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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik RS-485 Leitungslänge


Autor: Bob (Gast)
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Mahlzeit,

ich habe eine serielle Schnittstelle mit 115k in Betrieb und würde gerne 
über RS-485 differentiel Übertragen. Es liegt bereits CAT7 Kabel quer im 
Haus und denke mal, dass so 500-700m Kabel zwischen liegen (fragt nicht 
warum....laut Verlegeplan ist es so...)

Laut den Datenblättern sollte dies funktionieren, jedoch ist bei ca. 
150-200m Ende. Kann mir jemand erklären, warum dies nicht geht?
Als RS-485 Bausteine verwende ich MAX483 und haben die Leitungen mit 100 
Ohm abgeschlossen.

Über Tipps wäre ich sehr Dankbar

Gruß
Bob

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Leitungskapazität und -induktivität machen Dir ab einer bestimmten Länge 
zu schaffen. Dann hilft nur noch, die Datenrate zu senken oder den Strom 
durch die Leitung zu erhöhen.

Autor: Tuffy (Gast)
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150-200m ist sehr wenig. Du scheinst irgendwelche andere Probleme zu 
haben:

Ist 100 Ohm gleich der Wellenwiderstand der Leitung?
Sind Deine Treiber galvanisch getrennt, oder fließen parasitäre Ströme 
über Deine Leitungen?
Empfangen Deine Leitungen Störsignale von lokalen Störern?
Ist Deine Leitung als Linie aufgebaut (besitzt also keine Sternstruktur 
oder ähnliche Unschönheiten)?

Kabellängen von 500-700m sollten bei fehlerfreier Übertragung bei Deiner 
Datenrate problemlos möglich sein.

Autor: Guido (Gast)
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Hast Du ein verdrilltes Adernpaar des CAT7 Kabels gewählt? Also nicht 
Pin1 und Pin2 der Netzwerkdose ;-)

Ist das Kabel in einem Stück verlegt oder gibt es Anschlussstellen 
dazwischen?

Mit freundlichen Grüßen
Guido

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Guido (Gast)

>Hast Du ein verdrilltes Adernpaar des CAT7 Kabels gewählt? Also nicht
>Pin1 und Pin2 der Netzwerkdose ;-)

Wieso?
Pin 1&2 sind bei der RJ45 Standardbelegung ein verdrilltes Paar.

Ich tippe auf Masseverschiebungen, die irgendwann die +/-12V 
überschreiten und damit die Tranceiver aus ihrem Arbeitsbereich bringen.

MFG
Falk

Autor: Guido (Gast)
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> Wieso?
> Pin 1&2 sind bei der RJ45 Standardbelegung ein verdrilltes Paar.

Stimmt, ich weiß auch nicht wie ich darauf gekommen bin. Ich habe wohl 
an Pin3&4 gedacht und von Pin1&2 geträumt...

Mit freundlichen Grüßen
Guido

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Es gibt RS485 Treiber mit viel mehr Dampf. Schau mal die SN65HVD23D und 
die SN65HVD24D. Beim Hersteller gibt's noch mehr davon...

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Bob,

überträgst du auch die Signalmasse?

Kai Klaas

Autor: Bob (Gast)
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Hallo Zusammen:
vielen Dank erstmal an alle, die sich gemeldet haben :).
Also die Signalmasse übertrage ich nicht (warum auch, ist das 
differentiel).
Ich habe für die Übertragung ein verdrilltes Adernpaar (Pin 3/6) 
verwendet und sind nicht galvanisch getrennt. Ich werde den Tipp mit den 
TI Transceivern und den galvanischen Trennen mal probieren.

Mal schauen ob es da "bringt"

Gruß

Bob

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Die Masse muss an beiden Seiten angeschlossen werden, da sie der 
Bezugspunkt für die differentiellen Spannungspegel ist.

