|
|
| (не показано 107 промежуточных версий 10 участников) |
| Строка 1: |
Строка 1: |
| <languages/>
| | Общую информацию по подключению устройств RS-485 к контроллеру смотрите на странице [[RS-485]]. |
| <translate>
| | == Прокладка шины == |
| {{DISPLAYTITLE:RS-485:Физическое подключение}}
| | {| style="float:right; clear:right" |
| | |
| '''[https://wirenboard.com/ru/product/cable-LAN-2/ Купить недорогой кабель в интернет-магазине]'''
| |
| == Введение ==
| |
| В этой статье мы рассмотрим, как подключать устройства к шине RS-485.
| |
| | |
| Рекомендации по настройке устройств смотрите в [[RS-485| статье RS-485]].
| |
| == Прокладка шины == <!--T:3--> | |
| {{YouTube | |
| |link=https://youtu.be/f9zvU900sPI?feature=shared | |
| |text= Сборник советов и рекомендаций по организации шины RS-485 }}
| |
| | |
| <!--T:4-->
| |
| 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, это требует стандарт на Modbus ([https://www.modbus.org/docs/Modbus_over_serial_line_V1_02.pdf pdf, раздел 3.3.2]). Его можно не подключать, если устройства уже имеют общую землю и стоят в одном щите.
| |
| | |
| Ещё часто встречается маркировка плюс и минус, в большинстве случаев A — это плюс(+), а B — минус (-). При неправильном подключении ничего не сгорит, но и работать не будет.
| |
| | |
| '''A(+) и B(-) обязательно должны быть проложены витой парой''' — это кабель, в котором оба провода шины свиты между собой с равным шагом на заводе. Если используется экранированный кабель, то экран заземлить в одной точке (неважно в какой).
| |
| | |
| Часто удобно иметь линию питания в том же кабеле, поэтому можно использовать кабель с двумя витыми парами: А/B и V+/GND. В этом случае обязательно рассчитать падение напряжение и выбрать кабель с жилами достаточного сечения.
| |
| | |
| 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 бит/с, 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 бит/с.
| |
| * Терминатор на концах линии — при скорости менее 115 200 бит/с можно обойтись, при скорости 115200 бит/с — хотя бы с одного конца должен быть. Но на длинных линиях и с низкой скоростью может даже ухудшать работу. Если контроллер подключен к середине шины, то встроенный терминатор нужно отключить. В качестве терминатора можно использовать выводной резистор 120 Ом или готовый [https://wirenboard.com/product/wb-t120/ WB-T120].
| |
| <!--T:6-->
| |
| <gallery mode="packed" heights="200px">
| |
| Image: 485-Terminator.png | Сигнал на линии с терминаторами. Желтая - линия А передатчика, голубая - А приемника, розовая - В приемника, синяя - разность А-B - т.е. сигнал. Длина кабеля 600 метров, частота 115200.
| |
| Image: 485-NON Terminator.png | Сигнал без терминаторов в середине линии — ситуация плохая, однако ж работает.
| |
| </gallery>
| |
| | |
| ==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.
| |
| | |
| Стандарта на использование конкретных цветов кабеля для шины RS-485 не существует, поэтому ниже мы привели таблицы с наиболее популярными распиновками.
