Izolowany konwerter zrobić z RS232

Problem jest z rezystorami że często nie ma ładnej linii długiej pomiędzy dwoma urządzeniami tylko masz multidrop z masterem/kontrolerem gdzieś na ścianie w biurze a potem 300 metrów do grupy kilku/kilkunastu kontrolowanych urządzeń, podłączonych w gwiazdkę lub łańcuszek jeden od drugiego. Wiadomo że trzeba dać jeden rezystor przy sterowniku ale ten drugi czasem trudno ustalić gdzie dać, przy ktorym urządzeniu. Technicy czesto nie wiedza aby to sprawdzic, wymienia plytke gdzie byl rezestor, w nowej nie włączą i potem sa problemy.

Notorycznie używamy skrętki tylko dwa przewody. Masa się musi sama znaleźć.

A jak sterownik na srodku tego pajaka ?

Ale ... przy wolniejszych transmisjach to nie jest linia dluga.

No a potem nie dziala :-) Chyba, ze izolowany interfejs.

J.

To nie jest problem z rezystorami, tylko z poprawnym projektem. RS485 potrafi wiele wybaczyć, niestety nie jest tak, że skopiesz instalację i nie zadziała - ona przestanie działać na jakimś etapie rozbudowy lub modyfikacji. A wtedy już trudno będzie się połapać co gdzie i dlaczego i co zrobić żeby zadziałało. Najlepiej wtedy okablować od nowa. No to może od razu robić porządnie? A rezystory dajesz po prostu na końcach - niezależnie od tego gdzie wisi kontroler. A jeżeli ktoś łączy RS485 w gwiazdę - no to już w ogóle jest proszenie się o kłopoty. A łańcuszek jeden za drugim jest OK. Krótkie odgałęzienia - też generalnie nie sprawiają kłopotów, kwestia określenia co to znaczy krótkie i jak można je do magistrali dołączyć. Inaczej będzie na 9600, inaczej na 2M.

Tak, to jest jeden z podstawowych błędów w instalacjach SR485. Ona się rzeczywiście znajdzie. Ale wiele może być powodów że zniknie. I nie będziesz mógł nic z tym zrobić. Też tak robiliśmy, ale poprowadzenie masy komunikacji daje zupełnie inną pracę magistrali. Z różnych względów leci skrętka czteroparowa, to nie ma problemu ze zrobieniem magistrali z każdej możliwej konfiguracji topologii i jeszcze jest miejsce na masę (solidną, ze wszystkich nieużywanych par). Kable grubsze, ale możliwości większe. Koszt kabla i tak jest niewielki w porównaniu do kosztu ułożenia, tyle że więcej miejsca zajmuje. Problemy się robią jak ktoś dołącza kolejne urządzenia psując magistralę - do pewnego momentu jest OK, potem jest źle.

Pozdrawiam

DD

W dniu 2017-09-21 o 22:54, J.F. pisze:

Formalnie nie, ale jednak nie jest to bez znaczenia.

No właśnie przy interfejsie izolowanym musisz poprowadzić masę komunikacji. Ona rzeczywiście "się znajdzie", ale byle co będzie ją zakłócać, bo będzie byle jaka - w końcu jej faktycznie nie ma. Jeżeli masz twardą masę między urządzeniami to jedynym zmartwieniem jest żeby napięcia na liniach nie wychodziły poza zakres napięć - najprościej pilnując potencjału masy.

Pozdrawiam

DD

Dnia Thu, 21 Sep 2017 23:23:19 +0200, Dariusz Dorochowicz napisał(a):

Zjawiska falowe o ile w ogole wystapia, to beda jakis ulamek jednego bitu trwaly. W zasadzie nie powinny nic zaklocic.

Gorzej jak te potencjaly sie roznia duzo ... i plynie prad wyrownawczy.

Wiec izolacja i trzy druty :-)

J.

W dniu 2017-09-21 o 23:38, J.F. pisze:

W zasadzie masz rację. Ale tu czasem dochodzi do konfliktu teorii i praktyki. Głowy nie dam, że to zjawiska falowe mają znaczenie. Być może za każdym razem chodziło o poprawienie mocowania drutów. Ale z drugiej strony samo poprawienie połączeń nie rozwiązywało sprawy, a połączenie zgodnie ze sztuką tak. Wiesz, diagnoza prosta nie jest, bo problemy się uwidaczniają po czasie, nie od razu. Gdybać można dużo, ale nic z tego nie wyniknie.

Ale jeżeli masz te masy załatwione po zasilaniu a kabel sygnałowy puszczasz inną drogą... Ale to też tak sobie, bo się robi wielka antena i poziom napięć wyjedzie poza dopuszczalny zakres tak czy inaczej.

