¿El cable CAT5 es lo suficientemente bueno para RS-485 frente al cable "verdadero" RS-485?

Aunque a menudo está blindado, CAT5 puede ser del tipo UTP, es decir, par trenzado sin blindaje. El "verdadero" cable RS-485 al que se conecta tiene dos pares trenzados y un blindaje. Si recuerdo bien, CAT5e (y superior) tiene un blindaje, al menos la mayoría de los cables que he visto, la norma exacta puede variar. Supongo que esos harían el trabajo simplemente bien. Solo asegúrese de usar el par trenzado como en el cable RS-485 original (su hoja de datos se ve como [1 raya blanca / naranja] y [2 raya naranja / blanca] es un par trenzado, y [3 raya azul / blanca] es un tercer cable sin trenzar.)

Parece que hay una pequeña discrepancia de impedancia (100 ohmios para CAT5, 120 ohmios para RS-485). Esto causará reflexiones en el controlador y en el receptor, pero estoy bastante seguro de que su aplicación seguirá funcionando. Si bien puede leer que 120 Ohms es típico para RS-485, la red de terminación usa 120 Ohms entre el par diferencial y 2 * 680 Ohms a VCC y GND.

Fuente

Por lo tanto, el valor de la terminación en la que el cable "mira" es menor a 120 ohmios de todos modos: (120 || (680 + 680)) ohmios = 110 ohmios.

Si tiene la oportunidad de realizar una prueba, podría hacerlo. Probablemente ni siquiera dudaría y usaría STP CAT5 (e). Si su contrato dice que paga dinero por cada minuto que falla la instalación, probablemente quiera usar cables con la especificación adecuada. (El último aún no se asegurará de que nada falle nunca, pero es probable que esté en una mejor posición si puede echarle la culpa al cable "verdadero" en lugar de que alguien más culpe a su cable "equivocado". el párrafo no tiene nada que ver con la física ...)

En general, CAT5 está bien para RS485. IME, el primer límite al que llega es la resistencia en serie que conduce una terminación a través de un cable largo. He corrido 250kbaud en más de 100m de forma confiable. Las cosas empezaron a temblar a unos 200-300 m.

Por referencia a Maxim NOTA DE APLICACIÓN 3884 ¿Qué tan lejos y qué tan rápido puede ir con RS-485? del 25 de julio de 2006 (citado 2104-05-28):

menciona rs485 y cat5 con medidas.

  

Se presenta el rendimiento de un controlador Maxim (el MAX3469 en este caso) y un controlador > equivalente de otro fabricante

     

¿Qué factores limitan la velocidad de datos RS-485?

     

Los siguientes factores afectan la distancia a la que se puede transmitir de manera confiable a una velocidad de datos determinada:

     

• Longitud del cable: a una frecuencia dada, la señal es atenuada por el cable en función de la longitud.
  
• Estructura del cable: el par trenzado Cat5 24AWG es un tipo de cable muy común utilizado para los sistemas RS-485. Agregar blindaje al cable mejora la inmunidad al ruido y, por lo tanto, aumenta la velocidad de datos para una distancia determinada.
  
• Impedancia característica del cable: la capacitancia y la inductancia distribuidas disminuyen los bordes, reduciendo el margen de ruido y comprometiendo el "patrón del ojo". La resistencia distribuida atenúa el nivel de la señal directamente.
  
• Impedancia de salida del controlador: si es demasiado alta, esto limita la capacidad del variador.   Impedancia de entrada del receptor: si es demasiado baja, esto limita la cantidad de receptores que el controlador puede manejar.
  
• Terminación: un cable largo puede actuar como una línea de transmisión. Terminar el cable con su impedancia característica reduce los reflejos y aumenta la velocidad de datos alcanzable.
  
• Margen de ruido: cuanto más grande, mejor.   Velocidad de giro del conductor: los bordes más lentos (velocidades de giro más bajas) permiten la transmisión en longitudes de cable más largas.
  

Los diseñadores de sistemas a menudo eligen un controlador y un receptor de dos fabricantes competidores, pero la mayoría de los diseñadores están interesados principalmente en qué tan lejos y con qué rapidez puede conducir una señal el controlador RS-485. Se presenta el rendimiento de un controlador Maxim (el MAX3469 en este caso) y un controlador equivalente de otro fabricante

     

La integridad de la señal se prueba observando la salida diferencial del controlador. Configure el osciloscopio para buscar puntos de activación entre los umbrales de 80mV y -400mV. (Estos umbrales se eligen porque los receptores tienen un rango de entrada de 20 mV a -200 mV, más un margen de ruido). Luego, cuando los pulsos (bits) comienzan a 'correr juntos', use patrones de ojo para determinar las contribuciones generales de distorsión, ruido, y la atenuación al parámetro llamado interferencia entre símbolos (ISI).