| |
| | |
| {| class="wikitable"
| |
| |+ Пример распиновки кабеля 5 категории 4 пары 26 AWG для прокладки шины RS-485
| |
| !Сигнал шины RS-485!!Провод
| |
| |- | | |- |
| |данные A | | | |
| |[[File:Wire white green stripe.png|60px|Pair 3 Wire 1]] бело-зелёный
| |
| |-
| |
| |данные B
| |
| |[[File:Wire green.png|60px|Pair 3 Wire 2]] зелёный
| |
| |-
| |
| |питание (12В или другое)
| |
| |[[File:Wire orange.png|60px|Pair 2 Wire 2]] оранжевый
| |
| |-
| |
| |питание (12В или другое)
| |
| |[[File:Wire white orange stripe.png|60px|Pair 2 Wire 1]] бело-оранжевый
| |
| |-
| |
| |не используется
| |
| |[[File:Wire blue.png|60px|Pair 1 Wire 2]] синий
| |
| |-
| |
| |не используется
| |
| |[[File:Wire white blue stripe.png|60px|Pair 1 Wire 1]] бело-синий
| |
| |-
| |
| |земля питания (GND)
| |
| |[[File:Wire white brown stripe.png|60px|Pair 4 Wire 1]] бело-коричневый
| |
| |-
| |
| |земля питания (GND)
| |
| |[[File:Wire brown.png|60px|Pair 4 Wire 2]] коричневый
| |
| |}
| |
| | |
| {| class="wikitable" | | {| class="wikitable" |
| |+ Пример альтернативной распиновки кабеля 5 категории 4 пары 26 AWG для прокладки шины RS-485 | | |+ [[TIA/EIA-568-B|TIA/EIA-568-B.1-2001]] T568A Wiring<!--Please don't "correct" this. 'A' wiring is defined in the 'B' spec.--> |
| !Сигнал шины RS-485!!Провод | | !Pin!!Pair!!Wire!!Color |
| |- | | |- |
| |данные A | | |1||3||1 |
| |[[File:Wire orange.png|60px|Pair 2 Wire 2]] оранжевый | | |[[File:Wire white green stripe.svg|60px|Pair 3 Wire 1]] white/green |
| | |
| |- | | |- |
| |данные B | | |2||3||2 |
| |[[File:Wire white orange stripe.png|60px|Pair 2 Wire 1]] бело-оранжевый | | |[[File:Wire green.svg|60px|Pair 3 Wire 2]] green |
| | |
| |- | | |- |
| |питание (12В или другое) | | |3||2||1 |
| |[[File:Wire blue.png|60px|Pair 1 Wire 2]] синий | | |[[File:Wire white orange stripe.svg|60px|Pair 2 Wire 1]] white/orange |
| | |
| |- | | |- |
| |питание (12В или другое) | | |4||1||2 |
| | | |[[File:Wire blue.svg|60px|Pair 1 Wire 2]] blue |
| |[[File:Wire white blue stripe.png|60px|Pair 1 Wire 1]] бело-синий | |
| |- | | |- |
| |не используется | | |5||1||1 |
| |[[File:Wire white green stripe.png|60px|Pair 3 Wire 1]] бело-зелёный | | |[[File:Wire white blue stripe.svg|60px|Pair 1 Wire 1]] white/blue |
| |- | | |- |
| |не используется | | |6||2||2 |
| |[[File:Wire green.png|60px|Pair 3 Wire 2]] зелёный | | |[[File:Wire orange.svg|60px|Pair 2 Wire 2]] orange |
| |- | | |- |
| |земля питания (GND) | | |7||4||1 |
| |[[File:Wire white brown stripe.png|60px|Pair 4 Wire 1]] бело-коричневый | | |[[File:Wire white brown stripe.svg|60px|Pair 4 Wire 1]] white/brown |
| |- | | |- |
| |земля питания (GND) | | |8||4||2 |
| |[[File:Wire brown.png|60px|Pair 4 Wire 2]] коричневый | | |[[File:Wire brown.svg|60px|Pair 4 Wire 2]] brown |
| |} | | |} |
|
| |
| {| class="wikitable"
| |
| |+ Пример распиновки кабеля 2х2х0.35 мм кв. для прокладки шины RS-485 внутри щита
| |
| !Сигнал шины RS-485!!Провод
| |
| |-
| |
| |данные A
| |
| |[[File:Wire orange.png|60px|Pair 2 Wire 2]] оранжевый
| |
|
| |
| |-
| |
| |данные B
| |
| |[[File:Wire white orange stripe.png|60px|Pair 2 Wire 1]] бело-оранжевый
| |
|
| |
| |-
| |
| |питание (12В или другое)
| |
| |[[File:Wire white blue stripe.png|60px|Pair 1 Wire 1]] бело-синий
| |
| |-
| |
| |земля питания (GND)
| |
| |[[File:Wire blue.png|60px|Pair 1 Wire 2]] синий
| |
| |} | | |} |
| ===Падение напряжения на кабеле при пиковом потреблении устройств===
| | Все устройства RS-485 устанавливаются на одну шину. Хотя шина работает по двум проводам, удобно прокладывать четырёхжильным кабелем - дифпара для данных (сигналы А и В) и ещё пара проводов (GND и +12V) для питания периферийных устройств на шине. Можно использовать обычную витую пару CAT5 для Ethernet - тогда одна пара используется для данных, ещё две — для питания (так как по питанию идёт значительный ток, лучше и для 12В, и для земли использовать по отдельной паре), одна пара остаётся свободной. |
| При выборе кабеля питания (или общего кабеля для питания и данных), нужно обратить внимание на:
| |
| * значение пикового потребления устройств,
| |
| * сечение и длину кабеля,
| |
| * напряжение блока питания.
