mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik RS485 maximale Leitungslänge 1200m. Warum?


Autor: Stefan_KM (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Leute.

Kann mir jemand erklären, wieso die maximale Leitunsglänge bei einem 
RS485 BUS nur 1200m sein darf?
Habe zwar was geslesen von hohen Eingangsimpedanzen der RS485 Bauteine, 
verstanden habe ich dies jedoch nicht.
Wird die Differenz dann zu groß aufgrund der steigenden 
Leitungsimpedanz?
Gibt es eine Art Repeater für RS485?

Ich möchte gern 4km überbrücken.

Danke

Autor: Daniel F. (df311)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Stefan_KM schrieb:
> Gibt es eine Art Repeater für RS485?

bau dir doch einfach einen - z.b. einen max485 + einen attiny-xx (einen 
mit uart) passend zusammenstöpseln, "irgendwie" mit strom versorgen, 
fertig

eine andere möglichkeit wäre, die treiber von der übertragungsleitung 
galvanisch zu trennen und einfach mit höherer spannung zu fahren - frag 
mich jetzt aber bitte nicht, wie -> suchfunktion ;-)

Autor: Michael J. (jogibaer)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

für Profibus findest Du zu entsprechenden Preisen welche
bei Siemens.


Jogibär

Autor: Gast (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hm.

Wie wärs mit nem dicken dicken Transistor auf der Tx Leitung, und nem 
entsprechenden Wiederstand oder opamp mit negativer verstärkung auf der 
rx seite?

Autor: Rufus Τ. Firefly (rufus) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn die Datenrate ausreichend gering ist, dann lassen sich mit RS485 
auch größere Distanzen als 1200m überwinden. Die 1200m sind auch keine 
harte Grenze, sondern eher als ein Richtwert anzusehen.

Autor: Kai Klaas (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Stefan,

>Kann mir jemand erklären, wieso die maximale Leitunsglänge bei einem
>RS485 BUS nur 1200m sein darf?

Durch Dispersion kommt es zu einem starken Verschleifen der Flanken, 
sodaß bei 1200m Kabellänge der Norm nach gerade noch 110kHz zuverlässig 
restauriert werden kann, wie das Bild im Anhang zeigt.

Dieses Verschleifen aufgrund von Dispersion passiert auch dann, wenn das 
Kabel völlig einwandfrei an beiden Enden terminiert ist. Es hat also 
nichts mit dem Verschleifen aufgrund unberücksichtigter Kabelkapazitäten 
zu tun, sondern ist vielmehr die Folge der unterschiedlichen 
Signallaufzeiten der einzelnen Frequenzkomponenten des Signals. Gibt man 
auf ein unendlich langes Kabel an den Eingang einen Nadelimpuls, so 
"verschmiert" er durch Dispersion derart, daß am Ausgang nur noch eine 
unendlich kleine Gleichspannung "ankommt".

Wenn du Signale über größere Distanzen transportieren willst, mußt du 
die Übertragungsrate entsprechend tiefer wählen. Vergiß nicht den 
Überspannungschutz gegen Surges...

Kai Klaas

Autor: Dennis (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Kai, ich glaube du hast das Datenblatt da ein wenig missverstanden.

Die verschliffene Spannung in der Grafik ist die Ausgangsspannung des 
Senders, die aufgrund der Kabelkapazität (immerhin sowas in der 
Größenordnung um 50 nF) "verschliffen" ist.

Ich glaube, bei Dispersion geht es eher um Pikosekunden...

Autor: Christian Funke (funke)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Bei Dispersion geht es um ein zerfließendes Signal, Dispersion bedeutet 
ja auch sich ausbreiten. Dispersion findet man häufig im Zusammenhang 
mit LWL, gilt aber gleichermaßen auch für Elektronen, da Elektronen und 
Photonen bekanntermaßen ähnliche Eigenschaften besitzen.
Die Kabelkapazität sorgt eher zusätzlich für einen Tiefpaß der 
Frequenzteile unterdrückt, nicht aber, oder nur indirekt, verlängert!

Autor: noips (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>> Gibt es eine Art Repeater für RS485?

>bau dir doch einfach einen - z.b. einen max485 + einen attiny-xx (einen
>mit uart) passend zusammenstöpseln, "irgendwie" mit strom versorgen,
>fertig

Ist denn der attiny mit uart wirklich nötig? Kann man nicht im Repeater 
den Receiverausgang einfach auf den Trasmittereingang legen?

Autor: A. K. (prx)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Geht es um 2 bidirektionale oder um 4 unidirektionale Leitungen? Ein 
unidirektionaler Repeater ist einfach, ein bidirektionaler nicht.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Ist denn der attiny mit uart wirklich nötig? Kann man nicht im Repeater
>den Receiverausgang einfach auf den Trasmittereingang legen?

Natürlich geht das. Ist allerdings einfacher.

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Kai Klaas (Gast)

>Wenn du Signale über größere Distanzen transportieren willst, mußt du
>die Übertragungsrate entsprechend tiefer wählen.

Wenn das alles so stimmen würde, wären Telefonssystem mit Dutzenden bis 
tausenden Kilometern Länge und tausdenden Kanälen in Analogzeitalter 
unmöglich gewesen.

Dass es Dispersion etc. gibt ist richtig, die Grössenordung und der 
Zusammenhang ist hier aber falsch dargestellt.

@ Dennis (Gast)

>Die verschliffene Spannung in der Grafik ist die Ausgangsspannung des
>Senders, die aufgrund der Kabelkapazität (immerhin sowas in der
>Größenordnung um 50 nF) "verschliffen" ist.

