Czy kabel CAT5 jest wystarczająco dobry dla RS-485 w porównaniu z „prawdziwym” kablem RS-485

Zbliża się projekt komunikacji szeregowej. Wiele płyt z interfejsami RS-485 musi się komunikować. Szybkość transmisji danych wynosi 57600 b / s, a długość kabla będzie mniejsza niż kilkaset stóp.

Czy ekranowany kabel CAT5 będzie działał wystarczająco dobrze w tej sytuacji, czy powinienem dodatkowo zapłacić za „prawdziwy” kabel RS-485, taki jak ten ?

Nie mogę łatwo odwiedzić strony instalacji z wyprzedzeniem, ponieważ jest ona międzystanowa. Mam jednak te same tablice w laboratorium, z którymi mogę testować.

Choć często ekranowany, CAT5 może być typu UTP, co oznacza nieekranowaną skrętkę. „Prawdziwy” kabel RS-485, do którego podłączasz, ma dwie skręcone pary i ekran. Jeśli dobrze pamiętam, CAT5e (i powyżej) ma ekran, przynajmniej większość kabli, które widziałem, ma - dokładny standard może się różnić. Sądzę, że dobrze by to zrobili. Upewnij się, że używasz skrętki, jak w oryginalnym kablu RS-485 (karta danych wygląda jak [1 biały / pomarańczowy pasek] i [2 pomarańczowy / biały pasek] to skrętka, a [3 niebieski / biały pasek] to trzeci nieskręcony drut).

Wygląda na to, że występuje niewielkie niedopasowanie impedancji (100 omów dla CAT5, 120 omów dla RS-485). Spowoduje to odbicia w sterowniku i odbiorniku, ale jestem pewien, że Twoja aplikacja będzie nadal działać. Chociaż możesz przeczytać, że 120 omów jest typowe dla RS-485, sieć terminacji wykorzystuje 120 omów między parą różnicową a 2 * 680 omów do VCC i GND.

Źródło

Zatem wartość zakończenia, na które „patrzy” kabel, jest mniejsza niż 120 Ohm: (120 || (680 + 680)) Ohm = 110 Ohm.

Jeśli masz okazję przetestować, możesz spróbować. Prawdopodobnie nawet nie zawahałbym się i użył STP CAT5 (e). Jeśli z umowy wynika, że ​​płacisz za każdą minutę awarii instalacji, prawdopodobnie chcesz użyć kabli o odpowiedniej specyfikacji. (Ten drugi nadal nie upewni się, że nic nigdy nie zawiedzie, ale prawdopodobnie jesteś w lepszej sytuacji, jeśli możesz obwiniać go za „prawdziwy” kabel zamiast kogoś innego obwiniającego twój „zły” kabel. Ale widzisz, jak to ostatnie akapit nie ma nic wspólnego z fizyką ...)

Ogólnie mówiąc, grzywna CAT5 dla RS485. IME pierwszym limitem, jaki osiągniesz, jest rezystancja szeregowa napędzająca zakończenie na długim kablu. Niezawodnie przebiegłem 250kbaud na 100m. Zaczęło się trząść na około 200-300m.

Odwołanie do Maxima UWAGA APLIKACJI 3884 Jak daleko i jak szybko można jechać z RS-485? z 25 lipca 2006 r. (cyt. 2104-05-28):

wspomina rs485 i cat5 z pomiarami.

Przedstawiono wydajność sterownika Maxim (w tym przypadku MAX3469) i równoważnego sterownika> innego producenta

Jakie czynniki ograniczają szybkość transmisji danych RS-485?

Następujące czynniki wpływają na to, jak daleko można niezawodnie przesyłać dane dane dane:

• Długość kabla: przy danej częstotliwości sygnał jest tłumiony przez kabel w zależności od długości.
• Konstrukcja kabla: skrętka Cat5 24AWG jest bardzo popularnym typem kabla stosowanym w systemach RS-485. Dodanie ekranowania do kabla zwiększa odporność na zakłócenia, a tym samym zwiększa szybkość transmisji danych dla danej odległości.
• Impedancja charakterystyczna kabla: rozproszona pojemność i indukcyjność spowalniają krawędzie, zmniejszając margines szumu i pogarszając „wzór oka”. Rozproszony opór bezpośrednio tłumi poziom sygnału.
• Impedancja wyjściowa sterownika: jeśli jest zbyt wysoka, ogranicza to zdolność napędu. Impedancja wejściowa odbiornika: jeśli jest zbyt niska, ogranicza to liczbę odbiorników obsługiwanych przez kierowcę.
• Zakończenie: Długi kabel może działać jak linia transmisyjna. Zakończenie kabla o charakterystycznej impedancji zmniejsza odbicia i zwiększa osiągalną szybkość transmisji danych.
• Margines hałasu: Im większy, tym lepszy. Szybkość opadania sterownika: Wolniejsze krawędzie (niższe prędkości przełączania) umożliwiają transmisję na dłuższych kablach.

Projektanci systemów często wybierają sterownik i odbiornik od dwóch konkurujących producentów, ale większość projektantów jest przede wszystkim zainteresowana tym, jak daleko i jak szybko sterownik RS-485 może wysterować sygnał. Przedstawiono wydajność sterownika Maxim (w tym przypadku MAX3469) i równoważnego sterownika innego producenta

Integralność sygnału jest sprawdzana przez obserwację różnicowej mocy wyjściowej sterownika. Ustaw oscyloskop, aby szukał punktów wyzwalających między progami 80 mV i -400 mV. (Progi te są wybrane, ponieważ odbiorniki mają zakres wejściowy od 20 mV do -200 mV plus margines szumu.) Następnie, gdy impulsy (bity) zaczynają „biegać razem”, użyj wzorców oka, aby określić ogólny udział zniekształceń, szumu, oraz tłumienie parametru zwanego interferencją między symbolami (ISI).

