Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik UART mit RS422 auf lange Distanz


von Bert S. (kautschuck)


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Hi,

Ich verwende bei einem Projekt einen Bootloader, welcher Firmwareupdates 
über UART empfängt. Nun soll das Gerät an ein SBC angeschlossen werden 
und die Datenleitungen sind EMI ausgesetzt, wie es in der Industrie 
üblich ist.

Nun wäre das einfachste, einfach den UART mit differentieller 
Übertragung bis zum SBC zu verbinden und da scheint ja RS422 perfekt 
geeignet. Sehe ich das richtig, dass man mit RS422 einfach TX -> DI und 
RO -> RX je unabhängig differentiell überträgt und so den UART auf 
größere Distanzen verwenden kann? Bzw. man braucht ja hier keinen DE Pin 
wie bei RS485, oder?

: Bearbeitet durch User
von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Bert S. schrieb:
> Sehe ich das richtig, dass man mit RS422 einfach TX -> DI und
> RO -> RX je unabhängig differentiell überträgt und so den UART auf
> größere Distanzen verwenden kann? Bzw. man braucht ja hier keinen DE Pin
> wie bei RS485, oder?

Jop, alles richtig. RS422 ist Duplex, RS485 nur halb-duplex.

von Stefan F. (Gast)


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Gehören nicht an beide Enden der Leitung Abschlusswiderstände?

von Ingo W. (uebrig) Benutzerseite


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Wenn der Sender ständig aktiv ist, wie hier, eigentlich nicht.

von Falk B. (falk)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Gehören nicht an beide Enden der Leitung Abschlusswiderstände?

Nein. Das ist eine Parallelterminierung am Empfänger. Die 
Signalflußrichtung ist unidirektional.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Wellenwiderstand#Parallelterminierung

Nur bei einem RS485 oder CAN BUS, ist sie bidirektional und man braucht 
an beiden Busenden einen Abschlußwiderstand.

von HF-Techniker (Gast)


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Ingo W. schrieb:
> Wenn der Sender ständig aktiv ist, wie hier, eigentlich nicht.
Wieso sollte man die dann weglassen???

von EAF (Gast)


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Bei RS422, gerade auf langen Strecken, wird gerne die Potential 
Differenz unterschätzt.
So einfach (4 Leitungen plus 2 Widerstände), wie auf dem Bildchen, ist 
es also in der Praxis eher nicht.

von Falk B. (falk)


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EAF schrieb:
> So einfach (4 Leitungen plus 2 Widerstände), wie auf dem Bildchen, ist
> es also in der Praxis eher nicht.

Ja, die Masse sollte man mitführen.

https://www.mikrocontroller.net/articles/RS-485#Weitere_Hinweise

Aber wie groß die Distanzen WIRKLICH sind, welche der OP überbrücken 
will, wissen wir nicht. Für eine Handvoll Volt PE-Verschiebung braucht 
es schon einige hundert Meter.

von EAF (Gast)


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HF-Techniker schrieb:
> Ingo W. schrieb:
>> Wenn der Sender ständig aktiv ist, wie hier, eigentlich nicht.
> Wieso sollte man die dann weglassen???

Weil der innenwiderstand des Treibers so klein ist, dass externe 
Widerstände nicht mehr ins Gewicht fallen.

Zudem kann der Treiber nicht durch irgendwelches Gezappel oder 
Reflektionen gestört werden.

von EAF (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Für eine Handvoll Volt PE-Verschiebung braucht
> es schon einige hundert Meter.

Vielleicht....

2 Gebäude, nur wenige Meter auseinander, an verschiedenen 
Trafostationen, ist in der Industrie gar nicht mal selten.
Zudem muss man bei 2 Gebäuden mit Potentialdifferenzen durch Blitzschlag 
rechnen.

Aber auch das ist geheim.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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HF-Techniker schrieb:
> Wieso sollte man die dann weglassen???
Weil sie unnötig Bauteile und Strom braucht.

EAF schrieb:
> So einfach (4 Leitungen plus 2 Widerstände), wie auf dem Bildchen,
> ist es also in der Praxis eher nicht.
Nein, die Masse muss mitgeführt werden, damit der 
Gleichtakteingangsspannungsbereich 
(Bodenseedampfschifffahrtskapitänskajüte) des Empfängers nicht 
überfahren wird. Da hatten wir schon mal eine ganz, ganz ausgiebige 
Diskussion dazu im Beitrag "Re: Datenübertragung über >100m"

EAF schrieb:
> muss man bei 2 Gebäuden mit Potentialdifferenzen durch Blitzschlag rechnen
Wer da keinen Isolator zur galvanischen Trennung einsetzt, ist selber 
Schuld.

