Является ли это разумной установкой для подключения и защиты приемопередатчика RS-485?

Я работаю над конструкцией, в которой микросхема приемопередатчика RS-485 подключена к кабелю Cat5e, надеюсь, со скоростью 96 кбод на расстоянии до 150 м. Я хотел бы предложить некоторую защиту в конструкции, но я никогда не работал с диодами RS-485 или TVS, поэтому я ищу уверенности и совета по реализации защиты.

Принципиальная электрическая схема

Я использую трансивер MaxLinear SP485EEN-L/TR RS-485 . Диоды TVS TPD1E1B04 имеют V BRF 6,4 В и V RWM ± 3,6 В.

Данные передаются по одной из витых пар. Другой контакт на RJ45 обеспечит заземление на другую сторону, и экран будет заземлен.

Мои мысли в приведенном выше дизайне следующие:

  • Приемная сторона будет иметь соответствующую защиту и оконечную конструкцию, с той лишь разницей, что IC1 будет сконфигурирован как приемник (RE и DE подключены к земле, RO выводит данные).
  • Значения согласующего резистора (R3, R4, R5) были выбраны довольно произвольно на основе пяти или шести различных противоречивых примеров, которые я нашел в Интернете.
  • R6 и R7 предназначены для ограничения минимального тока в случае короткого замыкания и действуют как предохранители при коротком замыкании высокого напряжения (например, короткое замыкание на сеть в случае катастрофического отказа). С 10R с каждой стороны я обесценил обычно указанную стоимость R3 на 20R.
  • R6 и R7, а также другие на принимающей стороне могут помочь устранить несоответствие импеданса между драйвером RS-485 (ожидается 120 Ом) и кабелем Cat5e (который, как я понимаю, составляет 100 Ом). Хотя, вероятно, это не будет иметь большого значения при скорости 96 кбод.
  • Положительная и отрицательная кривые TLP диодов TVS не показывают существенной проводимости примерно до 6,3 В, что должно быть достаточно для защиты IC1, но не должно срабатывать, пока не возникнет фактическое перенапряжение.
  • Я не был уверен, оставить ли вывод RO на микросхеме SP485 плавающим, так как он не используется на этой стороне схемы. То же самое для DI на принимающей стороне. Я не мог найти в таблице данных ничего, что указывало бы на это или показывало, как выглядит схема ввода-вывода. Я, вероятно, включу площадки для резисторов на обоих, но отмечу их как DNP, если у кого-то нет дополнительной информации.

Кажется ли этот дизайн разумным? Какие-то серьезные ошибки? Есть ли какие-то улучшения, которые можно сделать?

Откуда берется сила? И это полностью изолированное устройство (например, PoE-камера), устройство с одинаковым потенциалом земли (как в центре обработки данных) или в худшем случае — отдельное, независимо заземленное и питаемое устройство (например, соединение двух ПК в разных зданиях?) Это определит, какая защита требуется.
Ой, я должен был уточнить функцию этого дизайна. Сторона передатчика представляет собой коммутационный концентратор домашней автоматизации, который представляет собой заземленное сетевое устройство в корпусе для монтажа в стойку. Электропитание печатной платы передатчика будет осуществляться с помощью модуля импульсного питания постоянного тока, поэтому на печатную плату никогда не должно поступать питание. Приемники будут представлять собой кнопочные панели с питанием +12 В, подаваемым по кабелю Cat5e, без заземления или отдельного источника питания. Кабели Cat5e будут проходить сквозь стены, поэтому основная проблема заключается в том, чтобы кто-то протолкнул сквозь них гвоздь и питание от сети одновременно.

Ответы (1)

Настоящая шина RS485 будет настроена для двунаправленной передачи, а не для одностороннего потока. Если вы хотите использовать однонаправленный поток, вам лучше изучить методы завершения для RS422.

