Opciones de red para topología en estrella de múltiples nodos

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Quiero crear una red simple que consta de 1 maestro y hasta 16 nodos esclavos. El proyecto se basará en MCU PIC.

La red tiene las siguientes especificaciones / requisitos:

  • Velocidad relativamente baja
  • Barato
  • Longitudes de cable de hasta 20 m
  • límite de 4 líneas (2 potencias + 2 datos)
  • Esclavos conectados directamente a Master (red en estrella)
  • El maestro inicia cualquier transmisión (si es importante)

He considerado 1Wire, I2C y RS485, y mi elección final cayó en RS485, ya que parece la mejor para la tarea en cuestión.

Sin embargo, he estado leyendo que no se recomienda el uso de topología Star con RS485 debido a la reflexión y otros problemas.

¿Qué recomendaría usted como la mejor opción en este caso? Quédate con RS485 o busca en otro lugar?

    
pregunta Alex

2 respuestas

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Utilice el interruptor

RS485 tiene una topología de bus. El gran problema es que si tiene topología en estrella, cada rayo de la estrella debe ser terminado. De esta manera, el transmisor maestro se cargará con 16x || 120Ω = 7.5Ω. Por supuesto, una impedancia tan pequeña sobrecargará el transmisor.

Sin embargo, hay otra solución. Debe usar un interruptor y conectar el maestro solo al rayo que desea comunicar. No estoy seguro de cómo se debe implementar exactamente este esquema ...

Una de las soluciones es utilizar un multiplexor y 16xRS485 transceptores, como SN75176 o similar.

Otra forma es usar un transceptor y algunos multiplexores analógicos con una resistencia interna suficientemente baja.

(O incluso relés electromecánicos como algún tipo de diseño ultra conservador :))

Conecte la red en estrella sin terminación

Está claro que si no hay resistencias de terminación, la red RS485 se puede conectar de forma segura en topología en estrella.

La investigación adicional me llevó a este artículo , que afirma que para líneas relativamente cortas, Las resistencias de terminación pueden ser omitidas. El término "relativamente corto" depende de la velocidad de transmisión y para 9600bps es de unos 600 m (se indica en el artículo).

Hice los mismos cálculos aproximados y para una línea de 20 m, la velocidad de transmisión es de aproximadamente 1Mbps.

La condición es que el retraso de la señal en las líneas durante 3 o 4 viajes completos (suficiente para volcar los reflejos) debe ser más corto que el medio tiempo de transmisión de 1 bit.

Bueno, en el artículo hay una presunción de que el bit se comprueba cerca de la mitad del ancho del bit, pero algunos receptores hacen varias muestras del bit para disminuir los errores. En este caso, probablemente la velocidad aceptable será incluso menor.

    
respondido por el johnfound
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Las redes conectadas en estrella tienen una distancia de funcionamiento limitada en la que los "reflejos" causarán problemas. Esto se puede dividir en la unidad A, que se transmite a la unidad B: si no hay nada que termine el cable en el punto B, habrá reflejos de energía al cable en el punto A. Esto puede corromper los datos y hacer que la vida sea difícil y realmente aburrida. en realidad.

En las longitudes de cable cortas, los reflejos se extinguen rápidamente y, para datos de baja velocidad (unos pocos kbps), es posible que no tenga terminadores, lo que le permite limitar la velocidad de transferencia de los bordes de datos en ambos sentidos: esto elimina en gran medida el contenido de alta frecuencia. De la señal y las cosas pueden trabajar. Entonces, si va a transmitir y recibir un par de kbps, utilice un controlador 485 con control de velocidad de respuesta como este el DS36C280. Los tiempos de subida y caída pueden ser de hasta 3 microsegundos. Esto podría funcionar y puede haber otros que puedan proporcionar tasas de movimiento aún más lentas.

Alternativamente, ¿estaría interesado el señor en usar la radio? Significa que el cableado es mucho más simple: solo alimenta a todos los esclavos y no hay necesidad de preocuparse por la energía que interfiere con los datos (puede ocurrir). Los países nórdicos producen una gama decente de transmisores de radio a lo que parecen ser precios increíblemente bajos. Aquí es un ejemplo, el nRF9E5 pero probablemente también haya otras opciones.

    
respondido por el Andy aka

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