RS-485: Wiring and Connection: различия между версиями

Материал из Wiren Board
(→‎Примеры марок кабелей: поправил ссылки)
 
(не показаны 24 промежуточные версии 5 участников)
Строка 1: Строка 1:
<languages/>
<languages/>
<translate>
<translate>
[[Файл:485-Terminator.png|thumb|300px|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.]]
{{DISPLAYTITLE:RS-485:Физическое подключение}}
[[Файл:485-NON Terminator.png|thumb|300px|Сигнал без терминаторов в середине линии - - ситуация плохая, однако ж работает. ]]
 
'''[https://wirenboard.com/ru/product/cable-LAN/ Купить недорогой кабель в интернет-магазине]'''
'''[https://wirenboard.com/ru/product/cable-LAN-2/ Купить недорогой кабель в интернет-магазине]'''


== Прокладка шины == <!--T:3-->
== Прокладка шины == <!--T:3-->
{{YouTube
|link=https://youtu.be/f9zvU900sPI?feature=shared
|text= Сборник советов и рекомендаций по организации шины RS-485 }}


<!--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. Его можно не подключать, если устройства уже имеют общую землю и стоят в одном щите.
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.
'''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.
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.
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:
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.
* 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.  
* 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.
* 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.
* Ответвления от шины — допустимы ответвления до 50 м при скорости не выше 115 200 бит/с.
* Терминатор на концах линии - при скорости < 115 200 можно обойтись, при скорости 115200 - хотя бы с одного конца должен быть. На длинных линиях и низкой скоростью может даже ухудшать работу. Если контроллер подключен к середине шины, то терминатор нужно отключить.
* 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-->
<!--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==
==Выбор кабеля==
{| class="wikitable" style=" float:right; margin-left: 10px;"
 
|+ Использование сетевого кабеля 5 категории для прокладки шины RS-485
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
!Сигнал шины RS-485!!Провод
|-
|-
|данные A
|данные A
|[[File:Wire white green stripe.svg|60px|Pair 3 Wire 1]] бело-зелёный
|[[File:Wire orange.png|60px|Pair 2 Wire 2]] оранжевый
 
|-
|-
|данные B
|данные B
|[[File:Wire green.svg|60px|Pair 3 Wire 2]] зелёный
|[[File:Wire white orange stripe.png|60px|Pair 2 Wire 1]] бело-оранжевый
 
|-
|-
|питание (12В или другое)
|питание (12В или другое)
|[[File:Wire orange.svg|60px|Pair 2 Wire 2]] оранжевый
|[[File:Wire blue.png|60px|Pair 1 Wire 2]] синий
 
|-
|-
|питание (12В или другое)
|питание (12В или другое)
|[[File:Wire white orange stripe.svg|60px|Pair 2 Wire 1]] бело-оранжевый
 
|[[File:Wire white blue stripe.png|60px|Pair 1 Wire 1]] бело-синий
|-
|-
|не используется
|не используется
|[[File:Wire blue.svg|60px|Pair 1 Wire 2]] синий
|[[File:Wire white green stripe.png|60px|Pair 3 Wire 1]] бело-зелёный
|-
|-
|не используется
|не используется
|[[File:Wire white blue stripe.svg|60px|Pair 1 Wire 1]] бело-синий
|[[File:Wire green.png|60px|Pair 3 Wire 2]] зелёный
|-
|-
|земля питания (GND)
|земля питания (GND)
|[[File:Wire white brown stripe.svg|60px|Pair 4 Wire 1]] бело-коричневый
|[[File:Wire white brown stripe.png|60px|Pair 4 Wire 1]] бело-коричневый
|-
|-
|земля питания (GND)
|земля питания (GND)
|[[File:Wire brown.svg|60px|Pair 4 Wire 2]] коричневый
|[[File:Wire brown.png|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.
{| class="wikitable"
При монтаже удобно использовать кабель с гибкими жилами. Также для прокладки шины можно использовать обычную витую пару CAT5 для Ethernet.
|+ 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===
===Падение напряжения на кабеле при пиковом потреблении устройств===
При выборе кабеля питания (или общего кабеля для питания и данных), нужно обратить внимание на:
При выборе кабеля питания (или общего кабеля для питания и данных), нужно обратить внимание на:
Строка 93: Строка 155:
!Гибкий
!Гибкий
!Сечение  
!Сечение  
жил(мм^2)
жил, мм²
!Парной  
!Парной  
скрутки
скрутки
Строка 99: Строка 161:
!Примерная  
!Примерная  
цена, $/m
цена, $/m
!Примечание
|-
|-
|[https://paritet.su/catalog/cat5e_f_utp_6/parlan_patch_f_utp_cat5e_pvc_4kh2kh0_60/ ParLan Patch F/UTP 4х2х0,60 ]
|[https://wirenboard.com/ru/product/cable-LAN-2/ ParLan Patch U/UTP Cat5e PVC 2х2х0.35 мм²]
|да
|да
|0.2
|0.35
|да
|да
|алюмополимерная лента
|нет
|0.5
|1.5
|для питания использовать две отдельных пары
 