Nein. Ein Kabel ist ein Kabel und bei "höheren" Frequenzen KEIN normaler 
Kondensator! Und das nicht erst bei 1GHz, sonder schon bei 1MHz und 
weniger! Der Treiber "sieht" den Wellenwiderstand als ungefähre 
ohmsche Last (mal vereinfacht gesagt).

>Ich glaube, bei Dispersion geht es eher um Pikosekunden...

Wenn man das Kabel lang genug macht, sieht man Dispersion auch bei 
niedrigen Frequenzen.

MFG
Falk

Autor: Stefan_KM (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo und danke an alle.

Danke erstmal für eure Antworten und Gedanken zu diesem Thema.
Wirklich weiter komme ich jetzt nich nicht.

Ist nun Dispersion die Kabellängeneinschränkung oder die Datenrate?

Ich möchte natürlich eine bidirektionale Leitung aufbauen.

Vielleicht kann mir doch noch jemand helfen!?

Danke

Autor: Peter (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ich denke es ist einfach für den Zweck nicht entwickelt wurden.

Eventuell ist es besser 2 Modems zu verwenden. Diese kommen mit der 
entfernung wesentlich besser klar.

Autor: Kai Klaas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Denis,

>Kai, ich glaube du hast das Datenblatt da ein wenig missverstanden.

>Die verschliffene Spannung in der Grafik ist die Ausgangsspannung des
>Senders, die aufgrund der Kabelkapazität (immerhin sowas in der
>Größenordnung um 50 nF) "verschliffen" ist.

>Ich glaube, bei Dispersion geht es eher um Pikosekunden...

Die Idee der Terminierung eines Kabels an beiden Enden mit seinem 
charakteristischen Widerstand, also 120 Ohm Widerstände an beiden Seiten 
eines 120 Ohm Kabels, ist es gerade, das Kabel nicht wie eine Kapazität 
oder Induktivität aussehen zu lassen. Das Kabel verhält sich wirklich 
wie ein Widerstand. Schließt du es aber am fernen Ende hochohmig ab, 
verhält es sich wie eine Kapatzität, schließt du es mit einem Kurzschluß 
ab, verhält es sich wie eine Induktivität.

Ein korrekt abgechlossenes 120 Ohm Kabel zeigt also keinen Tiefpaßeffekt 
aufgrund der Kabelkapazität. Sie tritt nicht in Erscheinung.

Aber du hast Recht. Von den Zeitkonstanten her könnte man wirklich 
annehmen, daß hier 50nF Kabelkapazität zum Tragen kommen.

Nein, es handelt sich wirklich um Dispersion, aufgrund von 
Widerstandsdämpfung. Auch der Skineffekt dürfte zur Dispersion 
beitragen.

Bitte auf Seite 31 (Kapitel Dämpfung) diese Links nachlesen:

http://www2.dgb.ch/users/soe/Physik/Elektrodynamik...

Dort wird gezeigt, wie Widerstandsdämpfung zur Dispersion führt, als 
Lösung der Telegraphengleichung.

Kai Klaas

Autor: Uwe N. (ex-aetzer)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Kai,

> ... Auch der Skineffekt dürfte zur Dispersion beitragen.

Sorry, das kann ich mir nicht vorstellen. Nicht bei 110kHz.

Der Skineffekt lässt die Elektronen auf die äussere Schicht des Kabels 
(oder Leiterbahn) "wandern", d.h. wenn wir eine Leiterbahn mit 35µm 
Dicke haben, so bewegen sich in Abhängigkeit der Frequenz die Elektronen 
nur noch in den letzten paar Mikrometern. Der Rest bleibt mehr oder 
weniger ungenutzt. Dieser Effekt wird aber erst bei einigen GHz spürbar 
(messbar).

Gruss Uwe

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Der Rest bleibt mehr oder
>weniger ungenutzt. Dieser Effekt wird aber erst bei einigen GHz spürbar
>(messbar).

Es gibt eine Fausformel:

Eindringtiefe in Millimeter gleich 69 durch Wurzel(Frequenz in Hz)

Hier mal paar Richtwerte:

50Hz     9,7mm
1kHz     2,2mm
100kHz   0,2mm
1MHz     0,07mm

Wie du siehst, muss das bereits bei Schaltnetzteilen (~100kHz) beachtet 
werden. (Deshalb wird HF-Litze bzw. Kupferband verwendet)

Übrigens: Warum gibt es (bei den Elektrikern) keine (massiven) Kabel 
größer als 300mm² (Durchmesser 20mm)..? Ein Blick auf die Richtwerte 
sollte genügen..

Autor: Uwe N. (ex-aetzer)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Matthias,

du hast recht. Ehrlich gesagt war mein Posting mehr so aus dem 
Bauchgefühl heraus enstanden.
Naja, erst denken - dann posten.

Schönen Feierabend allerseits
Gruss Uwe

Autor: Kai Klaas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Uwe,

>Sorry, das kann ich mir nicht vorstellen. Nicht bei 110kHz.

Das ist ja ein 110kHz Rechtecksignal, hat also ganz viele Harmonische, 
und das Verschleifen findet ja hauptsächlich bei den Harmonsichen statt.

In dem Link, den ich angegeben habe, steht, daß ein 100m langes RG178 
Kabel (50 Ohm) durch den Skineffekt bei 2MHz 30% Signalverlust erleidet!

Kai Klaas

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.