Hallo zusammen, RS485 wurde hier ja schon öfter abgehandelt. Mir ist klar, dass die Tranceiver durch ihren GND-Bezug im nichtisolierten Fall einen Potentialausgleich benötigen (aus EMV-Gründen und wegen des Eingangsspannungsbereichs). Kann man unter anderem in robustdc.com/download/index.php?file=AN005.pdf http://www.ti.com/lit/an/slla272b/slla272b.pdf nachlesen. Einige Fragen konnte ich nicht klären: -Wenn zwei Teilnehmer per RS485 mit jeweils isolierten Tranceivern verbunden sind, und zwar OHNE Ground (also nur A und B), müsste doch quasi keine Kommunikation möglich sein, da es überhaupt keinen Rückweg für den Strom gibt. Die Receiver, die eben nicht ohne GND-Bezug auskommen, würden A und B gegen ihren GND vergleichen, der ja gegenüber dem Rest der Welt hochohmig ist und dementsprechend sehr Anfällig für Störungen. Korrekt? Eventuell wird das Potential über Schutzdioden an die A/B Leitungen gekoppelt? -Man kann in diesem Fall (isolierter Transceiver) meiner Meinung nach den GND virtuell erzeugen über zwei Widerstände nach A und B. Welche Nachteile handelt man sich ein? Wie hoch müssen/dürfen diese dimensioniert werden? Bitte keine Grundsatzdiskussion darüber, dass RS485 2-Leiter wäre und grundsätzlich keinen GND benötigen würde. Das ist allgemein gesagt falsch. Siehe verlinkte Dokumente. Antworten ohne Begründung oder mit Begründung "ich habe so schon 2000km verlegt" entbehren jeglicher technischer Grundlage. Also bitte mit Begründung :-) Freue mich auf Antworten.
RS485 arbeitet über die Differenz der Spannungen auf A und B. Damit ist es erstmal egal auf welchem Level der Gnd liegt (Maschensätze setze ich mal als bekannt vorraus). Probleme gibt es wenn der Gnd jetzt "wegfliegt" und z.B. auf +300 V oder so will. Dann fließen durch den Chip über un-spezifzierte parasitäre Dioden Ströme die den Betrieb stören können. Ein weiteres Problem ist das Einkoppeln hochfrequenter Störungen die evtl. auch eine Potential-Differenz verursachen können.
ok, das bestätigt mich eigentlich. Da der GND isoliert ist, floatet er im Vergleich zum A/B Potential rum und es fliessen Ströme über parasitäre Wege. EMV und das driften des GND können zumindest kurzzeitig/unregelmäßig (wahrscheinlich vor allem beim Einschalten des Treibers der Gegenseite) ein hohe Spannungsdifferenz aufweisen die den Chip zerstören könnten oder die Funktion stören, da der GND quasi unkontrolliert rumwackeln kann. Die von mir beschriebene Lösung mit virtuellem GND erzeugt durch die Mitte aus A und B habe ich schon öfter gesehen. Gibt es hier ausser der Busbelastung Nachteile? Da der GND nicht sehr niederohmig ist würden Störungen auf Receiverseite im GND schlechter abgeleitet, andererseits ist die RS485 gegenüber solcher Störungen ja gerade unempfindlich, solange man im Arbeitsbereich des Receivers bleibt, oder? Gibt es einen guten Grund, wieso dennoch eine GND-Leitung herausgeführt werden sollte?
Du solltest mal einen Schaltplan aufmalen.
>per RS485 mit jeweils isolierten Tranceivern
Ein isolierter Transceiver ist was in Deinen Augen. Potential getrennt?
Nur GND nicht angeschlossen?
Bevor die Begriffe nicht geklärt sind ist alles nur Orakel.
Ein isolierter Transceiver ist sowas: LTM 2881 http://www.linear.com/docs/28570 ein integrierter DCDC-Wandler erzeugt eine galvanisch getrennte Spannung, mit der die Treiber und Receiver auf der einen Seite versorgt werden. Die Signale werden per Optokoppler entkoppelt (Rx, Tx, DE). Heisst also, dass der Transceiver nach aussen erstmal von Erde und restlichem Gerät galvanisch getrennte A,B, GND-Leitungen besitzt.