Симметричная параллельная оконечная нагрузка на каждом конце, как вы показываете, — это то, что вам нужно для шины, которая должна передавать данные в обоих направлениях.

Для однонаправленной передачи вам действительно нужно только 100-омное согласование на стороне приемника. Вы также можете выбрать резисторы на 50 Ом в каждом плече на передающей стороне, что будет оптимальным согласованием для драйвера.

Резисторы на 680 Ом необходимы только для отказоустойчивой оконечной нагрузки на стороне приемника, чтобы сместить приемник, чтобы увидеть уровень напряжения «стопового бита» в случае отсоединения кабеля. В вашем случае они не нужны на стороне вашего передатчика.

Я не уверен, что понимаю ваш ответ. Как направленность влияет на вещи здесь? Я также думаю, что вы, возможно, неправильно прочитали схему; резисторы 100R и 10R, а не 100K и 10K.
Я читал на телефоне. Это выглядело как K вместо R. 🙃. Природа в RS485 двунаправленная. Однонаправленный на паре будет больше похож на RS422.
Я все еще не уверен, что понимаю вашу точку зрения о направленности. Это просто техническая особенность или есть реальные последствия для моего варианта использования? Наверняка это то же самое, что и интерфейс RS-485, чья прошивка/программное обеспечение никогда не отправляет данные в одном конкретном направлении?
Что так сложно понять. Спецификация RS485 предназначена для двунаправленной коммуникационной шины!! Называть то, что вы делаете, RS485 некорректно. Для однонаправленной передачи вам действительно нужно только 100-омное согласование на стороне приемника. Вы также можете выбрать резисторы на 50 Ом в каждом плече на передающей стороне, что будет оптимальным согласованием для драйвера.
Симметричная параллельная оконечная нагрузка на каждом конце — это то, что вам нужно для шины, которая должна передавать данные в обоих направлениях.
Ах, да, конечно, потому что суть в том, чтобы предотвратить отражения на принимающей стороне. Итак, 50 рупий на каждую линию на стороне передатчика, 100 рупий на линии на приемнике? Как насчет подтягивающих/подтягивающих резисторов 680R?
Резисторы на 680 Ом необходимы только для отказоустойчивой оконечной нагрузки на стороне приемника, чтобы сместить приемник, чтобы увидеть уровень напряжения «стопового бита» в случае отсоединения кабеля. В вашем случае они не нужны на стороне вашего передатчика.
RS422 является симплексным, одиночное питание V+, Tx= 150 мА. RS485 является полудуплексным +/-V биполярным Tx = 250 мА, но оба имеют одинаковые ограничения скорости * расстояния 100 кбит / с * 1200 м, но здесь требуется только 96 кбит / с * 150 м. Сбалансированный импеданс является ключевым фактором для CMRR, но одиночная оконечная нагрузка Zo лучше всего подходит для одной пары, а не для двух допусков R @ x% для соответствия кабелю. Cat5e= 100 Ом 15%
Всем спасибо, очень помогло. Изменю свой дизайн в соответствии со спецификациями, которые вы дали.
@TonyStewartSunnyskyguyEE75 - RS485 просто биполярен по отношению к дифференциальному аспекту двух линий передачи сигнала. Приемник и драйвер работают от тех же +5В и GND, что и RS422.
да . оба являются драйверами логического уровня 5 В CMOS 50 Ом, хотя сторона Nch имеет тенденцию быть ниже, чем сторона высокого уровня Pch. в то время как двунаправленный многоточечный FDX использует терминаторы на обоих концах в RS485, в то время как симплексный RS422 использует только ОДИН терминатор на конце Rx. Таким образом, Vout находится в диапазоне от 0 до 5 В без нагрузки, а выбор нагрузки полностью зависит от выбора кабеля, например, коаксиальный 50 Ом или ленточный 120 Ом или UTP и 100 Ом Cat5.
Является ли это разумной установкой для подключения и защиты приемопередатчика RS-485?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 1v