Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik RS485 mit Cat5-Ethernet-Kabel


von Peter (Gast)


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Hallo zusammen,

ich habe folgende Frage:

Wenn man für einen RS485-Bus ein Cat5 Kabel verwenden möchte, muss dann 
der Abschlusswiderstand statt 120 Ohm 100 Ohm betragen, weil der 
Wellenwiderstand der Leitung mit 100 Ohm ausgewiesen ist? Klar ist, dass 
es dann kein richtiger RS485 Bus nach EIA ist, weil dort sollen die 
Impedanzen der Leitungen 120 Ohm betragen.

Wie kann man rechnerich bestimmen, welcher Abschlusswiderstand notwendig 
ist?




Vielen Dank

von 485 (Gast)


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RS485-Bus ist recht robust, grade bei nicht zu hohen Datenraten.
100 bis 120 Ohm paßt schon ganz gut.

von Peter (Gast)


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Aber unahängig wie robust der ist, müsste es doch theoretisch so sein? 
Damit ich Leistungsanpassung habe?

von Bastler (Gast)


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Über wieviele km und mit wievielten MBit?

von Peter (Gast)


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Rein theoretisch gesehenen. Nehmen wir an: 200m bei 500kbit

von 485 (Gast)


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Was wirds werden, nur eine rein theoretische Betrachtung?

ja -> dann schau ins Lehrbuch -> gnadenlose Fehlanpassung
nein -> könnte gehen, obwohl 200 m bei 500kbit nicht langsam ist

von Bernd K. (prof7bit)


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Peter schrieb:
> Aber unahängig wie robust der ist, müsste es doch theoretisch so sein?
> Damit ich Leistungsanpassung habe?

Du musst immer genau mit dem Wellenwiderstand des Kabels abschließen. 
Und auch den Spannungsteiler mit den Failsafes entsprechend neu 
dimensionieren damit das zusammenpasst.

Die Transceiver selbst werden keine Probleme damit haben, zwischen 120 
und 100 ist kein großer Unterschied das packen deren Ausgangstreiber 
ohne Murren und Eingangsseitig ist es eh in sehr weiten Bereichen egal, 
da hochohmig.

von Georg (Gast)


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Peter schrieb:
> muss dann
> der Abschlusswiderstand statt 120 Ohm 100 Ohm betragen

Bei einer Fehlanpassung 120 an 100 Ohm beträgt der Reflexionsfaktor etwa 
10%, also 10% werden zurück an den Sender reflektiert. Den stört das 
nicht, nur wenn dieses Signal ebenso wieder Richtung Empfänger 
reflektiert wird, könnte es dort stören - aber da sind ist es nur noch 
1%. Das kann man zwar messen, aber bei den üblichen 
Schmitt-Trigger-Eingängen hat das keine Auswirkung.

Natürlich wählt man die Abschlusswiderstände so genau man kann, weil das 
ja keinen Aufwand bedeutet, aber z.B. bei Leiterplatten ergeben sich 
leicht Toleranzen der Impedanz von 5..10%. Da ist ein 
Abschlusswiderstand mit 0,1% einfach nur ein Missverständnis.

Georg

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Peter schrieb:
> Wenn man für einen RS485-Bus ein Cat5 Kabel verwenden möchte, muss dann
> der Abschlusswiderstand statt 120 Ohm 100 Ohm betragen, weil der
> Wellenwiderstand der Leitung mit 100 Ohm ausgewiesen ist?
Rein theoretisch sollte der Abschluss natürlich genau mit der Impedanz 
des Kabels erfolgen.
> Wie kann man rechnerich bestimmen, welcher Abschlusswiderstand notwendig
> ist?
Da muß man nix rechnen, sondern eben genau das datenblatt des Kabels 
lesen.

In der Praxis ist es aber so, dass man einige Sachen beachten sollte.

1) Bandbreite der Treiber
Relevant für die störsichere Übertragung ist kaum die verwendete 
Baudrate, sondern vor allem die Geschwindigkeit der RS485-Treiber.
Die steilen Flanken der schnellen Treiber verursachen nämlich die sehr 
hohen Frequenzen.
Sofern du nicht hohe Bauraten verwenden willst, würde ich immer die 
Bandbreite begrenzten Treiber verwenden (je nach Typ und Hersteller bis 
ca. 200...1MHz) und nicht die für 20MBaud und höher.
z.B.
http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ADM2483.pdf

2) Kabellänge
200m sind kein Problem, sofern man kein sehr hohen Frequenzen übertagen 
will und eben korrekten Abschluss hat.

3) In Praxis sind bis 200m kaum noch innerhalb eines Gebäudes, oder?
Da sollte man sich schon noch paar Gedanken um Störsicherheit machen
- Überspannung , Blitzschlag
- Potentialdifferenzen
- Störungen andere Großverrbauchern an der Netzspannung  usw.
Deshalb sind da zumindest Schtzbeschaltungen und evtl. auch galvanische 
Trennung sinnvoll. oder sogar sehr notwendig.

4) Mit Schutzbeschaltungen hat man dann aber wieder das Problem 
kapazitiver Lasten an den Eingängen. Auch da Verhalten sich dann Treiber 
mit begrenzter Bandbreite viel gutmütiger als solche mit hoher 
Bandbreite.
Gruß Öletronika

von Oldie (Gast)


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Was machst du dir für krause Gedanken?

> Klar ist, dass es dann kein richtiger RS485 Bus nach EIA ist

Dann nimm eben kein Cat5 Kabel!

Ansonsten:
"The RS-485 specification recommends, but does not specifically
dictate, that this characteristic impedance be 120Ω."

oder:

"Essential for minimizing reflections are termination resistors
that match the cable's characteristic impedance. Common RS-485
cables (a twisted pair of 24AWG wires) should be terminated with
a 120Ω resistor at both ends."

> Wie kann man rechneri(s)ch bestimmen, welcher Abschlusswiderstand
  notwendig ist?

Mit den üblichen Gleichungen für Wellenwiderstand, Anpassung
und Reflexion. Und die sagen: Abschlusswiderstand = Wellen-
widerstand der Leitung, dann gibt es keine Störung durch
Reflexionen.

> Damit ich Leistungsanpassung habe?

Der Ausgangswiderstand eines RS485-Treibers ist eher kleiner,
als 100 Ohm.
- Such den mal im Datenblatt!      ;-)
- Wo ist da die Leistungsanpassung?

Bist du Techniker, oder Beamter?

Ein Beamter muss sich an den Wortlaut der Vorschriften halten,
egal, ob es nutzbringend ist, oder nicht.

Ein Techniker muss sich an der Physik orientieren, damit seine
Konstruktion funktioniert. Und an die "Regeln der Technik" auf
neudeutsch: "Best Practice", damit es SICHER funktioniert.

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