| |
| При неправильном выборе кабеля и напряжения блока питания может произойти следующая ситуация: в момент пикового потребления на проводах питания случится бо́льшая, чем обычно, просадка напряжения; напряжение на самом устройстве станет меньше допустимого, и устройство отключится. Обычно после этого устройство само включается обратно, и в итоге возникает проблема, которую сложно диагностировать.
| |
|
| |
|
| ====Пример расчета падения напряжения на кабеле====
| | '''Важно:''' при подключении внешних устройств к Wiren Board по шине RS-485, нужно соединять не только линии передачи данных A и B, но и '''земли''' (общий провод) контроллера Wiren Board и внешних устройств. Подключение общего провода необходимо в случае подключения к неизолированному порту RS-485 и рекомендуется в случае подключения к гальванически изолированному порту. |
| | | 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"). |
| 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
| | При большой длине шины, в конце шины нужно установить терминальный резистор (примерно 150 Ом, подробнее в [https://ru.wikipedia.org/wiki/RS-485#.D0.A1.D0.BE.D0.B3.D0.BB.D0.B0.D1.81.D0.BE.D0.B2.D0.B0.D0.BD.D0.B8.D0.B5 Википедии]). |
|
| |
|
| Потребляемый средний ток I = P/U = 3 W/12 V =0.25 A и пиковый до 0.6А.
| | == Подключение устройств == |
| | | {|align="right" |
| Сопротивление провода с d=0,6 mm составит R = 6 Ohm на 100 метров (туда и обратно).
| | |-valign="top" |
| | | |[[Файл:Подлючение RS-485.jpeg|thumb|200px|Наконечники для шины]] |
| 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
| | |[[Файл:Подлючение RS-485 к WB.jpeg|thumb|300px|Подключение шины RS-485 к Wiren Board 4 (в центре)]] |
| | |
| 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).
| |
| ===Примеры марок кабелей===
| |
| <!--T:7-->
| |
| {| class="wikitable" | |
| !Название
| |
| !Гибкий
| |
| !Сечение
| |
| жил, мм²
| |
| !Парной
| |
| скрутки
| |
| !Экран
| |
| !Примерная
| |
| цена, $/m
| |
| |- | |
| |[https://wirenboard.com/ru/product/wb-cable_v1/ WB-CABLE v.1 2х2х0.35 мм кв.] | |
| |да | |
| |0.35 | |
| |да | |
| |нет
| |
| |1
| |
| |-
| |
| |[https://paritet.su/catalog/kdvevg_liycy/kdvevg_2kh2kh0_50_tsvet_mark/ КДВЭВГ 2х2х0,50]
| |
| |да
| |
| |0.5
| |
| |да
| |
| |оплётка
| |
| |1
| |
| |-
| |
| |[https://paritet.su/catalog/kdvevg_liycy/kdvevg_2kh2kh0_35_tsvet_mark/ КДВЭВГ 2х2х0,35] | |
| |да
| |
| |0.35
| |
| |да
| |
| |оплётка
| |
| |0.8
| |
| |-
| |
| |[https://paritet.su/catalog/kis_v/kis_v_2kh2kh0_60/ КИС-В 2х2х0,60]
| |
| |да
| |
| |0.22
| |
| |да | |
| |оплётка | |
| |1.1
| |
| |- | |
| |[https://ozon.ru/t/eGjLloR Hyperline 5e, 4 пары 26 AWG, многожильный patch]
| |
| |да
| |
| |0.25
| |
| |да
| |
| |фольга
| |
| |1
| |
| |} | | |} |
|
| |
| == Подключение устройств == <!--T:11-->
| |
|
| |
| <!--T:12-->
| |
| [[Файл:Nakonechniki-nshvi-5.jpg|thumb|rihgt|400px|Как обжимать наконечники НШВИ]]
| |
|
| |
| 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 |
| *при коротком замыкании не будут работать все устройства. | | *при коротком замыкании не будут работать все устройства. |
|
| |
|
| <!--T:13-->
| | Рекомендуем использовать [http://www.chipdip.ru/catalog-show/tips/ штыревые наконечники под обжимку]. Это позволяет легко подключать-отключать устройства без потери работоспособности остальных устройств на шине. |
| Рекомендуем использовать [https://wirenboard.com/ru/product/05-8/ штыревые наконечники под обжимку (НШВИ)]. Это позволяет легко подключать-отключать устройства без потери работоспособности остальных устройств на шине. | |
| | |
| <!--T:14-->
| |
| '''Провод A на всех устройствах подключается к клеммнику с маркировкой А, провод B — всегда к B, а провода A и B должны быть перевиты между собой'''.