     

ISI le obliga a reducir la tasa de bits a un nivel que permita una distinción adecuada entre los pulsos. Las pruebas del circuito de la Figura 1 muestran una correlación clara y consistente entre los puntos de activación y los patrones de los ojos. Los patrones de los ojos muestran una fluctuación del 50%, medidos utilizando métodos documentados en la nota de aplicación 977 [4] de National Semiconductor. La medición de jitter a 0V diferencial y ± 100mV diferencial proporciona los datos que se muestran en las Figuras 4 y 5.

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Dependiendo de los controladores obtienes diferentes resultados

  

A 39 Mbps y 340 pies de cable Cat5, la salida del controlador de la Figura 2 muestra un patrón de ojo en el que las señales se cruzan en el centro del ojo, una condición que indica posibles errores de bits. Sin embargo, el dispositivo Maxim a la misma velocidad de datos (Figura 3) no muestra tal condición. El transceptor Maxim ofrece un mejor rendimiento debido a los bordes de salida simétricos y la menor capacitancia de entrada.

Si está utilizando controladores de nivel de chip en placas de su propio diseño, adapte las redes de terminación para el cable CAT5; esencialmente lo hacen de 100 ohmios en lugar de 120 ohmios. Solía hacer eso todo el tiempo. A menudo, mi problema consistía en que el cable 485 esotérico tuviera bastantes ajustes. Podría obtener 500 pies o incluso 1000 pies de conexiones CAT de cualquier cable. No estaba destinado a ser utilizado en carreras tan largas, pero funcionó y era una fracción del costo.

Usamos CAT5 en la industria de la seguridad (controladores de acceso a tarjetas y cámaras) para RS485 sin ningún problema ... 9600-19200 Baud ... con una longitud de cable de más de 2000 pies ... funciona como un encanto

Mario

El estándar exige un cable con una impedancia de 100 ohmios en frecuencias superiores a 100 kHz, DCR < 240 ohmios, y capactiance de par mutuo < 20pF, con un AWG de 24 o más. Eso es todo. La mayoría del cable CAT5 tiene una impedancia de 100 ohmios (más o menos), definitivamente menor a 20pF, y creo que nunca he visto un cable con un DCR de 240 ohmios. Entonces, en teoría deberías estar bien. En la práctica, he usado CAT5 / 5e / 6 tanto UTP / STP sin problemas en varios dispositivos, desde pequeñas series a Prominas.

Intenté encontrar la especificación, pero encontré una hoja de datos de TI que pasa por el procedimiento de prueba balanceada / no balanceada, etc. enlace

La única excepción que se me ocurre, es MIL-STD. Requerirá un cable en particular y la cubierta del cable debe reflejar eso.

par trenzado es par trenzado. entonces cat5 es 4 canales de rs485. Parece que si hay una gran cantidad de RFI en la instalación, el cable trenzado blindado puede justificarse. Rs485 es de baja impedancia balanceada, por lo que torcer el par ayuda con la inmunidad al ruido y reduce el efecto de atenuación de las mayores velocidades en baudios debido a la capacitancia paralela de los cables en la cubierta del cable en las longitudes largas. Estas distancias de las que estoy hablando son mayores de 100 metros.

Ahora hubo ciertos casos en los que usé cable STP para rs485 porque tenía muchos dispositivos conectados en una cadena de ejecución larga (accesorios de iluminación DMX512). Y los resultados anteriores fueron una señal degradada de que los dispositivos cercanos al final interpretarían la señal de manera incorrecta.

el cat 5 no apantallado debería funcionar en su situación debido al voltaje que estará ejecutando (5-10 V) y su señal no es de alta frecuencia (por encima de 500 Mhz) en primer lugar.

Pero usted declaró que va a instalar esto en un entorno comercial, por lo que siempre es mejor usar las situaciones más desfavorables del entorno y usar un cable blindado.

Insistiría también para darse una vuelta. Beldon 3106A es lo que normalmente uso para cablear audio balanceado. Sí, también funcionaría para eso, pero el cable de 24 AWG con cubierta de grado Plumum es el estándar.

Según mi experiencia con varios controladores HVAC (Bacnet MSTP y Modbus), la mayoría de las veces el cable UTP funciona bien en recorridos cortos en entornos de poco ruido, pero puede tener problemas intermitentes e increíblemente difíciles de diagnosticar en largos recorridos multipunto con diferentes equipos y terminación incorrecta El trabajo involucrado en la resolución de problemas de RS485 puede exceder rápidamente el costo de usar el cable correcto. Mi consejo es tener cuidado de usar el cable correcto y la terminación desde el principio o estar preparado para reemplazar el cable si resulta ser un problema.