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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik RS485 (Modbus) - Fragen über Fragen


Autor: Florian (Gast)
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Hallo zusammen,

ich möchte ein Modbus-System aufbauen und wühl mich gerade durch
die Infos die ich so zusammen bekomme. Allerdings kommen da bei mir
Fragen über Fragen auf

Ich möchte ein Modbus-Slave bauen, welcher an einen kauflichen Master
(RTU) angeschlossen werden soll. Mehrere hundert Meter Leitung.

- Spannung+Abschlußwiderstände
Bei den RS485 Treibern findet man 3 Volt und 5 Volt Bausteine. Und
in der Specs steht was von einem Widerstandsnetzwerk. Also Widerstand
von Versorgung nach A, Widerstand (120 Ohm) zwischen A und B, Widerstand
zwischen B und Masse.
Benötigt man nun dieses Widerstandsnetzwerk oder reicht auch nur der 120
Ohm Widerstand?
Wenn man das Netzwerk benützt, können 3 Volt und 5 Volt Treiberbausteine
zusammengeschlossen werden?

- Strom
Wenn der 120 Ohm Widerstand benützt wird und gesendet wird, fliesen
über den Widerstand ca 42 mA, was 260 mWatt sind. Extrem viel oder
denke ich da an was nicht?

- Common Leitung
Von dieser Common Leitung hab ich immer wieder gelesen. Wofür ist diese
da und kann Sie weggelassen werden?


Danke

Autor: H.Joachim Seifert (crazyhorse)
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Florian schrieb:
> Mehrere hundert Meter Leitung.
kein Problem
>
> - Spannung+Abschlußwiderstände
> Bei den RS485 Treibern findet man 3 Volt und 5 Volt Bausteine. Und
> in der Specs steht was von einem Widerstandsnetzwerk. Also Widerstand
> von Versorgung nach A, Widerstand (120 Ohm) zwischen A und B, Widerstand
> zwischen B und Masse.
> Benötigt man nun dieses Widerstandsnetzwerk oder reicht auch nur der 120
> Ohm Widerstand?
Die Widerstände dienen dazu, einen H-Pegel Receiverausgang zu erzeugen, 
wenn kein Bus angeschlossen ist und das ganze über UART laufen soll 
(H-Pegel im Ruhezustand)
> Wenn man das Netzwerk benützt, können 3 Volt und 5 Volt Treiberbausteine
> zusammengeschlossen werden?
ja

>
> - Strom
> Wenn der 120 Ohm Widerstand benützt wird und gesendet wird, fliesen
> über den Widerstand ca 42 mA, was 260 mWatt sind. Extrem viel oder
> denke ich da an was nicht?
Ja, das ist nicht ohne und wird schnell zum Problem, wenn ein Gerät z.B. 
über 24V versorgt wird und mit nem popeligen Linearregler versorgt wird. 
Erschwerend kommt hinzu, dass an beiden Enden der Leitung normalerweise 
ein 120R sitzt :-)
> - Common Leitung
> Von dieser Common Leitung hab ich immer wieder gelesen. Wofür ist diese
> da und kann Sie weggelassen werden?

Dient dazu, dass der Gleichtakteingangsbereich des Receivers nicht 
überschritten wird. Problematisch wird die common-Leitung, wenn die 
Geräte aus Netzteilen gespeist werden, bei denen die Masse mit PE 
verbunden ist. In unterschiedlichen Gebäuden gibts erhebliche 
Differenzen, verbunden mit einem unschönen Ausgleichsstrom über die 
Masse-Leitung.
-> Potentialtrennuung erforderlich.
>
> Danke

Autor: Florian (Gast)
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>> - Spannung+Abschlußwiderstände
>
>> Bei den RS485 Treibern findet man 3 Volt und 5 Volt Bausteine. Und
>
>> in der Specs steht was von einem Widerstandsnetzwerk. Also Widerstand
>
>> von Versorgung nach A, Widerstand (120 Ohm) zwischen A und B, Widerstand
>
>> zwischen B und Masse.
>
>> Benötigt man nun dieses Widerstandsnetzwerk oder reicht auch nur der 120
>
>> Ohm Widerstand?
>
> Die Widerstände dienen dazu, einen H-Pegel Receiverausgang zu erzeugen,
>
> wenn kein Bus angeschlossen ist und das ganze über UART laufen soll
>
> (H-Pegel im Ruhezustand)
>
Hab ich nicht ganz verstanden. Wenn kein Bus an meinem Slave 
angeschlossen
ist, ist ja auch egal wo der Pegel sich befindet. Was heißt über
UART laufen soll? Auf der Logikseite zum µP natürlich UART, aber auf
der BUS Seite hab ich doch keinen UART mehr.

