Перейти к содержанию

Можно ли подключить RS-485 звездой?

Обновлено Редакция GAW

RS-485 — шина: передатчик работает на линию с волновым сопротивлением около 120 Ом, на двух концах которой стоят терминаторы того же номинала (TI SLLA272, разд. 6). Узлы подключаются к магистрали короткими отводами. Такую топологию стандарт и предполагает (разд. 3).

Почему звезда — плохая идея

У звезды нет «двух концов»: каждая ветвь заканчивается узлом, и если ветвь длинная, сигнал отражается от её конца и возвращается в точку разветвления. Поставить терминатор на каждую ветвь тоже нельзя: несколько резисторов по 120 Ом параллельно перегружают передатчик — подробнее в статье «RS-485». TI советует обратное: делать шину похожей на одну линию — цепочкой или с отводами как можно короче (SLLA070, разд. 5.1–5.2). Сама многоточечная линия с несколькими передатчиками для RS-485 нормальна — важна только форма кабеля.

Какой отвод ещё допустим

По TI электрическая длина отвода должна быть меньше десятой доли времени нарастания фронта передатчика:

Lотв≤tr⋅v⋅c10L_\text{отв} \le \frac{t_r \cdot v \cdot c}{10}

где tr — время нарастания, v — скорость сигнала в кабеле в долях скорости света, c — скорость света. Табл. 6-1 SLLA272 для кабеля с v = 78 %:

Скорость сигналаВремя нарастанияНаибольший отводВ метрах (наш пересчёт)
1000 кбит/с100 нс7 футов2,1 м
250 кбит/с250 нс19 футов5,8 м
200 кбит/с500 нс38 футов11,6 м

Наш вывод: ветвь звезды длиной в десятки метров — это отвод, во много раз длиннее допустимого для типичных трансиверов. Время нарастания конкретного трансивера берите из его даташита, а общую длину линии для своей скорости проверьте калькулятором длины линии RS-485.

Похожие вопросы

А если у меня три устройства в разных комнатах?

Проложите кабель цепочкой: от первого устройства ко второму, от второго к третьему, терминаторы — на первом и третьем. Если провода уже лежат звездой из одной точки, в этой точке соедините их последовательно — пара «туда» и пара «обратно» к каждому узлу, — тогда физически звезда, а электрически шина (наш вывод).

На низкой скорости звезда же работает?

Может работать, если все ветви электрически короткие для фронтов передатчика: по формуле TI допустимая длина отвода растёт с временем нарастания. Медленные трансиверы с длинным фронтом терпят более длинные отводы, но гарантий стандарт для звезды не даёт — запас проверяйте осциллографом (наш вывод).

Что такое активный концентратор RS-485?

Устройство с несколькими портами RS-485, у которого каждый порт — отдельный сегмент со своими терминаторами, а данные между сегментами передаёт электроника. Тогда каждая ветвь звезды — самостоятельная шина с двумя концами.

Источники

  1. Texas Instruments. The RS-485 Design Guide (SLLA272D, rev. May 2021) — разд. 3: стандарт предполагает цепочку (daisy-chain, party line, bus) — узлы подключены к магистрали короткими отводами; разд. 6: линию всегда терминируют резисторами, равными волновому сопротивлению кабеля (120 Ом), по одному на каждом конце; электрическая длина отвода — меньше 1/10 времени нарастания передатчика, L ≤ tr · v · c / 10; табл. 6-1 при скорости сигнала 78 %: 1000 кбит/с и 100 нс — 7 футов, 250 кбит/с и 250 нс — 19 футов, 200 кбит/с и 500 нс — 38 футов
  2. Texas Instruments. RS-422 and RS-485 Standards Overview and System Configurations (SLLA070D, rev. May 2010) — разд. 5.1: цепочка — каждая станция подключена как можно ближе, чтобы шина выглядела одной линией; разд. 5.2: шина с отводами — отводы как можно короче, чтобы уменьшить отражения; длинные отводы снова дают отражения

Нашли ошибку?

Смотрите также