Ja es reichen 2 Leitungen. Durch interne Widerstände im Receiver zieht der sich selber in einen stabilen Arbeitspunkt. Mit CAN geht das auch. Es besteht natürlich die Gefahr, daß durch Fehlerströme oder elektrostatische Aufladungen der Receiver Schaden nimmt.
@ Peter Dannegger (peda) >Ja es reichen 2 Leitungen. >Durch interne Widerstände im Receiver zieht der sich selber in einen >stabilen Arbeitspunkt. >Mit CAN geht das auch. Simmt. Aber ist es empfehlenswert? Warum wird in der Industrie meistens (immer?) GND mitgeführt?
Mister M schrieb: > -Wenn zwei Teilnehmer per RS485 mit jeweils isolierten Tranceivern > verbunden sind, und zwar OHNE Ground (also nur A und B), Doch, geht einwandfrei. > müsste doch > quasi keine Kommunikation möglich sein, da es überhaupt keinen Rückweg > für den Strom gibt Doch. Was über B hinfließt kommt über A zurück und umgekehrt.
>Ein isolierter Transceiver ist sowas: >LTM 2881 http://www.linear.com/docs/28570 Paßt, auch ohne Erde. Isoliert ist isoliert. Bis 400 V ist der ok. Steht auch so im Datenblatt. >Simmt. Aber ist es empfehlenswert? Warum wird in der Industrie meistens >(immer?) GND mitgeführt? Wenn mehr als die 400Volt zu befürchten stehen (z.B. Aufladung) ist ein Potentialausgleich sicher gut. Aber ein dünnes GND-Käbelchen ist da eher nicht geeignet.
@ isoliert (Gast) >>Simmt. Aber ist es empfehlenswert? Warum wird in der Industrie meistens >>(immer?) GND mitgeführt? >Wenn mehr als die 400Volt zu befürchten stehen (z.B. Aufladung) ist ein >Potentialausgleich sicher gut. Aber ein dünnes GND-Käbelchen ist da eher >nicht geeignet. Der GND-Draht der isolierten RS485 Tranceiver soll sicher NICHT einen Potentialausgleich für Starkstrom herstellen, wie eine Potentialausgleichsschiene! Sondern eher den Gleichtaktbereich der Tranceiver sicherstellen, auch wenn die das unter Sonnenscheinbedingungen auch ohne GND schaffen.
Du hast recht. Da der Chip jedoch nicht wirklich differentiell arbeitet, sondern zwei Pegel gegen seinen GND vergleicht und folglich der Strom in A/B durch den nicht unendlich hohen Eingangswiderstand nach GND fließt, heisst das im Umkehrschluss der Strom nimmt einen Weg von A zu GND zu B oder umgekehrt. Der Weg von A zu GND ist vorgesehen, der umgekehrte läuft u.U. unkontrolliert über parasitäre Wege. Wäre es da nicht besser, dem Strom einen vorgegebenen Weg über den virtuellen GND zu geben? Was sollte sonst der Grund sein, warum LT im Datenblatt (siehe oben) genau das in Abbildung 22 (ziemlich am Ende) macht, wenn es komplett unnötig wäre? In dem Zusammenhang stellt sich die Frage, wie hoch man diese dimensionieren sollte. Im Strompfad A<->GND ist ja schon die hohe Eingangsimpedanz in Serie dabei. Wenn man nicht unbedingt hier den Busabschluss machen will, würden Widerstände im Bereich einige kOhm nicht ausreichen? Darauf zielt letzlich meine Frage. Begrenzt das die Funktion (=Baudrate) in irgend einer Weise? Ich kann keinen Nachteil erkennen und würde das einer dritten Ader vorziehen. Da der Rückstrom statt über einen getrennten Leiter sogar über die andere differentielle Ader zurückfließt, sollten sich doch die EMV-Eigenschaften sogar verbessern, da die Stromschleife noch kleiner ist, oder irre ich?
