Convertidor Pi RS485

RS485 es un estándar de comunicación serial industrial. A diferencia del puerto serial estándar de la Raspberry Pi (TTL), que es para distancias cortas, RS485 usa una señal diferencial. Esto le otorga dos ventajas inmensas:

• Inmunidad al Ruido: Es extremadamente robusto en entornos con interferencia electromagnética (cerca de motores, variadores de frecuencia, etc.).
• Largas Distancias: Permite una comunicación fiable a distancias de hasta 1200 metros.

Necesitas este convertidor si quieres conectar tu Raspberry Pi a sensores industriales, controladores de motores, PLCs, o crear una red de múltiples dispositivos (como varios Arduinos) que estén lejos unos de otros.

El proceso tiene dos pasos: configurar el hardware de la Raspberry Pi y luego usarlo en tu código.

1. Habilitar el Puerto Serial (UART): Abre una terminal y ejecuta sudo raspi-config. Ve a «Interface Options» -> «Serial Port». Cuando te pregunte si quieres una consola de login por el puerto serial, responde «No». Cuando te pregunte si quieres habilitar el hardware del puerto serial, responde «Sí». Esto libera el puerto UART (/dev/ttyS0 o /dev/serial0) para tu uso.
2. Usar en Python: Instala la librería PySerial con pip install pyserial. Luego, en tu código Python, puedes abrir el puerto y comunicarte así:

   import serial
   ser = serial.Serial(
     port='/dev/ttyS0', # O '/dev/serial0'
     baudrate = 9600,
     parity=serial.PARITY_NONE,
     stopbits=serial.STOPBITS_ONE,
     bytesize=serial.EIGHTBITS,
     timeout=1
   )
   ser.write(b'Hola Mundo\n')
   line = ser.readline()
   print(line)
   

Ambos logran el mismo objetivo, pero de formas diferentes:

• Este Módulo (HAT): Se conecta directamente al GPIO de la Raspberry Pi, creando una solución integrada, compacta y que no ocupa un puerto USB. Utiliza el puerto serial nativo del procesador (UART), lo que puede ofrecer una latencia ligeramente menor.
• Conversor USB a RS485: Es más universal y puede usarse en cualquier computador. En la Raspberry Pi, aparecerá como un nuevo dispositivo serial (ej. /dev/ttyUSB0). Es una buena opción si prefieres mantener el GPIO libre para otros propósitos o si necesitas mover el conversor entre diferentes dispositivos.

El protocolo RS485 de 2 hilos es «half-duplex», lo que significa que un dispositivo puede transmitir o recibir, pero no ambos al mismo tiempo. Los conversores más básicos requieren un pin extra para controlar la dirección (DE/RE). Sin embargo, la mayoría de los módulos modernos para Raspberry Pi, como este, cuentan con un circuito de control de dirección automático. Esto simplifica enormemente el uso, ya que el hardware detecta cuándo estás intentando enviar datos y habilita el transmisor por ti, haciendo la comunicación transparente para tu código.

Los terminales A y B son los que transmiten la señal diferencial de RS485. La regla de conexión es simple:

• El terminal A de este convertidor debe conectarse al terminal A de todos los demás dispositivos en el bus.
• El terminal B de este convertidor debe conectarse al terminal B de todos los demás dispositivos.

Invertir A y B en un dispositivo no dañará el hardware, pero impedirá la comunicación. Para buses largos, también se recomienda usar una «resistencia de terminación» de 120 ohmios entre A y B en los dos dispositivos que se encuentran en los extremos físicos del cable.

Sí, es una necesidad común. La Raspberry Pi 4 (y modelos más recientes) tiene múltiples UARTs. Puedes habilitar un UART secundario en otros pines GPIO editando el archivo /boot/config.txt. Por ejemplo, para habilitar el UART3 en los pines GPIO 4 y 5, añadirías la línea: dtoverlay=uart3. Esto creará un nuevo dispositivo serial (ej. /dev/ttyAMA1) que podrás usar con este convertidor, dejando el principal libre para la consola de depuración.