Autor: H.J.Seifert (Gast)
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Tja, da liegt der Hase im Pfeffer.
Masse gehört dazu, es geistert immer wieder die Idee rum, das es ohne 
geht.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Nochwas. Der Gleichtaktbereich der Treiber und Empfaenger ist begrenzt. 
Standard sind 7V. Wenn der GND auf der einen Seite zum GND auf der 
anderen Seite mehr Spannung aufweist gibt es Kommunikationsprobleme oder 
allenfalls geht etwa kaputt. Daher zieht man den GND durch, deshalb darf 
man aber darueber keinen Strom fliessen lassen.

Autor: Basti (Gast)
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Ich nehme bei CAT Kabel immer ein Adernpaar als Masse...

Autor: X- Rocka (x-rocka)
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ansonsten mal galvanische trennung probieren.

chips mit stromversorgung für getrennte seite:
MAX1480
ADM2582 (Bemusterung)

Autor: Bob (Gast)
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Also das mit der Masse hab ich gerade getestet, jedoch sieht es dann 
genauso aus!

Ich hoffe ich kann morgen die TI Treiber anschauen, dann hab ich auch 
ein Ossi und kann mir ein Bild von den Signalen machen. Vielleicht geht 
auch bei CAT7 nicht mehr. Es gibt ja "spezielles" RS-485 Kabel....nur 
das kann ich nicht verlegen, vielleicht erreicht man nur dann solche 
Kabellängen.

Muss ehrlich sagen, dass ich ein wenig mehr von RS-485 erhofft habe...

Hat den hier irgendjemand RS485 mit CAT7-Kabel über 500m übertragen 
können?

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Bob,

>Muss ehrlich sagen, dass ich ein wenig mehr von RS-485 erhofft habe...

Ich würde eher sagen, daß bei deiner Verkabelung irgend etwas nicht 
stimmt. Bist du sicher, daß da nur ein Kabel dran hängt? Oder gibt es da 
vielleicht irgendwelche Verzweigungen?

Was ist mit deiner Signalmasse? Ist die vieleicht beidseitig geerdet und 
du hast eine Erdschleife?

Kai Klaas

Autor: J. S. (Firma: Telekomunikation Darmstadt) (juergenffm) Benutzerseite
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Ich habe keine Ahnung, wo das Limit liegt, aber 500m Sternverdrahtung in 
RS485 / 100R, bei 100kHz sind wenigstens schon mal kein Problem.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Also, wenn er in einem normalen Haus auf 700m Leitungslänge kommt, dann 
ist doch was faul, oder?

Kai Klaas

Autor: Hagen Re (hagen)
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nö, nur das Haus ist entsprechend groß !

Autor: Franz (Gast)
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Oder die haben für die Strecke noch eine 500-mtr.-Trommel mit in die 
Leitung eingeschleift!
Und wie bekommt man dann so ein Längenergebnis präsentiert, oder wurde 
das meßtechnisch ermittelt?
Da hat man selbst schon die dollsten Meßwerte zu hören bekommen, bei 
einem Abstand von Quelle zum Ziel von ca. 700 mtr. und meßtechnisch dann 
2,5 km.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Ich habe das letztens mit normalen abgeschirmten Kabel getested. Noch 
nicht mal verdrillt.
500m war ueberhaupt kein Problem mit 115 KBaud.
Das muss irgendwas anders nicht in Ordnung sein.

Gruss Helmi

Autor: Thomas S. (tsalzer)
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Hast Du aktive Sender/Empfänger im Einsatz, oder Balun-Übertrager?

Aktiv sollte bis 1200m gehen, aber die passiven Dinger schaffen das i.d. 
Regel nicht.

guude
ts

Autor: Guido (Gast)
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Könnt ihr mir bitte erklären, warum die Masse mit angeschlossen werden 
muss?