ISI zmusza cię do zmniejszenia przepływności do poziomu, który pozwala na odpowiednie rozróżnienie między impulsami. Testy obwodu z ryc. 1 wykazują spójną i wyraźną korelację między punktami spustowymi a wzorami oka. Wzory oka wykazują 50% jitter, mierzone metodami udokumentowanymi w nocie aplikacyjnej National Semiconductor 977 [4]. Pomiar jittera przy różnicy 0V i różnicy ± 100mV daje dane pokazane na rysunkach 4 i 5.

...
W zależności od sterowników masz inny wynik

Przy przepustowości 39 Mb / s i długości 340 stóp kabla Cat5, sygnał wyjściowy sterownika z ryc. 2 wykazuje wzór oka, w którym sygnały krzyżują się w środku oka - stan wskazujący na możliwe błędy bitów. Jednak urządzenie Maxim z tą samą szybkością transmisji danych (ryc. 3) nie wykazuje takiego stanu. Transceiver Maxim oferuje lepszą wydajność dzięki symetrycznym krawędziom wyjściowym i niższej pojemności wejściowej.

Używamy CAT5 w branży bezpieczeństwa (kontrolery dostępu do karty i kamery) do RS485 bez żadnego problemu ... 9600-19200 Baud .. przy pewnej długości kabla ponad 2000 stóp .. działa jak urok

Mario

Jeśli używasz sterowników na poziomie chipów na płytkach własnego projektu, dostosuj sieci terminacji dla kabla CAT5; w zasadzie sprawiają, że jest to 100 omów zamiast 120 omów. Robiłem to cały czas. Moim problemem było często dostatecznie długie zwijanie ezoterycznego kabla 485. Mógłbym uzyskać 500 stóp, a nawet 1000 stóp kabli typu CAT-cokolwiek. Nie miał być używany tak długo w biegach, ale działał i był ułamkiem kosztów.

Standard wymaga kabla o impedancji 100 omów przy częstotliwościach powyżej 100 kHz, DCR <240 omów i pojemności pary wzajemnej <20 pF, o AWG 24 lub większej. O to chodzi. Większość kabli CAT5 ma impedancję 100 Ohm (dawaj lub bierz), zdecydowanie mniej niż 20pF, i nie sądzę, żebym kiedykolwiek widział kabel z DCR 240 Ohm. Teoretycznie powinno być w porządku. W praktyce korzystałem z CAT5 / 5e / 6 zarówno UTP / STP bez problemów na różnych urządzeniach, od małych serii po Prominas.

Próbowałem znaleźć specyfikację, ale znalazłem kartę danych TI, która przechodzi przez procedurę testową zrównoważoną / niezrównoważoną itp. Http://www.ti.com/lit/an/snla137a/snla137a.pdf

Jedynym wyjątkiem, który mogę wymyślić, jest MIL-STD. Będzie wymagał określonego kabla, a płaszcz kabla powinien to odzwierciedlać.

skrętka to skrętka. więc cat5 to 4 kanały rs485. Wydaje się, że jeśli w instalacji jest dużo RFI, ekranowany skręcony kabel może być uzasadniony. Rs485 jest zbalansowany z niską impedancją, więc skręcenie pary pomaga w odporności na zakłócenia, a także zmniejsza efekt tłumienia wyższych prędkości transmisji z powodu równoległej pojemności przewodów w płaszczu kablowym na dużych długościach. Odległości, o których mówię, są większe niż 100 metrów.

Teraz były pewne przypadki użycia drutu STP dla rs485, ponieważ miałem wiele urządzeń podłączonych w długim łańcuchu (oprawy oświetleniowe DMX512). A wyniki wcześniej były pogorszonym sygnałem, że urządzenia w pobliżu końca źle interpretują sygnał.

nieekranowany kat 5 powinien działać w twojej sytuacji ze względu na napięcie, które będziesz pracować (5-10 V), a twój sygnał nie jest w pierwszej kolejności wysokiej częstotliwości (powyżej 500 MHz).

Ale powiedziałeś, że zamierzasz zainstalować to w warunkach komercyjnych, więc zawsze lepiej jest używać najgorszych warunków otoczenia i używać kabla ekranowanego.

Nalegałbym również na rozglądanie się. Beldon 3106A jest tym, czego zwykle używam do zbalansowanego audio. Tak, to też by działało, ale standardem jest kabel 24 AWG z płaszczem plenum.

Z mojego doświadczenia z różnymi kontrolerami HVAC (Bacnet MSTP i Modbus), przez większość czasu kabel UTP działa dobrze w przypadku krótkich przebiegów w środowiskach o niskim poziomie hałasu, ale może mieć sporadyczne i niewiarygodnie trudne do zdiagnozowania problemy na długich odcinkach wielopunktowych z różnym sprzętem i nieprawidłowym zakończeniem. Praca związana z rozwiązywaniem problemów z RS485 może szybko przekroczyć koszty korzystania z odpowiedniego kabla. Radzę ostrożnie korzystać z właściwego kabla i terminatora od samego początku lub być przygotowanym do wymiany kabla, jeśli okaże się to problemem.