Mister M schrieb: > der Strom nimmt einen Weg von A zu GND zu B > oder umgekehrt. So isses. Im Receiver sind ~12k integriert, d.h. GND geht auf den halben Spannungshub. Die Spannung an A,B darf zwischen -7V..+12V liegen, ist also im grünen Bereich.
Wie kommst du auf 12K? ist das auf 1 Unit Load bezogen? Beim verlinkten LT2881 (1/8 Unit load) sind das also 96K. Das kommt mir schon etwas viel vor. Was genau verbessert die externe Beschaltung des GND in Abbildung 22 (über 10nF an die Mitte eines Spannungsteilers) effektiv? Wieso über 10nF an GND und nicht direkt? Da die Anzahl der Teilnehmer für mich keine große Rolle spielt, würde ich den GND des Transceivers über z.B. 10K an A und 10K an B verbinden. Die Gesamtimpedanz von A/B zur jeweils anderen Ader würde damit von 96k+96k auf 96k+10k sinken. Ich bin mir nur unsicher, ob das die Funktionalität wirklich merklich beeinflusst, bzw. überhaupt beeinflusst...
Mister M schrieb: > würde ich den GND des Transceivers über z.B. 10K an A und 10K an B verbinden. Das ist im Transceiver schon eingebaut! Und zwar genau für diesen Zweck.
Zu diesem Zweck? In manchen Receivern sind es (wie bei dem verlinkten) eben nur 96K. Das ist ja schon etwas viel. Wäre es da nicht angebracht, den entwas zu verringern? Zweite noch offene Frage: im Datenblatt des LT2881 ist in Abbildung 22 ein Kondensator zu sehen, über den der Massebezug hergestellt wird. Wieso? Hat das dann überhaupt noch einen Effekt? Soll dieser mit den internen Widerständen einen Tiefpass bilden? Wieso dann der Serienwiderstand?
Sorry, gibt ja gar keinen Serienwiderstand. Also soll das lediglich einen Tiefpass mit den internen 96k-Widerständen bilden? richtig?
Ich habe jetzt einiges durch bezüglich RS485. Ohne Gnd ist zumindest "Hotplug" oft tödlich. Störungen wenn die 485 Leitung sich um ein Drehatomkabel schlängelt sind auch ohne Gnd eindeutig mehr.
Man kann die Masse weglassen, wenn man eine Seite galvanisch trennt. Also so richtig trennt, mit Optokoppler oder Trafo oder sonstigem. Dann muss man nur noch gegen Überschläge absichern, aber da reden wir von >1kV oder noch mehr. Normale Tranceiver sind aber nicht galvanisch getrennt. Da ist man schnell beim magischen Rauch, wenn es Potentialdiffernezen gibt. Dazu sind die Treiber auf einen Massebezug angewiesen. Wenn man größere Entfernungen überbrücken will, ist die galvanische Trennung immer stark anzuraten, weil diverse EMV-Tests (SURGE) oder Potentialdifferenzen die Treiber schnell töten können. Tranceiver mit Trennung gibt es fertig, z.B. diese hier: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/iso1176t.pdf Da braucht man aber einen Trafo dazu, oder einen DCDC-Wandler - für die Versorgung. Es gab auch mal welche mit integriertem DCDC-Wandler, ich finde sie aber grade nicht.
Das ist alles nett, aber das weiss ich hier schon. Vielleicht mal die Beträge drüber lesen. Wenn man den Titel gelesen hätte, wüsste man auch, dass es hier um isolierte RS485-Stufen geht, per DCDC-Wandler und Optokoppler. Die beiden offenen Fragen würden mich trotzdem interessieren.
Mister M. schrieb: > im Datenblatt des LT2881 ist in Abbildung 22 > ein Kondensator zu sehen, über den der Massebezug hergestellt wird. > Wieso? ESD würd ich mal sagen. Für schnelle Transienten ist das ein Kurzschluss und die Energie aus ner kleinen bis mittleren Entladung absorbiert der problemlos.
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