Ist das CAT5-Kabel gut genug für RS-485 im Vergleich zum „echten“ RS-485-Kabel?

Ich habe ein serielles Kommunikationsprojekt in Vorbereitung. Eine Reihe von Karten mit RS-485-Schnittstelle müssen kommunizieren. Die Datenrate beträgt 57600 bps und die Kabellänge beträgt weniger als ein paar hundert Fuß.

Funktioniert das geschirmte CAT5-Kabel in dieser Situation gut genug oder muss ich für ein "echtes" RS-485-Kabel wie dieses extra bezahlen ?

Ich kann den Installationsort nicht einfach im Voraus besuchen, da er zwischenstaatlich ist. Ich habe hier im Labor die gleichen Boards, mit denen ich allerdings testen kann.

Obwohl CAT5 häufig abgeschirmt ist, kann es sich um einen UTP-Typ handeln, was ungeschirmtes Twisted Pair bedeutet. Das "echte" RS-485-Kabel, an das Sie anschließen, verfügt über zwei verdrillte Adernpaare und eine Abschirmung. Wenn ich mich recht erinnere, hat CAT5e (und höher) eine Abschirmung, zumindest die meisten Kabel, die ich gesehen habe - der genaue Standard kann variieren. Ich denke, die würden den Job gut machen. Stellen Sie einfach sicher, dass Sie das Twisted Pair wie im Original-RS-485-Kabel verwenden. ist ein dritter, ungedrehter Draht.)

Es scheint eine kleine Impedanzfehlanpassung zu geben (100 Ohm für CAT5, 120 Ohm für RS-485). Dies führt zu Reflexionen beim Fahrer und beim Empfänger, aber ich bin mir ziemlich sicher, dass Ihre Anwendung weiterhin funktioniert. Während Sie vielleicht lesen, dass 120 Ohm typisch für RS-485 ist, verwendet das Abschlussnetz 120 Ohm zwischen dem Differenzpaar und 2 * 680 Ohm zu VCC und GND.

Quelle

Somit ist der Wert des Abschlusses, in den das Kabel "hineinschaut", ohnehin kleiner als 120 Ohm: (120 || (680 + 680)) Ohm = 110 Ohm.

Wenn Sie die Möglichkeit haben zu testen, können Sie es versuchen. Ich würde wahrscheinlich nicht einmal zögern und STP CAT5 (e) verwenden. Wenn in Ihrem Vertrag angegeben ist, dass Sie für jede Minute, in der Ihre Installation fehlschlägt, Geld zahlen, möchten Sie wahrscheinlich Kabel mit den richtigen Spezifikationen verwenden. (Letzteres wird immer noch nicht sicherstellen, dass nichts ausfällt, aber Sie sind wahrscheinlich in einer besseren Position, wenn Sie es dem "wahren" Kabel zuschreiben können, anstatt dass jemand anderes Ihr "falsches" Kabel zuschreibt. Aber Sie sehen, wie das letztere funktioniert Absatz hat nichts mit Physik zu tun ...)

Im Allgemeinen ist CAT5 für RS485 in Ordnung. IME Das erste Limit, das Sie treffen, ist der Serienwiderstand, der eine Terminierung über ein langes Kabel steuert. Ich bin 250kBaud über 100m zuverlässig gelaufen. Auf etwa 200-300 m begann es zu wackeln.

Siehe Maxim ANWENDUNGSHINWEIS 3884 Wie weit und wie schnell können Sie mit RS-485 fahren? vom 25. Juli 2006 (zitiert vom 28.05.2004):

Erwähnt RS485 und CAT5 mit Messungen.

Die Leistung eines Maxim-Treibers (in diesem Fall des MAX3469) und eines äquivalenten Treibers eines anderen Herstellers werden dargestellt

Welche Faktoren begrenzen die RS-485-Datenrate?