 
|-
|-
|[https://paritet.su/catalog/kdvevg_liycy/kdvevg_5kh2kh0_50/ КДВЭВГ 2х2х0,50]
|[https://paritet.su/catalog/kdvevg_liycy/kdvevg_2kh2kh0_50_tsvet_mark/ КДВЭВГ 2х2х0,50]
|да
|да
|0.5
|0.5
Строка 118: Строка 176:
|1
|1
|-
|-
|[https://paritet.su/catalog/kdvevgkshvng_a_ls/kdvevgkshvng_a_ls_2kh2kh0_35/ КДВЭВГ 2х2х0,35]
|[https://paritet.su/catalog/kdvevg_liycy/kdvevg_2kh2kh0_35_tsvet_mark/ КДВЭВГ 2х2х0,35]
|да
|да
|0.35
|0.35
Строка 131: Строка 189:
|оплётка
|оплётка
|1.1
|1.1
|-
|[https://ozon.ru/t/eGjLloR Hyperline 5e, 4 пары 26 AWG, многожильный patch]
|да
|0.25
|да
|фольга
|1
|}
|}


Строка 136: Строка 201:


<!--T:12-->
<!--T:12-->
{|align="right"
|-valign="top"
|[[Файл:M1W2PODKL.png|thumb|200px|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]]
|}
[[Файл:Nakonechniki-nshvi-5.jpg|thumb|rihgt|400px|Как обжимать наконечники НШВИ]]
[[Файл:Nakonechniki-nshvi-5.jpg|thumb|rihgt|400px|Как обжимать наконечники НШВИ]]


Строка 149: Строка 208:


<!--T:13-->
<!--T:13-->
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.
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-->
<!--T:14-->
'''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  
'''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'''.
расположены клеммники GND и Vout - можно сразу подключить линии питания (сначала проверьте требования к питанию ваших устройств!).
 
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").
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 160: Строка 220:
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.


 
<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>
</translate>

Текущая версия на 13:50, 20 марта 2024

Другие языки:


Купить недорогой кабель в интернет-магазине

Прокладка шины

Сборник советов и рекомендаций по организации шины RS-485

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 — 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 WB-T120.

  • 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.

  • Сигнал без терминаторов в середине линии — ситуация плохая, однако ж работает.

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.

Пример распиновки кабеля 5 категории 4 пары 26 AWG для прокладки шины RS-485
Сигнал шины RS-485 Провод
данные A Pair 3 Wire 1 бело-зелёный
данные B Pair 3 Wire 2 зелёный
питание (12В или другое) Pair 2 Wire 2 оранжевый
питание (12В или другое) Pair 2 Wire 1 бело-оранжевый
не используется Pair 1 Wire 2 синий
не используется Pair 1 Wire 1 бело-синий
земля питания (GND) Pair 4 Wire 1 бело-коричневый
земля питания (GND) Pair 4 Wire 2 коричневый
Пример альтернативной распиновки кабеля 5 категории 4 пары 26 AWG для прокладки шины RS-485
Сигнал шины RS-485 Провод
данные A Pair 2 Wire 2 оранжевый
данные B Pair 2 Wire 1 бело-оранжевый
питание (12В или другое) Pair 1 Wire 2 синий
питание (12В или другое) Pair 1 Wire 1 бело-синий
не используется Pair 3 Wire 1 бело-зелёный
не используется Pair 3 Wire 2 зелёный
земля питания (GND) Pair 4 Wire 1 бело-коричневый
земля питания (GND) Pair 4 Wire 2 коричневый
Пример распиновки кабеля 2х2х0.35 мм кв. для прокладки шины RS-485 внутри щита
Сигнал шины RS-485 Провод
данные A Pair 2 Wire 2 оранжевый
данные B Pair 2 Wire 1 бело-оранжевый
питание (12В или другое) Pair 1 Wire 1 бело-синий
земля питания (GND) 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

Название Гибкий Сечение

жил, мм²

Парной

скрутки

Экран Примерная

цена, $/m

ParLan Patch U/UTP Cat5e PVC 2х2х0.35 мм² да 0.35 да нет 1.5
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
Hyperline 5e, 4 пары 26 AWG, многожильный patch да 0.25 да фольга 1

Подключение устройств

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.

Рекомендуем использовать штыревые наконечники под обжимку (НШВИ). 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, 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").

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.

  • Пример подключения устройств к шине внутри щита кабелем 2х2х0.35 мм кв.

  • Наконечники для шины RS-485

  • Подключение шины к модулям

  • Подключение шины к контроллеру, устройства питаются от блока питания

Источник — https://wirenboard.com/wiki/index.php?title=RS-485:_Wiring_and_Connection&oldid=79911