Falk B. schrieb:
> Für eine Handvoll Volt PE-Verschiebung
Vorausgesetzt, dass beide beteiligten Geräte einen definierten PE-Bezug 
haben... ;-)

: Bearbeitet durch Moderator
von Bauform B. (bauformb)


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EAF schrieb:
> HF-Techniker schrieb:
>> Ingo W. schrieb:
>>> Wenn der Sender ständig aktiv ist, wie hier, eigentlich nicht.
>> Wieso sollte man die dann weglassen???
>
> Weil der innenwiderstand des Treibers so klein ist, dass externe
> Widerstände nicht mehr ins Gewicht fallen.

Wenn es unbedingt sein soll: Serienterminierung.

von A. S. (Gast)


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HF-Techniker schrieb:
> Wieso sollte man die dann weglassen???

Ein "Abschluss"-Widerstand am Sender macht aus dem Treiber-Signal (z.B. 
4V/360R) ein Signal von ~ 1V@80R.

Das ist auf kurzen Strecken egal. Aber es verringert die Reichweite.

von Olaf (Gast)


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> 2 Gebäude, nur wenige Meter auseinander, an verschiedenen
> Trafostationen, ist in der Industrie gar nicht mal selten.

Yep, alles was ich an Industriezeugs mache ist IMMER potentialfrei.

Ob es fuer die Verdrahtung zur eigenen Garage unbedingt notwendig
ist sei mal dahingestellt, machen wuerde ich es aber trotzdem.
Ist dann vielleicht der Unterschied ob es 3Jahre oder 30 haelt.

Olaf

von A. S. (Gast)


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Olaf schrieb:
> Yep, alles was ich an Industriezeugs mache ist IMMER potentialfrei.

Das verlagert das Problem aber nur: Signalleitung mit Versorgung und am 
Ende Umsetzung auf Optokoppler? Oder Stromschnittstelle und am Ende 
direkt auf einen solchen? Oder gar Übertrager (+Optokoppler) für eine 
potentialfreie Versorgung des Empfängers?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Halt sowas in die Richtung:
https://www.wut.de/e-66201-ww-dade-000.php

Das Ding hat zwei galvanisch von der Versorgung und voneinander 
getrennte RS422 Schnittstellen.

von Roland F. (rhf)


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Hallo,
Lothar M. schrieb:
> Halt sowas in die Richtung:
> https://www.wut.de/e-66201-ww-dade-000.php
>
> Das Ding hat zwei galvanisch von der Versorgung und voneinander
> getrennte RS422 Schnittstellen.

Wäre es nicht besser in solchen Fällen eine optische Übertragung mit 
einem Lichtleiter zu verwenden?

rhf

von EAF (Gast)


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Roland F. schrieb:
> Wäre es nicht besser in solchen Fällen eine optische Übertragung mit
> einem Lichtleiter zu verwenden?

Natürlich.
Ein wirkungsvoller Schutz gegen Blitzschlag.
Denn 1kV reicht da nicht wirklich

von Carlson vom Dach (Gast)


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Sebastian R. schrieb:
> RS422 ist Duplex,

Du meintest sicher VOLL Duplex?

von Georg (Gast)


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Carlson vom Dach schrieb:
> Sebastian R. schrieb:
>> RS422 ist Duplex,
>
> Du meintest sicher VOLL Duplex?

Hardwaremässig ja, ob die Software duplex kann ist eine ganz andere 
Frage.

Zur Masseverbindung gibt es hier eine lautstarke Fraktion die sowas für 
unnötig hält und sich darauf beruft dass es meistens ohne 
funktioniert.Hier im Forum ist halt der Platz für E-Querdenker, siehe 
auch die Verfechter von LEDs ohne Vorwiderstand usw. usw.

Georg

von Olaf (Gast)


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> Wäre es nicht besser in solchen Fällen eine optische Übertragung mit
> einem Lichtleiter zu verwenden?

Sicher, aber die Frage ist immer was ist in der Praxis ausreichend. Da 
hat es sich in der Industrie halt bewaehrt Signal und Versorgung zu 
trennen. Ueblicherweise mit 2kV, wir testen sogar oft mit 4.

Ist halt alles eine Frage von Wahrscheinlichkeiten. Wenn du die 
Verbindung zu deiner Garage so verkabelst wird es eher selten passieren 
das genau da, oder auch nur in der Naehe der Blitz einschlaegt. Wenn du 
aber BASF heisst dann ist dein Grundstueck 100x groesser, es gibt 1000x 
mehr Geraete und bei jedem Ausfall kostet es Millionen. Also geht man da 
halt auf Nummer sicher.

Olaf

von Bernd G. (Gast)


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> Wäre es nicht besser in solchen Fällen eine optische Übertragung mit
> einem Lichtleiter zu verwenden?

Aber absolut!
Wenn es gewerblich ist, hätte ich da was passendes im Angebot:
http://gansert.eu/lwl-flex-biss.html
- drei völlig unabhängige bidirektionale Kanäle.

von Anselm 6. (anselm68)


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Update via RS485 (mit galv. getrennten Leitungen) geht problemlos.
Auch auf Distanz.

MfG
Anselm

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