Die folgenden Faktoren beeinflussen, wie weit man bei einer bestimmten Datenrate zuverlässig übertragen kann:

• Kabellänge: Bei einer bestimmten Frequenz wird das Signal vom Kabel in Abhängigkeit von der Länge gedämpft.
• Kabelkonstruktion: Cat5 24AWG Twisted Pair ist ein sehr gebräuchlicher Kabeltyp, der für RS-485-Systeme verwendet wird. Durch Hinzufügen einer Abschirmung zum Kabel wird die Störfestigkeit erhöht und dadurch die Datenrate für eine bestimmte Entfernung erhöht.
• Impedanz der Kabelcharakteristik: Die verteilte Kapazität und Induktivität verlangsamen die Kanten, verringern die Rauschgrenze und beeinträchtigen das 'Augenmuster'. Verteilter Widerstand dämpft den Signalpegel direkt.
• Treiber-Ausgangsimpedanz: Wenn diese zu hoch ist, wird die Treiberfähigkeit eingeschränkt. Eingangsimpedanz des Empfängers: Wenn die Eingangsimpedanz des Empfängers zu niedrig ist, begrenzt dies die Anzahl der Empfänger, die der Fahrer handhaben kann.
• Abschluss: Ein langes Kabel kann wie eine Übertragungsleitung wirken. Durch das Abschließen des Kabels mit seiner charakteristischen Impedanz werden Reflexionen reduziert und die erreichbare Datenrate erhöht.
• Rauschunterdrückung: Größer ist besser. Anstiegsgeschwindigkeit des Treibers: Langsamere Flanken (niedrigere Anstiegsgeschwindigkeiten) ermöglichen die Übertragung über längere Kabellängen.

Systementwickler wählen häufig einen Treiber und einen Empfänger von zwei konkurrierenden Herstellern. Die meisten Entwickler sind jedoch hauptsächlich daran interessiert, wie weit und wie schnell der RS-485-Treiber ein Signal steuern kann. Die Leistung eines Maxim-Treibers (in diesem Fall des MAX3469) und eines entsprechenden Treibers eines anderen Herstellers werden dargestellt

Die Signalintegrität wird durch Beobachtung der Differenzleistung des Fahrers geprüft. Stellen Sie das Oszilloskop so ein, dass nach Triggerpunkten zwischen 80 mV und -400 mV gesucht wird. (Diese Schwellenwerte werden gewählt, weil die Empfänger einen Eingangsbereich von 20 mV bis -200 mV und einen Rauschabstand haben.) Wenn dann Impulse (Bits) zusammenlaufen, verwenden Sie Augenmuster, um den Gesamtbeitrag von Verzerrung, Rauschen zu bestimmen. und Dämpfung des Parameters, der als Intersymbol Interference (ISI) bezeichnet wird.

ISI zwingt Sie, die Bitrate auf einen Pegel zu reduzieren, der eine angemessene Unterscheidung zwischen Impulsen ermöglicht. Tests der Schaltung von 1 zeigen eine konsistente und klare Korrelation zwischen Triggerpunkten und Augenmustern. Die Augenmuster zeigen 50% Jitter, gemessen mit Methoden, die in der Application Note 977 von National Semiconductor [4] dokumentiert sind. Die Messung des Jitters bei einer Differenz von 0 V und einer Differenz von ± 100 mV liefert die in den 4 und 5 gezeigten Daten.

...
je nach Fahrer erhält man unterschiedliche Ergebnisse

Bei 39 Mbit / s und 340 Fuß Cat5-Kabel zeigt der Treiberausgang von Abbildung 2 ein Augenmuster, bei dem sich die Signale in der Mitte des Auges kreuzen - ein Zustand, der auf mögliche Bitfehler hinweist. Das Maxim-Gerät mit der gleichen Datenrate (Abbildung 3) zeigt jedoch keinen solchen Zustand. Der Maxim-Transceiver bietet aufgrund symmetrischer Ausgangsflanken und geringerer Eingangskapazität eine bessere Leistung.