Annahme:
Ich habe eine zweiadrige symmetrische Leitung auf der ein 
differentielles Signal läuft. Bei binärer Übertragung muss der Empfänger 
nun lediglich "überprüfen", ob die Spannung zwischen den Drähten der 
Leitung positiv oder negativ ist. Natürlich darf die maximal zulässige 
Gleichtaktspannung am Empfänger bzw. dessen Differenzverstärker nicht 
überschritten werden. Jedoch sollte, wenn diese Bedingung erfüllt ist, 
alles im grünen Bereich sein. Oder?

Mit freundlichen Grüßen
Guido

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Guido (Gast)

>Könnt ihr mir bitte erklären, warum die Masse mit angeschlossen werden
>muss?

Stichwort Gleichtaktsignal bzw. Gleichtaktaussteuerbereich.

>Ich habe eine zweiadrige symmetrische Leitung auf der ein
>differentielles Signal läuft. Bei binärer Übertragung muss der Empfänger
>nun lediglich "überprüfen", ob die Spannung zwischen den Drähten der
>Leitung positiv oder negativ ist. Natürlich darf die maximal zulässige
>Gleichtaktspannung am Empfänger bzw. dessen Differenzverstärker nicht
>überschritten werden.

AHA! Und wie soll das gemessen bzw. festgestellt werden ohne Masse?
Klar, "irgendwie" kommt die Masse schon von A nach B, meist unbemerkt 
über den Schutzleiter. Kann klappen, muss aber nicht.

> Jedoch sollte, wenn diese Bedingung erfüllt ist,
>alles im grünen Bereich sein. Oder?

Nimm deine extra Ader, welche du für Masse verwendet hast. An einem Ende 
an Masse am Tranceier, am anderen Ende offen. Schalte dort ein 
Multimeter im Spannungsmessbereich ein. Damit kannst die die 
Masseverschiebung deiner zwei Tranceiver messen. Miss DC und auch AC! 
Bei mehr als +12/-7V hast du mit normalen Tranceivern verloren. Da hilft 
nur Galvanische Trennung.

MFG
Falk

Autor: Guido (Gast)
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@Falk
Danke für die Antwort.

> AHA! Und wie soll das gemessen bzw. festgestellt werden ohne Masse?
Eigentlich benötige ich die Masse doch nicht. Ich kann die Spannung 
mittels Differenzverstärker messen. Im schlimmsten Fall, wenn die Daten 
seeeeehr langsam kommen mittels Multimeter (eher theoretische 
Überlegung).

> Klar, "irgendwie" kommt die Masse schon von A nach B, meist unbemerkt
> über den Schutzleiter. Kann klappen, muss aber nicht.
Ist ja nicht so, dass ich die Masse nicht mitschleifen möchte ich 
versuche nur die Sache etwas besser zu verstehen.

> Nimm deine extra Ader, welche du für Masse verwendet hast. An einem Ende
> an Masse am Tranceier, am anderen Ende offen. Schalte dort ein
> Multimeter im Spannungsmessbereich ein. Damit kannst die die
> Masseverschiebung deiner zwei Tranceiver messen. Miss DC und auch AC!
An Ermangelung einer geeigneten Übertragungsstrecke kann ich das leider 
derzeit nicht tun. Es wäre aber sicher interessant dies einmal 
durchzumessen.

> Bei mehr als +12/-7V hast du mit normalen Tranceivern verloren. Da hilft
> nur Galvanische Trennung.

Zusammenfassen lässt sich folglich sagen, dass der "Knackpunkt" der 
Gleichtaktaussteuerbereich der Transceiver ist.

Mit freundlichen Grüßen
Guido

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Guido (Gast)

>Eigentlich benötige ich die Masse doch nicht. Ich kann die Spannung
>mittels Differenzverstärker messen.

Auch ein Differenzverstärker braucht einen Massebezug!

> Im schlimmsten Fall, wenn die Daten
>seeeeehr langsam kommen mittels Multimeter (eher theoretische
>Überlegung).

Das ist aber keine differentielle Messung.

>An Ermangelung einer geeigneten Übertragungsstrecke kann ich das leider
>derzeit nicht tun. Es wäre aber sicher interessant dies einmal
>durchzumessen.

