epskr.co.kr)
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