RS-485: Wiring and Connection: различия между версиями
(Добавил ссылку на стандарт про землю, вопросы всплывают.) |
Fizikdaos (обсуждение | вклад) |
||
(не показаны 42 промежуточные версии 5 участников) | |||
Строка 1: | Строка 1: | ||
<languages/> | <languages/> | ||
<translate> | <translate> | ||
<!--T:1--> | |||
'''[https://wirenboard.com/ru/product/cable-LAN/ Купить недорогой кабель в интернет-магазине]''' | |||
== Прокладка шины == <!--T:3--> | == Прокладка шины == <!--T:3--> | ||
[[Файл:485-NON Terminator.png|thumb|250px|Сигнал на линии с терминаторами]] | |||
[[Файл:485-NON Terminator.png|thumb|250px|Сигнал на линии без терминаторов. Желтая - линия А со стороны датчика, голубая - А со стороны контроллера, голубая - В со стороны контроллера, синяя - разность А-B - т.е. сигнал. Длина кабеля 600 метров, частота 115200. ]] | |||
| | |||
<!--T:4--> | <!--T:4--> | ||
Устройства RS-485 устанавливаются на общую шину. Шина использует две линии для данных (''A'' и ''B'') и одну для земли (общий провод). | Устройства RS-485 устанавливаются на общую шину. Шина использует две линии для данных (''A'' и ''B'') и одну для земли (общий провод). | ||
Общий провод нужен для выравнивая потенциалов устройств | Общий провод нужен для выравнивая потенциалов устройств. Его можно не подключать, если устройства уже имеют общую землю и стоят в одном щите. | ||
''A'' и ''B'' обязательно должны быть проложены витой парой. Кабель экранированный, заземлен в одной точке (неважно в какой). | |||
''' | |||
Часто удобно | Часто удобно проложить сразу линию для питания. Т. е. использовать кабель с двумя витыми парами А/B и V+/GND. | ||
По стандарту RS-485 шина должна быть проложена без ответвлений и на концах линии должны быть терминирующие резисторы (100-120 Ом). Топологии звезда или кольцо не допускаются. | По стандарту RS-485 шина должна быть проложена без ответвлений и на концах линии должны быть терминирующие резисторы (100-120 Ом). Топологии звезда или кольцо не допускаются. | ||
Но если скорость передачи будет не выше 115200 | Но если скорость передачи будет не выше 115200, то переотражения от ответвлений и нетерминированых концов быстро затухают и на работу не влияют. | ||
Наши рекомендации по тому, насколько можно отойти от стандарта RS-485 без потери работоспособности: | Наши рекомендации по тому, насколько можно отойти от стандарта RS-485 без потери работоспособности: | ||
* А и B витой парой | * А и B витой парой - обязательно. Даже в щите на короткие расстояния лучше использовать витую пару - силовое оборудование может наводить помехи. | ||
* Общий провод (GND) | * Общий провод (GND) - обязательно, если земли устройств разные (питаются от разных БП). Можно без него, если у устройства изолированный порт RS-485. | ||
* Экран | * Экран - для небольших расстояний (10 м) при отсутствии источников помех экран можно не использовать. | ||
* Ответвления от шины | * Ответвления от шины - допустимы ответвления до 50 м при скорости не выше 115 200. | ||
* Терминатор на концах линии | * Терминатор на концах линии - при скорости < 115 200 можно обойтись, при скорости 115200 - хотя бы с одно конца должен быть. На длинных линиях и низкой скоростью может даже ухудшать работу. Если контроллер подключен к середине шины, то терминатор нужно отключить. | ||
<!--T:6--> | <!--T:6--> | ||
==Выбор кабеля== | ==Выбор кабеля== | ||
{| class="wikitable" style=" float:right; margin-left: 10px;" | |||
|+ Использование сетевого кабеля 5 категории для прокладки шины RS-485 | |||
{| class="wikitable" | |||
|+ | |||
!Сигнал шины RS-485!!Провод | !Сигнал шины RS-485!!Провод | ||
|- | |- | ||
|данные A | |данные A | ||