| |
|
| |
|
| На контроллерах Wiren Board рядом с клеммниками А и В расположены клеммники GND и Vout — их лучше не использовать в больших инсталляциях, так как оба выхода Vout рассчитаны всего на 1А. | | 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").
| |
|
| |
|
| <!--T:15-->
| | 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. |
| 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. | |
|
| |
|
| <gallery mode="packed" heights="150px" caption="Пример подключения устройств к шине внутри щита кабелем 2х2х0.35 мм кв.">
| | == Дополнительная информация == |
| Image: RS-485-1.jpg | Наконечники для шины RS-485
| | #Дифференциальная линия дает хорошую помехозащищенность. Длина линии до 1200 метров. |
| Image: RS-485-2.jpg | Подключение шины к модулям
| | #При прокладке шины нужно соблюдать [http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/interface/rs485/app.htm определённые правила], но для передачи в одной квартире подойдёт любой кабель и даже возможны ответвления. |
| Image: RS-485-3.jpg | Подключение шины к контроллеру, устройства питаются от блока питания
| |
| </gallery>
| |
| </translate>
| |
Общую информацию по подключению устройств RS-485 к контроллеру смотрите на странице RS-485.
Прокладка шины
TIA/EIA-568-B.1-2001 T568A Wiring
| Pin |
Pair |
Wire |
Color
|
| 1 |
3 |
1
|
 white/green
|
| 2 |
3 |
2
|
 green
|
| 3 |
2 |
1
|
 white/orange
|
| 4 |
1 |
2
|
 blue
|
| 5 |
1 |
1
|
 white/blue
|
| 6 |
2 |
2
|
 orange
|
| 7 |
4 |
1
|
 white/brown
|
| 8 |
4 |
2
|
 brown
|
|
Все устройства RS-485 устанавливаются на одну шину. Хотя шина работает по двум проводам, удобно прокладывать четырёхжильным кабелем - дифпара для данных (сигналы А и В) и ещё пара проводов (GND и +12V) для питания периферийных устройств на шине. Можно использовать обычную витую пару CAT5 для Ethernet - тогда одна пара используется для данных, ещё две — для питания (так как по питанию идёт значительный ток, лучше и для 12В, и для земли использовать по отдельной паре), одна пара остаётся свободной.
Важно: при подключении внешних устройств к Wiren Board по шине RS-485, нужно соединять не только линии передачи данных A и B, но и земли (общий провод) контроллера Wiren Board и внешних устройств. Подключение общего провода необходимо в случае подключения к неизолированному порту RS-485 и рекомендуется в случае подключения к гальванически изолированному порту.
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").
При большой длине шины, в конце шины нужно установить терминальный резистор (примерно 150 Ом, подробнее в Википедии).
Подключение устройств
|
|
 Подключение шины RS-485 к Wiren Board 4 (в центре) |
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. Это позволяет легко подключать-отключать устройства без потери работоспособности остальных устройств на шине.
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!).
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.
Дополнительная информация
- Дифференциальная линия дает хорошую помехозащищенность. Длина линии до 1200 метров.
- При прокладке шины нужно соблюдать определённые правила, но для передачи в одной квартире подойдёт любой кабель и даже возможны ответвления.
