¿Es el cable CAT5 lo suficientemente bueno para RS-485 frente al cable RS-485 "verdadero"?

Aunque a menudo está blindado, CAT5 puede ser del tipo UTP, lo que significa par trenzado sin blindaje. El cable RS-485 "verdadero" al que se conecta tiene dos pares trenzados y un blindaje. Si no recuerdo mal, CAT5e (y superior) tiene un blindaje, al menos la mayoría de los cables que he visto tienen; el estándar exacto puede variar. Supongo que esos harían el trabajo bien. Solo asegúrese de usar el par trenzado como en el cable RS-485 original (su hoja de datos parece que [1 raya blanca/naranja] y [2 raya naranja/blanca] son ​​un par trenzado, y [3 raya azul/blanca] es un tercer alambre sin torcer.)

Parece haber un pequeño desajuste de impedancia (100 ohmios para CAT5, 120 ohmios para RS-485). Esto provocará reflejos en el controlador y en el receptor, pero estoy bastante seguro de que su aplicación seguirá funcionando. Si bien puede leer que 120 ohmios es típico para RS-485, la red de terminación usa 120 ohmios entre el par diferencial y 2 * 680 ohmios para VCC y GND.

Fuente

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

Si tienes la oportunidad de probar, puedes hacerlo. Probablemente ni siquiera dudaría y usaría STP CAT5(e). Si su contrato dice que paga dinero por cada minuto que falla su instalación, probablemente quiera usar cables con las especificaciones adecuadas. (Esto último aún no se asegurará de que nada falle, pero probablemente esté en una mejor posición si puede culpar al cable "verdadero" en lugar de que alguien más culpe a su cable "incorrecto". Pero verá cómo esto último párrafo no tiene nada que ver con la física...)

En términos generales, CAT5 está bien para RS485. IME, el primer límite que alcanza es la resistencia en serie que conduce una terminación a través de un cable largo. He corrido 250 kbaudios en 100 m de manera confiable. Las cosas comenzaron a ponerse inestables alrededor de los 200-300 m.

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

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 hasta qué punto 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.
• Construcción del cable: el par trenzado Cat5 24AWG es un tipo de cable muy común que se utiliza 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 ralentizan los bordes, lo que reduce el margen de ruido y compromete el "patrón de ojo". La resistencia distribuida atenúa el nivel de la señal directamente.
• Impedancia de salida del controlador: si es demasiado alta, limita la capacidad del controlador. Impedancia de entrada del receptor: si es demasiado baja, limita la cantidad de receptores que el controlador puede manejar.
• Terminación: un cable largo puede actuar como una línea de transmisión. La terminación del cable con su impedancia característica reduce los reflejos y aumenta la tasa de datos alcanzable.
• Margen de ruido: cuanto más grande, mejor. Velocidad de giro del controlador: los bordes más lentos (velocidades de giro más bajas) permiten la transmisión a través de 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 qué tan rápido puede conducir una señal el controlador RS-485. Se presenta el desempeño 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 80 mV y -400 mV. (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 'juntarse', use patrones de ojo para determinar las contribuciones generales de distorsión, ruido, y atenuación al parámetro denominado interferencia entre símbolos (ISI).

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

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Dependiendo de los controladores, obtienes un resultado diferente

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 medio del ojo, una condición que indica posibles errores de bit. 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 una capacitancia de entrada más baja.

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

mario

Si está utilizando controladores de nivel de chip en placas de su propio diseño, adapte las redes de terminación para el cable CAT5; esencialmente hazlo de 100 ohmios en lugar de 120 ohmios. Solía ​​hacer eso todo el tiempo. Mi problema a menudo consistía en hacer que el esotérico cable 485 fuera lo suficientemente largo. Podría conseguir 500 pies o incluso 1000 pies de cable CAT, lo que sea. No estaba destinado a usarse en tiradas tan largas, pero funcionó y fue una fracción del costo.

El estándar exige un cable con una impedancia de 100 ohmios a frecuencias superiores a 100 kHz, DCR < 240 ohmios y capacidad de par mutuo < 20 pF, con un AWG de 24 o más. Eso es todo. La mayoría de los cables CAT5 tienen una impedancia de 100 ohmios (más o menos), definitivamente menos de 20pF, y no creo haber visto nunca un cable con un DCR de 240 ohmios. Entonces, en teoría, deberías estar bien. En la práctica, he usado CAT5/5e/6, tanto UTP como STP, sin problemas en varios dispositivos, desde series pequeñas hasta Prominas.

Traté de encontrar la especificación, pero encontré una hoja de datos de TI que repasa el procedimiento de prueba balanceado/no balanceado, etc. http://www.ti.com/lit/an/snla137a/snla137a.pdf

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 son 4 canales de rs485. Parece que si hay mucha RFI en la instalación, se puede justificar el cable trenzado blindado. Rs485 tiene una baja impedancia balanceada, por lo que torcer el par ayuda con la inmunidad al ruido y reduce el efecto de atenuación de las velocidades de transmisión más altas debido a la capacitancia paralela de los cables en la cubierta del cable en las longitudes largas. Estas distancias de las que hablo son mayores a 100 metros.

Ahora, hubo ciertos casos en los que usé el cable STP para rs485 porque tenía muchos dispositivos conectados en una cadena de larga duración (dispositivos de iluminación DMX512). Y los resultados anteriores fueron una señal degradada que los dispositivos cerca del final interpretarían la señal incorrectamente.

Cat 5 sin blindaje 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 indicó que va a instalar esto en un entorno comercial, por lo que siempre es mejor utilizar las situaciones ambientales más desfavorables y usar un cable blindado.

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

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