|[[File:Wire white green stripe. | |[[File:Wire white green stripe.svg|60px|Pair 3 Wire 1]] бело-зелёный | ||
|- | |- | ||
|данные B | |данные B | ||
|[[File:Wire green. | |[[File:Wire green.svg|60px|Pair 3 Wire 2]] зелёный | ||
|- | |- | ||
|питание (12В или другое) | |питание (12В или другое) | ||
|[[File:Wire orange. | |[[File:Wire orange.svg|60px|Pair 2 Wire 2]] оранжевый | ||
|- | |- | ||
|питание (12В или другое) | |питание (12В или другое) | ||
|[[File:Wire white orange stripe. | |[[File:Wire white orange stripe.svg|60px|Pair 2 Wire 1]] бело-оранжевый | ||
|- | |- | ||
|не используется | |не используется | ||
|[[File:Wire blue. | |[[File:Wire blue.svg|60px|Pair 1 Wire 2]] синий | ||
|- | |- | ||
|не используется | |не используется | ||
|[[File:Wire white blue stripe. | |[[File:Wire white blue stripe.svg|60px|Pair 1 Wire 1]] бело-синий | ||
|- | |- | ||
|земля питания (GND) | |земля питания (GND) | ||
|[[File:Wire white brown stripe. | |[[File:Wire white brown stripe.svg|60px|Pair 4 Wire 1]] бело-коричневый | ||
|- | |- | ||
|земля питания (GND) | |земля питания (GND) | ||
|[[File:Wire brown. | |[[File:Wire brown.svg|60px|Pair 4 Wire 2]] коричневый | ||
|} | |} | ||
Используйте экранированный кабель парной скрутки: данные RS-485 (линии A и B) должны идти по витой паре, а экран уменьшит помехи от силовых цепей. | |||
При монтаже удобно использовать кабель с гибкими жилами. Также для прокладки шины можно использовать обычную витую пару CAT5 для Ethernet. | |||
Если этот же кабель используется для питания устройств, то обратите внимание и на сечение проводников: падение напряжения на длинном кабеле может привести к нестабильной работе устройства. | |||
'''Пример рассчета''' падения напряжения на кабеле: | |||
Дано: К кабелю КИС-В 2х2х0,60 общей длинной 50 метров подключено 5 шт датчиков MSW2 и 2 модуля реле MRM2-mini от блока питания 12В. | Дано: К кабелю КИС-В 2х2х0,60 общей длинной 50 метров подключено 5 шт датчиков MSW2 и 2 модуля реле MRM2-mini от блока питания 12В. | ||
Строка 154: | Строка 82: | ||
*Использовать блок питания на 24V. Ток будет в два раза меньше (I = P/U = 0.3 A), падение напряжения на кабеле тоже меньше (1.8V), а запас по питанию будет очень большим (22V). | *Использовать блок питания на 24V. Ток будет в два раза меньше (I = P/U = 0.3 A), падение напряжения на кабеле тоже меньше (1.8V), а запас по питанию будет очень большим (22V). | ||
<!--T:7--> | <!--T:7--> | ||
{| class="wikitable" | {| class="wikitable" | ||
Строка 160: | Строка 90: | ||
!Гибкий | !Гибкий | ||
!Сечение | !Сечение | ||
жил | жил(мм^2) | ||
!Парной | !Парной | ||
скрутки | скрутки | ||
Строка 166: | Строка 96: | ||
!Примерная | !Примерная | ||
цена, $/m | цена, $/m | ||
!Примечание | |||
|- | |- | ||
|[https:// | |[https://paritet.su/catalog/cat5e_f_utp_6/parlan_patch_f_utp_cat5e_pvc_4kh2kh0_60/ ParLan Patch F/UTP 4х2х0,60 ] | ||
|да | |да | ||
|0. | |0.2 | ||
|да | |да | ||
| | |алюмополимерная лента | ||
| | |0.5 | ||
|для питания использовать две отдельных пары | |||
|- | |- | ||
|[ | |[http://www.paritet-podolsk.ru/produkciya/signal/liycy_tp/ КДВЭВГ 2х2х0,50] | ||
|да | |да | ||
|0.5 | |0.5 | ||
Строка 181: | Строка 115: | ||
|1 | |1 | ||
|- | |- | ||
|[ | |[http://www.paritet-podolsk.ru/produkciya/signal/liycy_tp/ КДВЭВГ 2х2х0,35] | ||
|да | |да | ||
|0.35 | |0.35 | ||
Строка 194: | Строка 128: | ||
|оплётка | |оплётка | ||
|1.1 | |1.1 | ||
|} | |} | ||
Строка 206: | Строка 133: | ||
<!--T:12--> | <!--T:12--> | ||
[[Файл: | {|align="right" | ||
|-valign="top" | |||
|[[Файл:M1W2PODKL.png|thumb|150px|Наконечники для шины RS-485]] | |||
|[[Файл:M1W2PODKL2.png|thumb|150px|Подключение шины RS-485 к модулю WB-M1W2]] | |||