>
>
>
>>
>
>> - Strom
>
>> Wenn der 120 Ohm Widerstand benützt wird und gesendet wird, fliesen
>
>> über den Widerstand ca 42 mA, was 260 mWatt sind. Extrem viel oder
>
>> denke ich da an was nicht?
>
> Ja, das ist nicht ohne und wird schnell zum Problem, wenn ein Gerät z.B.
>
> über 24V versorgt wird und mit nem popeligen Linearregler versorgt wird.
>
> Erschwerend kommt hinzu, dass an beiden Enden der Leitung normalerweise
>
> ein 120R sitzt :-)
Genau, ist ein Problem. Gerät soll nicht mehr wie 500 mWatt benötigen 
und
einige Teile des Geräts benötigen schon 300mWatt. Wo soll dann die 
Leistung
für die Abschlußwiderstände kommen? Die Leistung wird aber nur benötigt
wenn gesendet wird, oder? Das heißt Leistung puffern für das Senden.

>
>> - Common Leitung
>
>> Von dieser Common Leitung hab ich immer wieder gelesen. Wofür ist diese
>
>> da und kann Sie weggelassen werden?
>
>
>
> Dient dazu, dass der Gleichtakteingangsbereich des Receivers nicht
>
> überschritten wird. Problematisch wird die common-Leitung, wenn die
>
> Geräte aus Netzteilen gespeist werden, bei denen die Masse mit PE
>
> verbunden ist. In unterschiedlichen Gebäuden gibts erhebliche
>
> Differenzen, verbunden mit einem unschönen Ausgleichsstrom über die
>
> Masse-Leitung.
>
> -> Potentialtrennuung erforderlich.
Kommt ne Potentialtrennung rein. Um genau zu sein, denke ich an
den Baustein ADM2587 von Analog Devices. Mit Potentialtrennung der 
Signale
und Spannungsversorgung.
Wenn ich das dann richtig vertanden habe, kann ich dann die Common 
Leitung
weglassen, oder?

Autor: Olaf (Gast)
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> Hab ich nicht ganz verstanden. Wenn kein Bus an meinem Slave
> angeschlossen
> ist, ist ja auch egal wo der Pegel sich befindet.

Das muss eben nicht zwangslaeufig so sein. Diese Widerstaende helfen die 
Schaltung vom Zustand "geht oft" naeher an "geht so gut wie immer" zu 
bringen. :-)

BTW: Ein Programm das du vielleicht haben willst:

http://www.simplymodbus.ca/RTUmaster.htm

> Wenn ich das dann richtig vertanden habe, kann ich dann die
> Common Leitung weglassen, oder?

Wuerd ich nicht machen. Wenn dein Kabel nur 2m lang ist dann brauchst du 
normalerweise keine Potentialtrennung. Wenn es aber 100m lang ist dann 
willst du vielleicht dein Kabel geschirmt haben.

> Wo soll dann die Leistung
> für die Abschlußwiderstände kommen?

Aus deinem Netzteil schnucki. Willst du Industrieelektronik fuer 
MaennerInnen machen oder nicht? :-D

> Die Leistung wird aber nur benötigt
> wenn gesendet wird, oder? Das heißt Leistung puffern für das Senden.

Noe. Nichts zu senden heisst ja das auch was gesendet wird, selbst wenn 
es nur 0 ist. Oder meinst du dein Empfaenger mag es wenn da irgendein 
Schmutz in die Leitung einkoppelt.

BTW: Die Widerstaende kommen an das physikalische Ende des Kabels. Das 
muss nicht unbedingt heissen das sie in jedem Geraet vorhanden sind. Es 
haengt halt davon ab wieviele Geraete an einem Bus haengen.

Andererseits wenn du nur zwei Geraet hast dann kannst du vielleicht 
deinen Transmitter abschalten, allerdings sollte dir dann auch klar sein 
wofuer die beiden zusaetzlichen Widerstaende am Eingang sind.

Olaf

Autor: H.Joachim Seifert (crazyhorse)
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Florian schrieb:

> Hab ich nicht ganz verstanden. Wenn kein Bus an meinem Slave
> angeschlossen
> ist, ist ja auch egal wo der Pegel sich befindet. Was heißt über
> UART laufen soll? Auf der Logikseite zum µP natürlich UART, aber auf
> der BUS Seite hab ich doch keinen UART mehr.

