RS-485: Wiring and Connection

Купить 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. В качестве общего провода можно использовать экран кабеля.

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 так же 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.
• 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

Использование сетевого кабеля 5 категории для прокладки шины RS-485

Сигнал шины RS-485	Провод
данные A	бело-зелёный
данные B	зелёный
питание (12В или другое)	оранжевый
питание (12В или другое)	бело-оранжевый
не используется	синий
не используется	бело-синий
земля питания (GND)	бело-коричневый
земля питания (GND)	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. Дано: К кабелю КСПЭВГ 2x2x0.35 общей длинной 50 метров подключено 5 шт датчиков MSW от блока питания 12В.

Расчет:

Общая потребляемая мощность P = 5 * 0,5 Вт = 2,5 Вт.

Потребляемый ток I = P/U = 5 Вт/12 В ~0.2А

Сопротивление провода с d=0,35 мм составит R = 17 Ом на 100 метров (туда и обратно).

Падение напряжения на кабеле (худший случай - все датчики на конце кабеля) будет V = I*R = 0.2*17 = 3,5 В.

На датчиках останется 8,5 В, тогда как для стабильной работы требуется не меньше 9 В.

Что можно сделать:

• Взять кабель с большим сечение жил, например с 0,60 мм, тогда R = 6 Ом на 100 метров, и падение напряжения на кабеле составит 1,2 В.

• Использовать блок питания на 24 В. Ток будет в два раза меньше (I = 5 Вт/24 В ~0,1А), падение напряжения на кабеле 1,7В, а на датчиках будет 22 В.

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
КСПЭВГ 2x2x0.35	да	0.35	да	алюмополимерная лента	0.4	только под заказ
КДВЭВГ 2х2х0,50	да	0.5	да	оплётка	1
КДВЭВГ 2х2х0,35	да	0.35	да	оплётка	0.8
КИС-В 2х2х0,60	да	0.6	да	оплётка	1.1

Подключение устройств

Наконечники для шины RS-485

Подключение шины RS-485 к модулю WB-M1W2

Подключение шины RS-485 к Wiren Board 5

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.