|[[Файл:WBPODKL.png|thumb|200px|Подключение шины RS-485 к Wiren Board 5]] | |||
|} | |||
Так как все устройства соединяются общей шиной, следите за качественным соединением всех узлов линии: | Так как все устройства соединяются общей шиной, следите за качественным соединением всех узлов линии: | ||
*при обрыве линии устройства за обрывом не будут работать | *при обрыве линии устройства за обрывом не будут работать | ||
Строка 213: | Строка 144: | ||
<!--T:13--> | <!--T:13--> | ||
Рекомендуем использовать [ | Рекомендуем использовать [http://www.chipdip.ru/catalog-show/tips/ штыревые наконечники под обжимку (НШВИ)]. Это позволяет легко подключать-отключать устройства без потери работоспособности остальных устройств на шине. При использовании во время монтажа наконечников типа НШВИ необходимо, чтобы диаметр изолированных манжет не превышал габаритов клеммников устройств. | ||
<!--T:14--> | <!--T:14--> | ||
'''Провод A на всех устройствах подключается к клеммнику с маркировкой А, провод B | '''Провод A на всех устройствах подключается к клеммнику с маркировкой А, провод B - всегда к B.''' На Wiren Board рядом с клеммниками А и В | ||
расположены клеммники GND и Vout - можно сразу подключить линии питания (сначала проверьте требования к питанию ваших устройств!). | |||
На | |||
Клемма общего провода обозначается, в зависимости от оборудования, как SC, SG, G, GND, ground или reference. На контроллерах Wiren Board эта клемма обозначена как GND. При подключении к изолированному порту, нужно подключаться к изолированной земле данного порта (клеммы "GND iso"). | Клемма общего провода обозначается, в зависимости от оборудования, как SC, SG, G, GND, ground или reference. На контроллерах Wiren Board эта клемма обозначена как GND. При подключении к изолированному порту, нужно подключаться к изолированной земле данного порта (клеммы "GND iso"). | ||
Строка 225: | Строка 155: | ||
Лайфхак: так как внутри Wiren Board стоит растяжка линий, после подключения его к шине напряжение на линии A будет больше, чем на B примерно на 0.5 В. Поэтому, подключая периферийные устройства, вы легко можете определить линии шины вольтметром. Но, конечно, цветовое кодирование проводников более предпочтительно. | Лайфхак: так как внутри Wiren Board стоит растяжка линий, после подключения его к шине напряжение на линии A будет больше, чем на B примерно на 0.5 В. Поэтому, подключая периферийные устройства, вы легко можете определить линии шины вольтметром. Но, конечно, цветовое кодирование проводников более предпочтительно. | ||
</translate> | </translate> |
Версия 15:34, 9 июля 2020
Купить недорогой кабель в интернет-магазине
Прокладка шины
Устройства RS-485 устанавливаются на общую шину. Шина использует две линии для данных (A и B) и одну для земли (общий провод). Общий провод нужен для выравнивая потенциалов устройств. Его можно не подключать, если устройства уже имеют общую землю и стоят в одном щите. A и B обязательно должны быть проложены витой парой. Кабель экранированный, заземлен в одной точке (неважно в какой).
Часто удобно проложить сразу линию для питания. Т. е. использовать кабель с двумя витыми парами А/B и V+/GND.
По стандарту RS-485 шина должна быть проложена без ответвлений и на концах линии должны быть терминирующие резисторы (100-120 Ом). Топологии звезда или кольцо не допускаются.
Но если скорость передачи будет не выше 115200, то переотражения от ответвлений и нетерминированых концов быстро затухают и на работу не влияют.
Наши рекомендации по тому, насколько можно отойти от стандарта RS-485 без потери работоспособности:
- А и B витой парой - обязательно. Даже в щите на короткие расстояния лучше использовать витую пару - силовое оборудование может наводить помехи.