Tak jest najkorzystniej. Tyle, że klient psioczy że zamiast 50 musi wydać 200 zł do urządzenia za parę tysięcy. I potrafi się o te 200 targować. Klient potrafi się targować o odgromniki na liniach wychodzących poza budynek, że przecież po co?

Pozdrawiam

DD

W dniu 2017-09-22 o 09:54, Dariusz Dorochowicz pisze:

Z tego, co gdzieś czytałem o tym, czy linia długa, czy krótka to w sumie nie decyduje tylko prędkość komunikacji ale też stromość zboczy. Na przykład długość dopuszczalnych bocznych odgałęzień magistrali RS485 ustala się według stromości zboczy. O ile pamiętam przyjmuje się 1/8 drogi pokonywanej przez prąd w przewodniku w czasie trwania zbocza.

Mam wrażenie, że jednocześnie rozmawiacie o izolowanym i nie izolowanym RS485 :)

Według mnie w izolowanym RS485 można się pozbyć 3-go drutu.

Wydaje mi się, że są dwa rozwiązania:

1. DCDC o dużej symetrii i bardzo małej pojemności i bez kondensatora bocznikującego izolację. Tak zrobiłem, przy moim pierwszym podejściu do RS485, ale że nie wiedziałem, że pozwala to pozbyć się 3-go drutu więc go stosowałem (jako połączenie izolowanych GND - czyli linia powrotna dla zakłóceń CM z drivera a nie z DCDC, a może lepiej byłoby go stosować jako linia powrotna i dla zakłóceń z drivera i z DCDC - czyli łączyć normalne GND a nie te izolowane wstawiając w szereg jakieś kondensatory). MAX845 + trafo 4kV,4pF (symbolu musiałbym poszukać) daje (dzięki symetrii i małej pojemności) na tyle małe zakłócenia, że mieści się w normach. Tak mała pojemność izolacji eliminuje zakłócenia generowane przez driver RS485 i jednocześnie zmniejsza wrażliwość na zakłócenia zewnętrzne. Dlatego nie jest potrzebny ten trzeci przewód jako linia powrotna dla zakłóceń CM z drivera RS485. Zakłócenia z drivera trafiają (w ramach pomiaru zakłóceń EMC) na dzielnik 4pF+150om i liczy się to co się wydzieli na tych 150om, a tam się wydzieli niewiele, jeśli zapewnimy ograniczenie pasma emitowanych zakłóceń - driver z ograniczeniem stromości zboczy). Tak samo się dzieje z zakłóceniami przychodzącymi z zewnątrz - wydzielają się na tych 4pF a nie trafiają do odbiornika RS485. Gdzieś natknąłem się na informację, że jak izolacja 3kV to zdarzają się czasem awarie, a jak 4kV to już praktycznie nie.
2. Dowolna przetwornica z izolacją zbocznikowaną kondensatorem tłumiącym zakłócenia CM z przetwornicy + dławik CM tłumiący zakłócenie do/z drivera RS485.

Gdybym teraz robił izolowanego RS485 to chyba wybrałbym drugie rozwiązanie (ale miałbym wątpliwości na ile kV kondensator i czy bocznikować go warystorem/transilem). P.G.

W dniu 2017-09-21 o 22:10, Pszemol pisze:

Prawie na pewno typowy kabel 4-parowy Ethernetowy jest tańszy (jak się nie kupuje setek km) od jakiegokolwiek innego (nawet 1-parowego) o jakiejś precyzyjnie określonej impedancji falowej. Dlatego podejrzewam, że nawet jakby potrzebna była jedna para to instalatorzy i tak położą 4-pary.

Ostatnio przedłużałem połączenie Ethernet w domu i chciałem kupić kabel

Użytkownik "Piotr Gałka" napisał w wiadomości grup dyskusyjnych:oq2pld$kjv$1$ snipped-for-privacy@news.chmurka.net...

Tez mi sie tak wydaje, ze kabel nie wie, jaka jest predkosc transmisji i po kazdym zboczu reaguje tak samo. Owszem - czesc tych zjawisk wynika IMO z nalozenia wielu okresow ... ale przy cyfrowce trudno mowic o okresach, kiedy przebiegi sa nieregularne.

Tym niemniej:

-jak sam piszesz wolniejsze transmisje moga miec mniej strome zbocza,

-strome zbocza, jesli jakies odbicia czy inne zjawiska spowoduja, to one sie rozejda w czasie ulamka bitu - nie powinny transmisji zaklocic.

-popatrzcie jeszcze na tlumiennosc kabli - male odleglosci to bardzo krotkie czasy, a duze odleglosci ... to znaczne tlumienie - czy takie -20dB moze zaszkodzic cyfrowemu sygnalowi ?

Tylko wtedy nie bardzo co ma te mase ustalic, wiec mozliwe rozne plywania. Dodaj jeszcze pojemnosc miedzy lokalna masa odbiornika a masa urzadzenia, petle obwodow dla pol magnetycznych - i w efekcie moze dzialac dziwnie ..

