Питание+RS485, Можно ли сделать? Опции

[Petrovich]

Куча датчиков посаженна на RS485. Все бы ничего, но надо по этим же проводам ( двум ) и питать датчики. Потребляемы ток не большой, около 10ма, напряжение 3В. Встречал ли кто решение подобных задач?

[Andy Great]

Сие невозможно. Во-первых, Вы не учитываете потребление драйвера. Во-вторых, мало информации - кабель в экране или нет, есть ли контакт датчиков с землей, длина кабеля и т.д.: это надо знать для организации паразитного питания. Из двухпроводных интерфейсов только LIN (DC-LIN) и HART припоминаю.

[Petrovich]

Речь идет о дополнительных 10-ти ма для питания собственно датчика. С землей естественно ни чего не соединенно ( иначе и проблемы не было бы ), Длинна до 1км. А насчет других интерфейсов ... нужен именно RS485. Датчики такие.

[Andy Great]

Ну так на кучу датчиков помножьте 10мА, потом на длину кабеля... Кабель в экране? Используйте его как питающую жилу, но готовьтесь к тому, что на такой линии драйвер будет кушать немало (он работает на емкость линии) - по стандарту до 200мА, особенно, если установлены терминаторы...

[Petrovich]

Я же говорю, всего есть только два провода. Ни экрана, ни земель, нет. Единственное что хорошо это то что скорость передачи очень низнакая ( около 10 бит/c )

[oran-be]

Что то не совсем понятно. Сам драйвер 485, стоящий на приемном конце от чего питается? Низкопотребляющие в режиме приема все равно ма 20 будут кушать, а в режиме передачи, как и было сказано - 200 ма. Мы обычно вешаем 4-8 проводный кабель, поскольку сдвоенная витая пара стоит дороже, и достать ее труднее, чем 4-х или 8 проводную, а по свободным жилам и пускаем питание.
10 бит/ сек!!!!!!!! Это кто ж так поизмывался над 485-м?

[Petrovich]

Как делается "обычно" я знаю. Задача сделать как раз то необычно. Датчики изначально работают по RS485. Переделывать их нельзя. Можно только что то несложное добавить к ним, чтобы они думали, что работают по RS485. На все эти датчики выделяется только два провода. Больше просто нет , физически нет и проложить очень дорого. Вот и думаем, как и питать их и передавать данные.

[oran-be]

Как делается "обычно" я знаю. Задача сделать как раз то необычно. Датчики изначально работают по RS485. Переделывать их нельзя. Можно только что то несложное добавить к ним, чтобы они думали, что работают по RS485. На все эти датчики выделяется только два провода. Больше просто нет , физически нет и проложить очень дорого. Вот и думаем, как и питать их и передавать данные.

Тогда вам надо использовать переходник интерфейсов. По двухпроводке передавать питание и сигнал, на приемном конце развязывать их дросселем и потом преобразовывать их в 485. Без МК не обойтись, поскольку необходимо кодирование. Мог бы ЛИН подойти, но на 1 км он навряд ли пробьет. Также можно переменный сигнал использовать на двухпроводной линии, а на приемниках поставить выпрямители. По скорости ограничения будут - если датчик поддерживает низкие скорости - то преобразователь будет простым, если нет - то опять МК надо ставить.

[rezident]

А сами датчики где находятся? Над поверхностью земли или где-то под ней? Запитать на месте датчики нельзя?

[Petrovich]

Нельзя конечно же. Зачем бы тогда мучались...
А находятся они глубоко под землей.

[rezident]

А находятся они глубоко под землей.

В скважине что ли? Тогда они либо от аккумулятора должны питаться, либо от турбогенератора. Турбогенератор при этом крутится от потока жидкости, которую закачивают в скважину.

[Andy Great]

Придумал. Если обмен периодический (с небольшой скважностью), на основное время подавать в линию питание, а на датчике поставить ионистор или аккумулятор. Правда, про возможность модификации (инкапсулирования) датчиков в исходном посте ни слова.

[Petrovich]

Придумал. Если обмен периодический (с небольшой скважностью), на основное время подавать в линию питание, а на датчике поставить ионистор

Интересная мысль... спасибо, буду думать

[alexkok]

Нельзя конечно же. Зачем бы тогда мучались...
А находятся они глубоко под землей.

