View source for RS-485: Wiring and Connection

<languages/>
<translate>
{{DISPLAYTITLE:RS-485:Физическое подключение}} 

'''[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-->
{{PeerTube
| link= https://peertube.wirenboard.com/video-playlists/embed/6623c76e-1abe-4728-959c-f5dde919d80c?playlistPosition=7
| playlist = true
| 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"
|+ Пример альтернативной распиновки кабеля 5 категории 4 пары 26 AWG для прокладки шины RS-485
!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 blue.png|60px|Pair 1 Wire 2]] синий

|-
|питание (12В или другое)

|[[File:Wire white blue stripe.png|60px|Pair 1 Wire 1]] бело-синий
|-
|не используется
|[[File:Wire white green stripe.png|60px|Pair 3 Wire 1]] бело-зелёный
|-
|не используется
|[[File:Wire green.png|60px|Pair 3 Wire 2]] зелёный
|-
|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"
|+ 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===
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====

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).
===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:
*при обрыве линии устройства за обрывом не будут работать
*при коротком замыкании не будут работать все устройства.

<!--T:13-->
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.

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. 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.">
Image: RS-485-1.jpg | Наконечники для шины RS-485
Image: RS-485-2.jpg | Подключение шины к модулям
Image: RS-485-3.jpg | Подключение шины к контроллеру, устройства питаются от блока питания
</gallery>
</translate>