Das Problem entsteht ja auf MC-Seite. Keine Differenzspannung am Bus, 
dauerhafter L-Pegel am Receiver-Ausgang bzw. UART-Eingang. Ruhezustand 
am UART-Eingang ist aber H-Pegel.

> Genau, ist ein Problem. Gerät soll nicht mehr wie 500 mWatt benötigen
> und
> einige Teile des Geräts benötigen schon 300mWatt. Wo soll dann die
> Leistung
> für die Abschlußwiderstände kommen? Die Leistung wird aber nur benötigt
> wenn gesendet wird, oder? Das heißt Leistung puffern für das Senden.
>

Gab vor kurzem hier einen Trööt drüber, ging zwar um den Schutz der 
Widerstände - Leistung spart es trotzdem.
http://cds.linear.com/docs/Datasheet/178591fc.pdf
Figure 11

Autor: Florian (Gast)
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Olaf schrieb:
>> Hab ich nicht ganz verstanden. Wenn kein Bus an meinem Slave
>
>> angeschlossen
>
>> ist, ist ja auch egal wo der Pegel sich befindet.
>
>
>
> Das muss eben nicht zwangslaeufig so sein. Diese Widerstaende helfen die
>
> Schaltung vom Zustand "geht oft" naeher an "geht so gut wie immer" zu
>
> bringen. :-)
Okay, aber dann reicht es doch wenn die Widerstände sich einmal am 
Modbus-Strang befinden. Das heißt ich muß es nicht in mein Gerät 
einbauen, sondern
dies kann extern erfolgen.


>
>
> BTW: Ein Programm das du vielleicht haben willst:
>
>
>
> http://www.simplymodbus.ca/RTUmaster.htm
Danke.

>
>> Wenn ich das dann richtig vertanden habe, kann ich dann die
>
>> Common Leitung weglassen, oder?
>
>
>
> Wuerd ich nicht machen. Wenn dein Kabel nur 2m lang ist dann brauchst du
>
> normalerweise keine Potentialtrennung. Wenn es aber 100m lang ist dann
>
> willst du vielleicht dein Kabel geschirmt haben.
>
Schmirmung ja, aber ist das dann auch die Common Leitung. Schirmung ist
vorgesehen und wird auf das Gehäuse und die Masse der Schaltung gelegt. 
In
Zeichnungen mit Potentialtrennung geht die Common aber direkt auf die 
Masse
des RS485 Treiber auf der Busseite.

>> Die Leistung wird aber nur benötigt
>
>> wenn gesendet wird, oder? Das heißt Leistung puffern für das Senden.
>
>
>
> Noe. Nichts zu senden heisst ja das auch was gesendet wird, selbst wenn
>
> es nur 0 ist. Oder meinst du dein Empfaenger mag es wenn da irgendein
>
> Schmutz in die Leitung einkoppelt.
Da es ein Slave wird, ist der Sender ausgeschaltet und nur der Empfänger 
an. Das dann kein Schmutz auf der Leitung ist, ist der Master zuständig.
Wenn dan kein Master am Bus hängt, macht die Leitung auch was sie will, 
aber muß ich das dann in meinem Gerät beheben? Wenn dieses Netzwerk
am Master oder extern erstellt wird, brauch ich es nicht.

>
>
> BTW: Die Widerstaende kommen an das physikalische Ende des Kabels. Das
>
> muss nicht unbedingt heissen das sie in jedem Geraet vorhanden sind. Es
>
> haengt halt davon ab wieviele Geraete an einem Bus haengen.
Auf keinen Fall in jedem Gerät, da ja sonst das Signal gedämpft wird und
Geräte dahinter nicht mehr erreicht werden.

Autor: Florian (Gast)
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> Gab vor kurzem hier einen Trööt drüber, ging zwar um den Schutz der
>
> Widerstände - Leistung spart es trotzdem.
>
> http://cds.linear.com/docs/Datasheet/178591fc.pdf
>
> Figure 11

Ich denke Du meinst den zusätzlichen C beim Abschlußwiderstand. Welche
Nachteile bringt das?

Autor: RS-232 (Gast)
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wenn ihr

"Ten Ways To Bulletproof RS-485 Interfaces"
http://www.national.com/an/AN/AN-1057.pdf
durchgelesen, verstanden und umgesetzt habt werden eure RS485 Bus 
Systeme laufen.

Gruss

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