Я когда-то что-то похожее проектировал, смотри аттачмент

Эскизы прикрепленных изображений

 

[rezident]

Я когда-то что-то похожее проектировал, смотри аттачмент

Не могли бы вы прокомментировать, что это? Только питание или питание+интерфейс передачи данных? Какой именно интерфейс?

[Qwertty]

А 1-Wire от Dallas не подойдет? При 10 байтах в секунду 1 км вполне может получиться.

[alexkok]

Не могли бы вы прокомментировать, что это? Только питание или питание+интерфейс передачи данных? Какой именно интерфейс?

Это совмещенное с интерфейсом питание.
Интерфейс - полудуплекс, но при большом желании можно и до дуплекса доработать.
Протокол - какой придумаете, к интерфейсу прямого отношения не имеет. Что-то типа - запрос хоста - таймаут - ответ.
Если генератор тока на хосте заменить на стабилизатор плюс резистор, схема станет более чувствительной к сопротивлению линии, но появится возможность подключения нескольких абонентов.
Информационный сигнал в линию - токовый.
Схема до практической реализации не была доведена, так что кое-какая доработка может потребоваться.
Для перехода к RS485 естественно нужен транслятор уровней.
Совместить RS485 и питание (даже на короткой линии) по-моему невозможно.

[rezident]

Схема до практической реализации не была доведена, так что кое-какая доработка может потребоваться.
Для перехода к RS485 естественно нужен транслятор уровней.

Ага, теперь понятно. Данная схема может и работает, но только в настольном варианте. Никаких 1км и даже сотни метров.

[alexkok]

Совместить RS485 и питание (даже на короткой линии) по-моему невозможно.

Поправочка.
Если использовать как третий провод землю, то вполне возможно.
В этом случае синфазным напряжением можно питать DC-DC преобразователь.

[rezident]

Если использовать как третий провод землю, то вполне возможно.
В этом случае синфазным напряжением можно питать DC-DC преобразователь.

Может и не получится. Запаса по помехоустойчивости практически не будет. У приемника RS485 по стандарту EIA/TIA-485-A диапазон допустимых входных синфазных напряжений -7В...+12В. Для выходного драйвера RS485 требуется обеспечить уровни на нагрузке не менее |1,5В|, а на ненагруженном выходе не более |6В|.

[alexkok]

Может и не получится. Запаса по помехоустойчивости практически не будет. У приемника RS485 по стандарту EIA/TIA-485-A диапазон допустимых входных синфазных напряжений -7В...+12В. Для выходного драйвера RS485 требуется обеспечить уровни на нагрузке не менее |1,5В|, а на ненагруженном выходе не более |6В|.

Я имел в виду что RS485 датчиков будет "заземлена" не к реальной земле, а к более высокому потенциалу. То же самое для хоста. Высокое синфазное напряжение только для питания.
А с помехоустойчивостью надо отдельно разбираться, автор топика о помехах не упоминал.

[rezident]

А с помехоустойчивостью надо отдельно разбираться, автор топика о помехах не упоминал.

А чего тут упоминать, если

Длинна до 1км.

? Как вы думаете, на 1 км совсем без помех хоть когда-то бывает?

[alexkok]

А чего тут упоминать, если
? Как вы думаете, на 1 км совсем без помех хоть когда-то бывает?

Вопрос не в том, бывает ли без помех, а в том превышает ли помеха допустимую для RS485.
То есть можно ли использовать землю как третий провод.

[rezident]

Вопрос не в том, бывает ли без помех, а в том превышает ли помеха допустимую для RS485.
То есть можно ли использовать землю как третий провод.

Нельзя. Напряжение, падающее при протекании тока питания на этом проводе, будет тем самым синфазным напряжением, которое будет суммироваться с синфазным напряжением помехи. Третий провод обычно используют как раз для того, чтобы выровнять потенциалы драйверов RS485/RS422 на обеих сторонах линии связи в целях снижения синфазной составляющей сигнала.

[alexkok]

Нельзя. Напряжение, падающее при протекании тока питания на этом проводе, будет тем самым синфазным напряжением, которое будет суммироваться с синфазным напряжением помехи. Третий провод обычно используют как раз для того, чтобы выровнять потенциалы драйверов RS485/RS422 на обеих сторонах линии связи в целях снижения синфазной составляющей сигнала.