Häää? Und mit was hast du die ganze Zeit getestet?

>Zusammenfassen lässt sich folglich sagen, dass der "Knackpunkt" der
>Gleichtaktaussteuerbereich der Transceiver ist.

Wahrscheinlich. Es kann aber auch ein anderes Problem sein.

MFG
Falk

Autor: Guido (Gast)
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@Falk
> Häää? Und mit was hast du die ganze Zeit getestet?

Entschuldige bitte, falls es hier zu einem Missverständnis kam. Ich bin 
nicht der Thread-Starter. Dennoch finde ich das Thema Interessant. Lasst 
mich nicht dumm sterben ;-)

Mit freundlichen Grüßen
Guido

Autor: A. K. (prx)
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Falk Brunner schrieb:

> Auch ein Differenzverstärker braucht einen Massebezug!

Wenn der Differenzverstärker keinen Massebezug hat und durch seine 
externe oder interne Schaltung die Eingänge sanft in Richtung Mitte 
Vcc/GND zieht, dann stellt sich der Massepegel ganz allein ohne 
mitgeführte Masseleitung passend ein. Wie störunempfindlich das ist, das 
ist eine andere Frage.

Autor: Qibono (Gast)
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Wenn Du mehr als 2 Teilnehmer hast dürfen die 100 Ohm nur an den beiden 
Leitungsenden gesetzt werden.

Bisher hat auch niemand erwähnt, dass Du vermutlich auch noch ein 
Pull-Up/Pull-Down Paar an einem der Teilnehmer benötigst, die für 
definierten Pegel sorgen, wenn keiner der Teilnehmer gerade etwas 
sendet. (Ausnahme: Es wird immer nur in einer Richtung gesendet und der 
Treiber steht dauerhaft auf 'Senden').

Masse:
Prinzipiell ginge es auch ohne Masseverbindung. Eine gute Idee ist das 
aber trotzdem nicht:
Wenn die Bezuggspotentiale der angeschlossenen Geräte eine Verbindung zu 
ihrem lokalen (!) Schutzleiter haben, hast Du eben doch eine Verbindung 
der Massen. Problem: Diese Verbindung ist mechanisch völlig anders 
verlegt als die Datenleitungen. Folge: Auf 700m Länge bekommst Du 
riesige Leiterschleifen zwischen den Datenleitungen und der 
Schutzleiterverbindung. In diese Schleife werden eigentlich immer 
Störungen induziert (ich habe zwischen zwei Schutzleitern im selben 
Gebäude schon 70V gemessen).
Die Geräte sehen dann also gegenüber ihrer persönlichen Masse die 50Hz 
Störungen auf den Datenleitungen. Bis +/-5V ist das kein Problem - das 
können die RS485 Bausteine - sobald aber der Bereich -7 .. +12V 
gegenüber der Gerätemasse verlassen wird, setzt die Funktion aus (die 
Bausteine haben das Recht zu sterben und nutzen das auch beherzt aus).

Aus meiner Sicht gibt es nur eine gute Lösung:
Maximal einer der Teilnehmer hat eine galvanische Verbindung zum 
Schutzleiter, dessen Masse wird als Bezugspotential zu den anderen 
verwendet.

Autor: Guido (Gast)
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> Wenn die Bezuggspotentiale der angeschlossenen Geräte eine Verbindung zu
> ihrem lokalen (!) Schutzleiter haben, hast Du eben doch eine Verbindung
> der Massen. Problem: Diese Verbindung ist mechanisch völlig anders
> verlegt als die Datenleitungen. Folge: Auf 700m Länge bekommst Du
> riesige Leiterschleifen zwischen den Datenleitungen und der
> Schutzleiterverbindung. In diese Schleife werden eigentlich immer
> Störungen induziert (ich habe zwischen zwei Schutzleitern im selben
> Gebäude schon 70V gemessen).

Das überzeugt mich. Danke für den Hinweis.

Mit freundlichen Grüßen
Guido

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