- Общий провод (GND) - обязательно, если земли устройств разные (питаются от разных БП). Можно без него, если у устройства изолированный порт RS-485.
- Экран - для небольших расстояний (10 м) при отсутствии источников помех экран можно не использовать.
- Ответвления от шины - допустимы ответвления до 50 м при скорости не выше 115 200.
- Терминатор на концах линии - при скорости < 115 200 можно обойтись, при скорости 115200 - хотя бы с одно конца должен быть. На длинных линиях и низкой скоростью может даже ухудшать работу. Если контроллер подключен к середине шины, то терминатор нужно отключить.
Выбор кабеля
Используйте экранированный кабель парной скрутки: данные RS-485 (линии A и B) должны идти по витой паре, а экран уменьшит помехи от силовых цепей. При монтаже удобно использовать кабель с гибкими жилами. Также для прокладки шины можно использовать обычную витую пару CAT5 для Ethernet. Если этот же кабель используется для питания устройств, то обратите внимание и на сечение проводников: падение напряжения на длинном кабеле может привести к нестабильной работе устройства.
Пример рассчета падения напряжения на кабеле:
Дано: К кабелю КИС-В 2х2х0,60 общей длинной 50 метров подключено 5 шт датчиков MSW2 и 2 модуля реле MRM2-mini от блока питания 12В.
Расчет:
Пиковая потребляемая мощность (в момент включения реле) P = 5 * 0.5 W + 2* 2.5 W = 7.5 W., при этом средняя ~3W
Потребляемый средний ток I = P/U = 3 W/12 V =0.25 A и пиковый до 0.6А.
Сопротивление провода с d=0,6 mm составит R = 6 Ohm на 100 метров (туда и обратно).
Падение напряжения на кабеле (худший случай - все устройства на конце кабеля) будет V = I*R = 0.25*6 = 1.5 V в среднем и пиковое 3.6 V
На устройствах останется соответственно 10.5 V и 8.4 V, Но для питания нужно не менее 9V. Это приведет к нестабильной работе. В среднем все работает, но одновременное включение реле вызовет перезагрузку устройств.
Что можно сделать:
- Взять кабель с большим сечением жил.
- Использовать блок питания на 24V. Ток будет в два раза меньше (I = P/U = 0.3 A), падение напряжения на кабеле тоже меньше (1.8V), а запас по питанию будет очень большим (22V).
Название | Гибкий | Сечение
жил(мм^2) |
Парной
скрутки |
Экран | Примерная
цена, $/m |
Примечание |
---|---|---|---|---|---|---|
ParLan Patch F/UTP 4х2х0,60 | да | 0.2 | да | алюмополимерная лента | 0.5 | для питания использовать две отдельных пары
|
КДВЭВГ 2х2х0,50 | да | 0.5 | да | оплётка | 1 | |
КДВЭВГ 2х2х0,35 | да | 0.35 | да | оплётка | 0.8 | |
КИС-В 2х2х0,60 | да | 0.22 | да | оплётка | 1.1 |
Подключение устройств
Так как все устройства соединяются общей шиной, следите за качественным соединением всех узлов линии:
- при обрыве линии устройства за обрывом не будут работать
- при коротком замыкании не будут работать все устройства.
Рекомендуем использовать штыревые наконечники под обжимку (НШВИ). Это позволяет легко подключать-отключать устройства без потери работоспособности остальных устройств на шине. При использовании во время монтажа наконечников типа НШВИ необходимо, чтобы диаметр изолированных манжет не превышал габаритов клеммников устройств.
Провод A на всех устройствах подключается к клеммнику с маркировкой А, провод B - всегда к B. На Wiren Board рядом с клеммниками А и В расположены клеммники GND и Vout - можно сразу подключить линии питания (сначала проверьте требования к питанию ваших устройств!).
Клемма общего провода обозначается, в зависимости от оборудования, как SC, SG, G, GND, ground или reference. На контроллерах Wiren Board эта клемма обозначена как GND. При подключении к изолированному порту, нужно подключаться к изолированной земле данного порта (клеммы "GND iso").
Лайфхак: так как внутри Wiren Board стоит растяжка линий, после подключения его к шине напряжение на линии A будет больше, чем на B примерно на 0.5 В. Поэтому, подключая периферийные устройства, вы легко можете определить линии шины вольтметром. Но, конечно, цветовое кодирование проводников более предпочтительно.