Повторяю, точка "заземления" RS485 трансивера должна быть соответствующей.
Можете мне объяснить почему нижеприведенная схема не будет работать?
При правильной реализации генератора тока эта схема должна давить синфазную помеху в десятки вольт.

[rezident]

Повторяю, точка "заземления" RS485 трансивера должна быть соответствующей.

А почему заземление в кавычках? По условию задачи только два провода имеется. Так что заземление может быть без каких-либо кавычек. Заземление - соединение с землей, почвой.

Можете мне объяснить почему нижеприведенная схема не будет работать?

Потому что, во-первых, разделив терминальные резисторы, вы нарушили согласование с линией связи. Во-вторых, приемник будет запитан только в том случае, если в линии нет сигнала. Как только любой из трансиверов начнет передачу входное напряжение на DC/DC пропадет. В-третьих, поскольку (опять же по условию задачи) мы имеем только два провода, то заземление в произвольных и особенно далеко отстоящих друг от друга точках даст ХЗ какие потенциалы с обеих сторон линии. Поэтому вести речь о какой-либо количественной величине синфазной составляющей в этом случае вообще не имеет смысла.

[alexkok]

А почему заземление в кавычках? По условию задачи только два провода имеется. Так что заземление может быть без каких-либо кавычек. Заземление - соединение с землей, почвой.

В кавычках потому что это всего лишь GND пин RS485 трансивера который соединен не с реальной землей.

Потому что, во-первых, разделив терминальные резисторы, вы нарушили согласование с линией связи.

Согласование я не нарушил, 62 * 2 = 124 Ома. Выход трансивера дифференциальный, так что это допускается.

Во-вторых, приемник будет запитан только в том случае, если в линии нет сигнала. Как только любой из трансиверов начнет передачу входное напряжение на DC/DC пропадет.

У меня нет слов.
Выходной каскад трансивера всего-навсего либо коротит одну из линий к своему входу питания а другую к СВОЕМУ GND пину (а не к реальной земле, как Вы почему-то решили), либо находится в третьем состоянии.
Так что входное напряжение на DC/DC никуда не пропадет.

В-третьих, поскольку (опять же по условию задачи) мы имеем только два провода, то заземление в произвольных и особенно далеко отстоящих друг от друга точках даст ХЗ какие потенциалы с обеих сторон линии. Поэтому вести речь о какой-либо количественной величине синфазной составляющей в этом случае вообще не имеет смысла.

А находятся они глубоко под землей.

Земля присутствует, но можно ли ее использовать - не понятно.
Если отсутствуют мощные источники токов на землю в месте расположения хоста и датчиков, потенциалы будут равны.

[Petrovich]

Землю ( грунт ) использовать можно но не желательно. Решил остановиться на варианте с ионисторами. Опрос датчиков происходит раз в несколько минут и весь сеанс длиться около минуты. Так что ионистора реальной емкости должно хватить. Тем более что заряд расходуется только в момент передачи датчиком. Спасибо всем за множество полезных идей!

[призрак]

А если изменится частота опроса? Есть извращенный способ - поставить разделительный конденсатор и мостик на Шотках - получим перевод цифпы в переменку ;-))) - только надо обеспечить в паузах наличие сигнала в линии))

[lekon]

Куча датчиков посаженна на RS485. Все бы ничего, но надо по этим же проводам ( двум ) и питать датчики. Потребляемы ток не большой, около 10ма, напряжение 3В. Встречал ли кто решение подобных задач?

Жаль, не успел вовремя к диалогу. Решение вашей проблемы существует, посмотрите материал в приложении.
Удачи!

[OLEG_BOS]

... Решение вашей проблемы существует, посмотрите материал в приложении.
...

А где же само приложение ?

[lekon]

PS

Прикрепленные файлы

 conv_RS485.zip ( 52.43 килобайт ) Кол-во скачиваний: 263

 

[lekon]

Исправил ляп в схеме на 5 стр.
Извините за небрежность.

Прикрепленные файлы

 conv_RS485.zip ( 52.67 килобайт ) Кол-во скачиваний: 1939

 

[Petrovich]

Интересная идея... спасибо. Попробую и такой вариант

[krokodil111]

а профибас PA не вариант? Он как раз и разработан для подобных дел. RS485, питание, все дела.