J.

W dniu 2017-09-22 o 13:32, J.F. pisze:

Zakładam, że mówimy o trzecim kablu łączącym ze sobą GND driverów RS485 po obu stronach (chyli te odizolowane od reszty świata kawałki mas), a nie o jakimś innym trzecim kablu (dopuszczam, że można myśleć o innym).

Jeśli drivery mają jakieś ograniczniki przepięć ograniczające napięcia wejściowe do poziomu akceptowalnego dla odbiornika (standardowo

-7..+12V) to: Nadajnik wystawia dwie linie na poziomach powiedzmy +4V i +1V względem swojego GND, które jest na jakimś tam sobie poziomie. Jeśli ten trzeci przewód byłby taki jak pisałem to on i tak nie ustala na jakim poziomie względem ziemi jest to GND. W odbiorniku (gdy nie ma trzeciego przewodu) te dwa napięcia w najgorszym przypadku oprą się o jedno z ograniczeń i sygnał różnicowy zmieści się w zakresie działania odbiornika. Izolowane masy najwyżej się trochę będą musiały przesunąć (przez ogranicznik przepłynie prąd ładujący pojemność izolacji). Tu się okazuje, że rozwiązania ze znikomą pojemnością izolacji będą znacznie mniej przeszkadzały w takim przesuwaniu się. Wychodzi też, że gdy między masami (tymi nie izolowanymi) urządzeń byłyby stałe duże wahania napięcia to rozwiązanie z mniejszą pojemnością w barierze będzie niewrażliwe na takie wahania w większym zakresie jego częstotliwości. Ale przy dużej pojemności w barierze izolacyjnej dławik CM dodaje tę cechę, że w sensie CM obie strony mogą sobie skakać po potencjale. Wychodzi mi, że najlepsze byłoby rozwiązanie ze znikomą pojemnością i z dławikiem CM.

Ogólnie nie widzę powodów wystąpienia jakichkolwiek problemów w rozwiązaniu izolowanym bez trzeciego przewodu, jeśli zadbano o odpowiednie tłumienie CM (albo mała pojemność izolacji, albo dławik CM).

Nie mogę podeprzeć tego praktyką bo w systemie nad którym pracujemy od

W dniu 2017-09-22 o 13:32, J.F. pisze:

Jak nadajnik wrzuci 2V, a odbiornik wymaga 200mV to -20dB jest akurat na granicy zasięgu.

Taki typowy obrazek możliwości RS485 zakłada chyba do 1000, czy 1200m. Przy takiej długości typowej skrętki obciążonej impedancją dopasowaną napięcie na wyjściu będzie jeszcze wystarczające.

Według mnie jest mniej więcej tak. Dwa razy dłuższy kabel - dwa razy mniejsza maksymalna prędkość. Dochodzimy do granicy zasięgu wynikającego z tłumienia spowodowanego obciążeniem kabla rezystorem dopasowującym. Rezygnujemy z tego rezystora. To powoduje wymóg spadku prędkości jakieś

Nie mam takiego kabla, aby to sprawdzić, ale zakładając 100k na 1km i skok do 10k z powodu rezygnacji z rezystora to szacuję, że na kablu 10km dałoby się komunikować z prędkością 1k, a na kablu 100km z prędkoscią 0,1k.

W starym naszym systemie wykorzystywałem do RS485 dwie pary ze skrętki Ethernetowej. A i B w osobnych parach, których drugie przewody zwarte ze sobą jako ten trzeci przewód. Pomierzyłem impedancję między A i B i wychodziło coś koło 150om. Taki rezystor daje mniejsze spadki napięcia na rezystancji drutów i zasięg powinien być większy. Ale nie chwaliliśmy się tym więc podawaliśmy chyba 1000m.

W każdym razie zostało to przetestowane przez radosnego instalatora. Trafiła do nas informacja, że urządzenia się czasem widzą, czasem znikają - ogólnie działa niestabilnie. Co się okazało - kilkadziesiąt urządzeń i jedna magistrala po wszystkich piętrach - w sumie ponad 2km. P.G.

Użytkownik "Piotr Gałka" napisał w wiadomości grup dyskusyjnych:oq33fv$obc$1$ snipped-for-privacy@news.chmurka.net... W dniu 2017-09-22 o 13:32, J.F. pisze:

Tak jest.

Zapewne maja i one faktycznie ustalą potencjaly ... ale zanim ustalą to transmisja moze kiepsko dzialac. Owszem - to ustalanie powinno sie dokonac bardzo szybko i w sumie dosc jednorazowo ... chyba, ze beda jakies dlugotrwale wystepujace zaklocenia wspolne.