Wir verwenden CAT5 in der Sicherheitsbranche (Card Access Controller und Kameras) problemlos für RS485 ... 9600-19200 Baud .. mit einigen Kabellängen über 2000 Fuß .. funktioniert wie ein Zauber

Mario

Wenn Sie Treiber auf Chipebene auf Karten Ihres eigenen Designs verwenden, passen Sie die Terminierungsnetzwerke für das CAT5-Kabel an. Machen Sie es im Wesentlichen 100-Ohm statt 120-Ohm. Das habe ich die ganze Zeit gemacht. Mein Problem bestand oft darin, dass das esoterische 485-Kabel lange genug aufgeladen wurde. Ich könnte 500 Fuß oder sogar 1000 Fuß CAT-Kabel bekommen. Es war nicht für so lange Läufe gedacht, aber es funktionierte und es war ein Bruchteil der Kosten.

Der Standard fordert ein Kabel mit einer Impedanz von 100 Ohm bei Frequenzen über 100 kHz, einem DCR <240 Ohm und einer Kapazität der gegenseitigen Paare <20 pF mit einem AWG von 24 oder mehr. Das ist alles. Die meisten CAT5-Kabel haben eine Impedanz von 100 Ohm (Geben oder Nehmen), definitiv weniger als 20 pF, und ich glaube nicht, dass ich jemals ein Kabel mit einem DCR von 240 Ohm gesehen habe. Theoretisch sollte es dir also gut gehen. In der Praxis habe ich CAT5 / 5e / 6 beide UTP / STP ohne Probleme auf verschiedenen Geräten von Kleinserien bis Prominas verwendet.

Ich habe versucht, die Spezifikation zu finden, aber ich habe einen TI-Datenbereich gefunden, der das Testverfahren mit / ohne Abgleich usw. durchläuft. Http://www.ti.com/lit/an/snla137a/snla137a.pdf

Die einzige Ausnahme, an die ich denken kann, ist MIL-STD. Es wird nach einem bestimmten Kabel verlangt und der Kabelmantel sollte dies widerspiegeln.

Twisted Pair ist ein Twisted Pair. so ist cat5 4 kanäle von rs485. Es scheint, dass abgeschirmte verdrillte Kabel gerechtfertigt sein können, wenn in der Installation viele Funkstörungen auftreten. Rs485 ist niederohmig symmetriert, so dass die Verdrillung des Paares die Störfestigkeit erhöht und die Dämpfung höherer Baudraten aufgrund der parallelen Kapazität der Drähte im Kabelmantel über lange Strecken verringert. Diese Entfernungen, von denen ich spreche, sind größer als 100 Meter.

Jetzt gab es bestimmte Fälle, in denen ich STP-Kabel für RS485 verwendet habe, weil viele Geräte in einer langen Kette verbunden waren (DMX512-Beleuchtungskörper). Und die Ergebnisse zuvor waren ein verschlechtertes Signal, dass die Geräte am Ende das Signal falsch interpretieren würden.

ungeschirmte katze 5 sollte in ihrer situation funktionieren, da sie mit einer spannung von 5-10 v betrieben wird und ihr signal nicht hochfrequent ist (über 500 mhz).

Sie haben jedoch angegeben, dass dies in einer kommerziellen Umgebung installiert werden soll. Verwenden Sie daher immer die ungünstigsten Umgebungsbedingungen und abgeschirmte Kabel.

Ich würde auch darauf bestehen, herum zu shoppen. Mit dem beldon 3106A verdrahte ich normalerweise symmetrisches Audio. Ja, das würde auch funktionieren, aber ein 24-AWG-Kabel mit Plenum-Mantel ist der Standard.

Nach meiner Erfahrung mit verschiedenen HLK-Controllern (Bacnet MSTP und Modbus) funktioniert das UTP-Kabel die meiste Zeit problemlos für kurze Strecken in Umgebungen mit geringem Rauschen, kann jedoch bei langen Multidrop-Strecken mit unterschiedlichen Geräten und inkorrekter Terminierung zu zeitweiligen und unglaublich schwer zu diagnostizierenden Problemen führen. Der Aufwand für die Fehlerbehebung bei RS485-Problemen kann schnell die Kosten für die Verwendung des richtigen Kabels übersteigen. Ich rate Ihnen, von Anfang an das richtige Kabel und den richtigen Abschluss zu verwenden oder das Kabel auszutauschen, wenn sich herausstellt, dass es ein Problem darstellt.