Pin de tierra de la red RS485: ¿cuándo conectar?

Nota: No pretendo tener la respuesta más científica, pero intentaré explicar las cosas de la forma en que las entiendo.

1. No sé si el argumento del voltímetro es 100% válido, ya que es un dispositivo de baja velocidad, un ejemplo más apropiado sería el osciloscopio operado con batería o una sonda de osciloscopio diferencial.

2. Recuerde la definición de Voltaje, que es una diferencia de potencial entre 2 puntos. Las señales A y B se diferencian por los componentes eléctricos dentro del amplificador (principalmente transistores) que tienen valores máximos absolutos entre su base y el colector / emisor. Esto se conoce como voltaje máximo de entrada en modo común del amplificador diferencial con respecto a su propia suelo. Por lo tanto, los voltajes A y B no tienen significado sin especificar a qué se hace referencia. Por ejemplo, si la diferencia entre A y B es 2.5v pero este voltaje es 20v desplazado por encima del suministro del amplificador del receptor, ¿vería el amplificador (2.5 o 22.5)?

3. 4: Los cables de larga distancia para exteriores son más propensos a ruidos o ESD o cualquier fuente de carga o corriente que pueda ingresar al bus (que tiene impedancia específica y resistencia de CC), por lo que si la cantidad de carga / corriente es alta suficiente multiplicado por la mayor resistencia (del cable largo) causaría un pico de voltaje más grande en el receptor que podría causar daños. La puesta a tierra en esta situación se puede utilizar para proporcionar una ruta para los picos que golpean el escudo, y se puede usar como una referencia de tierra estable.

Si el circuito del receptor RS485 se puede cambiar para que esté flotando y sea capaz de actuar como el voltímetro / Osciloscopio, sería completamente posible agregando componentes adicionales, circuitos de aislamiento, etc., pero con un costo, complejidad y tamaño adicionales, lo cual es todo. más allá de la capacidad de un IC pequeño como el MAX485.

Es un mito que pueda hacer que las interfaces RS485 funcionen sin el cable a tierra común (C) conectado entre los distintos dispositivos en el bus. El receptor solo es capaz de medir el potencial relativo entre las señales A y B cuando el voltaje de modo común de las entradas A y B se mantiene dentro de -7V a + 12V de la referencia GND del receptor.

La idea de que ambos lados de la interfaz operada con baterías de alguna manera haría una diferencia también es un mito. Todo se reduce a cuál es el voltaje de modo común entre el transmisor GND y el receptor GND. La conexión del tercer cable mantiene bajo control la tensión del modo común. Sin ella, cualquier influencia indebida en cualquiera de las unidades o en el bus entre los dos puede hacer que el voltaje del modo común salga del rango de -7V a + 12V. Esta influencia podría deberse al acoplamiento a otros sistemas a través de EMI. También puede ser común ver esto como una variación de CA que sigue la frecuencia de la línea de red.

Tienes razón en que un receptor puro podría simplemente medir la diferencia entre las dos líneas de señal. Sin embargo, cualquier medio para hacerlo tendrá algún rango de modo común en el que las señales individuales deben permanecer dentro. La especificación proporciona el rango de modo común que los nodos deben poder tolerar.

Sin un tercer cable de referencia, no hay manera de definir este voltaje de modo común, y entonces no habría manera de hacer que un receptor garantice el cumplimiento.

Incluso si su receptor se configuró de modo que las líneas de datos condujeran optoaisladores, por ejemplo, todavía tiene una limitación de voltaje de modo común. Puede ser de unos pocos miles de voltios en lugar de unos pocos voltios, pero siempre habrá un voltaje de modo común más allá del cual el receptor ya no funcionará.

Hasta ahora, solo se trataba de recibir la señal RS-485. Conducir las señales RS-485 es mucho más limitante. Las señales de datos se especifican como nominal de 0-5 V con respecto al cable de tierra. Sin un cable a tierra, no tienes forma de asegurar eso. El circuito que impulsa las dos señales será referenciado a algo. Ese algo debe estar conectado a los otros transmisores y receptores en el bus.

El punto C es una ruta de retorno para la corriente en A y B. Esto permite que la corriente vuelva a la fuente para completar el circuito.