Nie musi wzgledem Ziemi - wazne, ze lokalna masa odbiornika jest połączona z nadajnikiem i odbiornik widzi te +4 i +1, a nie np -7 i -10V ..

Jesli jednak miedzy masami urzadzen (nie tymi izolowanymi masami nadajnika/odbiornika) beda jakies wieksze napiecia, np przez tetnienia zasilaczy, czy pole magnetyczne w petli mas i kabla danych, to spowoduja przeplyw pradu przez pojemnosci przetwornic, i dalej przez linie danych, i kto wie jak na to zareaguje odbiornik. Moze jakimis falszywymi danymi.

I tam masz trzeci drut masy miedzy urzadzeniami czy nie ?

J.

Użytkownik "Piotr Gałka" napisał w wiadomości grup dyskusyjnych:oq34m3$opq$1$ snipped-for-privacy@news.chmurka.net... W dniu 2017-09-22 o 13:32, J.F. pisze:

Ja raczej zakladam, ze odbiornik zobaczy 1V, moze 0.5V napiecia pochodzacego od nadajnika plus +/-200mV stanow nieustalonych pochodzacych od falowania w kablu.

Tzn mowie powiedzmy o czasie ponad 1us od zbocza, gdy te zjawiska sa juz ~200m od punktu swojego powstania (zle zaterminowanego konca), i mozna sobie popatrzec jak wyglada tlumienie fali 1, 10, 50 i 100MHz w uzytym kablu.

No i po cichu zakladam, ze transmisja jest nie szybsza niz 100kbps, bo jak bedzie np 2Mb/s, to inaczej wyglada :-)

A jeszcze inny problem to odbiornik umieszczony przy tym niezaterminowanym koncu, tam tetnienia beda wieksze ... ale na moj gust tez dosc szybko zanikna..

Ja pare razy usilowalem zmierzyc przesluchy w kablu, i to w takim "zyly rownolegle" a nie "miedzy skreconymi parami", i na kilkudziesieciu m to dobry oscyloskop trzeba aby zobaczyc.

J.

Jeśli interfejs izolowany to właśnie po to, aby nie łączyć ze sobą mas.

Gdzie widzisz sens w pieczołowitym izolowaniu dwu układów a potem zwieraniu tego co starannie izolowałeś?

Izoluje po to, zeby masa urzadzenia nie byla zwiazana z "masą kabla". I np mogla sobie o 10V plywac miedzy urzadzeniami, bo takie sa warunki.

A polaczenie mas izolowanych odbiornikow/nadajnikow mi nie przeszkadza, bo to tylko drobna wysepka, nieistotna w calosci.

Zobacz np ethernet BNC - gniazda na kartach polaczone ze soba, ale izolowane od komputerow. I dziala, i wytrzymuje nie tylko 10V, ale i 220 :-(

J.

Przy cyfrówce mówisz of Furierze: przebieg prostokątny jest nieskończoną sumą sinusów o nieparzystych harmonicznych i zmniejszającej się amplitudzie. Im bardziej strome zbocza tym więcej harmonicznych idących w setki megahertzów.

Pomyśl o typowym optycznie izolowanym porcie: led + fototranzystor. Po co Ci masa z obwodu leda w obwodzie fototranzystora??? Alternatywne porty są izolowane transformatorowo - masz transmisję około

Kondensator wysokiego napięcia aby spiąć common mode zakłócenia (zamknąć im obwód) i tyle.

Masa w postaci drutu łączącego izolowane masy??? To po co wydawać kasę na izolację układów??

Ale w RS485 nie masz leda na wejściu, tylko "komparator" który wymaga, żeby podawane napięcia mieściły się względem _jego_ masy w odpowiednim zakresie. Jak nie masz masy połączonej, to musi się ona ustalić na jakimś potencjale poprzez elementy pasożytnicze (pojemności, diody klampujące na wejściach).

No więc obczaiłem jak tu działa sterowanie kierunkiem transmisji: Zwarte DE/RE sterowane TX, transmisja zera włącza nadajnik, transmisja jedynki, bitu stopu wyłącza nadajnik...

Czyli zamiast push-pull i polaryzacji pary raz +5V a za drugim razem -5V masz tylko 5V i zero volt, pozwalasz odbiornikowi zewrzeć linię w trakcie transmisji jedynki opornikiem 120ohm.

Oszukaństwo czy raczej praktyczne rozwiązanie szeroko stosowane??

Masz komparator, faktycznie, który skrętkę ma podłączoną do swojego symetrycznego wejścia. Interesuje go wyłącznie napięcie MIĘDZY drutami (różnicówka) a nie napięcie między ktorymś z drutów a masą (common mode) w dopuszczalnych granicach.

Mało tego - robiąc swój układ RS485 musisz się też liczyć z tym, że będziesz musiał sprawnie współpracować z innymi urządzeniami, które izolacji mogą nie mieć żadnej.