RS-232, TTL, RS-485 통신 비교

임베디드 시스템과 산업 자동화에서 많이 사용되는 직렬 통신 방식에는 RS-232, TTL, RS-485가 있습니다. 이들은 각각의 특성과 용도가 다르며, 전기적 신호 방식과 데이터 전송 특성에서 차이가 있습니다. 본 글에서는 RS-232, TTL, RS-485의 차이점을 분석하고, 각각의 장단점을 비교하여 사용 환경에 맞는 적절한 선택 기준을 제시하겠습니다.

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1. RS-232 통신이란?

개요

RS-232(Recommended Standard 232)는 가장 오래된 직렬 통신 프로토콜 중 하나로, PC 및 다양한 산업용 장비에서 널리 사용됩니다.

특징

• 전압 레벨: ±3V ~ ±15V (보통 ±12V 사용)
• 신호 방식: 단일 엔드(single-ended) 통신
• 전송 거리: 최대 15m
• 최대 속도: 일반적으로 115.2kbps (일부 장비에서 1Mbps 지원 가능)
• 사용 예: PC, 산업용 장비, POS 시스템 등

장점

1. 다양한 장비에서 사용 가능 – 범용성이 뛰어나며 산업 표준으로 널리 사용됨

2. 상대적으로 긴 전송 거리 지원 – TTL보다는 긴 거리(15m) 전송 가능

3. 비동기식 통신 지원 – 추가적인 클럭 신호 없이 데이터 전송 가능

단점

1. 전압 레벨이 높음 – 마이크로컨트롤러와 직접 연결할 수 없음 (레벨 시프터 필요) 

2. 노이즈에 취약 – 단일 엔드 방식이므로 외부 간섭을 받기 쉬움

3. 멀티 드롭 지원 불가 – 1:1 통신만 가능하여 여러 장치를 연결하기 어려움

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2. TTL 통신이란?

개요

TTL(Transistor-Transistor Logic) 통신은 로직 레벨을 기반으로 하는 직렬 통신 방식으로, 마이크로컨트롤러 및 임베디드 시스템에서 널리 사용됩니다.

특징

• 전압 레벨: 0V(LOW), 5V 또는 3.3V(HIGH)
• 신호 방식: 단일 엔드(single-ended) 통신
• 전송 거리: 1m 이내 (전기적 노이즈에 취약)
• 최대 속도: 수 Mbps까지 가능 (단거리에서 유리)
• 사용 예: MCU, 센서, 소형 임베디드 시스템

장점

1. 간단한 구현 – 추가 회로 없이 MCU와 직접 연결 가능

2. 저전력 – 저전압 동작으로 전력 소모가 적음

3. 빠른 데이터 전송 – 짧은 거리에서 높은 전송 속도를 지원

단점

1. 전송 거리 제한 – 1m 이상에서는 신호 감쇠 및 노이즈 문제 발생

2. 노이즈에 취약 – 차동 신호 방식이 아니라 외부 간섭에 약함

3. 멀티 드롭 지원 불가 – 1:1 통신만 가능하며 네트워크 확장이 어려움

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3. RS-485 통신이란?

개요

RS-485는 산업용 및 장거리 데이터 전송을 위해 설계된 통신 방식으로, 차동 신호(Differential Signaling)를 사용하여 노이즈에 강한 특성을 가집니다.

특징

• 전압 레벨: -7V ~ +12V (차동 신호 방식)
• 신호 방식: 차동(Differential) 전송
• 전송 거리: 최대 1200m
• 최대 속도: 10Mbps (거리 증가 시 속도 감소 가능)
• 사용 예: 산업 자동화, 모터 제어, 원격 센서 네트워크

장점

1. 장거리 전송 가능 – 최대 1200m까지 안정적인 데이터 전송 가능

2. 노이즈 내성 우수 – 차동 신호 방식을 사용하여 전기적 간섭 최소화

3. 멀티 드롭 지원 – 최대 32개(확장 시 256개) 장치 연결 가능

단점

1. 추가 하드웨어 필요 – TTL-485 변환기 또는 RS-485 트랜시버 필요

2. 전력 소비 증가 – TTL에 비해 상대적으로 높은 전력 소모

3. 통신 속도 저하 가능 – 전송 거리가 길어질수록 속도가 낮아질 수 있음

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4. RS-232, TTL, RS-485 비교표

비교 항목RS-232TTLRS-485

신호 방식	단일 엔드 (Single-ended)	단일 엔드 (Single-ended)	차동 신호 (Differential)
전압 레벨	±3V ~ ±15V	0V ~ 5V 또는 3.3V	-7V ~ +12V
최대 전송 거리	최대 15m	1m 이하	최대 1200m
노이즈 내성	낮음	낮음	높음 (차동 신호 방식)
멀티 드롭 지원	불가능 (1:1 통신)	불가능 (1:1 통신)	가능 (최대 256개 장치)
속도	최대 115.2kbps	수 Mbps 가능	최대 10Mbps
전력 소비	중간	낮음	높음
추가 회로 필요 여부	레벨 시프터 필요	불필요 (MCU 직접 연결 가능)	필요 (RS-485 트랜시버)

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5. 선택 기준

사용 환경	추천 통신 방식
PC와 산업 장비 간의 통신	RS-232
MCU 간의 짧은 거리(1m 이내) 통신	TTL (UART)
노이즈가 적고 간단한 회로가 필요한 경우	TTL (UART)
10m 이상의 장거리 통신이 필요한 경우	RS-485
노이즈가 많은 공장 환경에서 데이터 전송	RS-485
여러 장치(멀티 드롭) 네트워크 구축	RS-485

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6. 결론

RS-232, TTL, RS-485는 각각의 특성과 용도가 다릅니다.

• RS-232는 PC 및 산업 장비와의 연결에 적합하며, TTL보다 먼 거리에서 사용할 수 있습니다.
• TTL 통신은 간단한 직렬 통신을 구현하는 데 적합하며, 노이즈가 적은 환경에서 MCU 간 통신에 사용됩니다.
• RS-485 통신은 장거리 및 멀티 드롭 네트워크가 필요한 환경에서 안정적으로 사용됩니다.

사용 환경과 요구 사항에 따라 적절한 통신 방식을 선택하여 효율적인 시스템을 구축하세요!