Как стать автором
Обновить

RS485 — стандарт промышленных сетей. Какими особенностями обладает микросхема приемопередатчика?

Время на прочтение9 мин
Количество просмотров86K
Всего голосов 92: ↑91 и ↓1+119
Комментарии80

Комментарии 80

MAX13085 почти в два раза дешевле. Я не ошибся?
Планируемая цена К5559ИН86АSI в районе 100 рублей. Максимальная скорость К5559ИН86АSI — 30Мбит/c. А MAX13085 это 500 кбит/c.
А почему тогда в качестве ближайшего аналога указана именно MAХ13085, а не MAX14783 например?

P.S. Немного не разобрался, да указана именно MAX14783
В свое время RS-485 стал революционным шагом вперед, по сравнению с RS232 — хорошая помехоустойчивость, большая дальность связи, возможность широковещательной передачи, многоточечность соединения. ModBus и ProfiBus DP на нем построены, мы их широко использовали в своем оборудовании. Единственный минус был необходимость согласования терминаторами, что влекло за собой повышенное потребление тока от передатчика, т.к. в линию включалась низкоомная нагрузка. Правда, на небольших расстояниях и низкой скорости меньше 38400 бод можно было обойтись и без согласования — и так все стабильно работало.
Дурацкий вопрос, но зачем мешанина из русских и английских букв в названии? Почему не оставить что-то одно?

К5559ИН86SI — это название по отечественному ГОСТ.
MDRI14853 — название микросхемы в компании.

Не знал, что гост так требует, спасибо.
Порог переключения приёмника К5559ИН86АSI укладывается в диапазон -0,200..-0,030 В. Поправим спецификацию. Спасибо.
Вопрос — а расположение порога переключения приемника -0,210..-0,030 В это не нарушение стандарта? Разе при -,0200 В не должно уже гарантированно переключиться?

Порог переключения приёмника К5559ИН86АSI укладывается в диапазон -0,200..-0,030 В. Поправим спецификацию. Спасибо.

А есть ли (и если есть, то какой) гистерезис порога переключения для большей помехозащищенности?

Да, конечно, гистерезис в приёмнике есть. Его величина в районе 20 мВ.

а планируется ли гальванически развязанная микросхема аналог adm2587e с питанием 3.3В?
Сейчас делаем 2 микросхемы с изоляцией: аналог adum3190 и adum1201. Если все получится, то следующий шаг возможно будет RS с изоляцией.
Наконец-то!
ps приведённые аналоги на трансформаторах, а на ёмкостях — не проще ли технологически?
На емкостях будут, но функционально как те о которых писал выше. По идее трансформаторы тоже надо будет осваивать (например чтобы помимо развязки делать еще и блок с развязкой по питанию, на емкостях такого не сделать), идеи есть как это делать, но это уже в будущем
Спасибо, ждём!

А металлокерамику простому смертному (не юрлицу) получить возможно, в единичных экземплярах?

Данный продукт в металлокерамике не предусмотрен.

А в принципе? Хочу 8-битник 1886ВЕ61У для одиночной поделки.

Вы можете написать в отдел маркетинга, вам точнее ответят.

Двунаправленная версия будет?

«Чаще всего в такой ситуации исход один – тепловой пробой транзисторов или любимое всеми на хабре слово – “выгорание”.»
«Транзисторы горят молча». Люди — нет.

RS485 — отличный стандарт. Как-то пришлось монтировать линию протяжённостью порядка 500 м, объединяющую сеть датчиков температуры/влажности, в условиях высоких ЭМ помех — в кабельных лотки были заполнены нагруженными силовыми кабелями, а также сами датчики располагались в местах установки мощного электрооборудования. Линия была проложена экранированной витой парой. Разделывать кабель и подключать датчики пришлось в резиновых перчатках — наводка на неподключённую линию ощутимо щипалась. На удивление, датчики выжили, проблем с эксплуатацией системы телеметрии за несколько лет не возникало.

Спасибо за статью — приятно видеть, что отечественные предприятия занимаются развитием электроники, если желание и возможность, оборудование и специалисты.
Всяческих успехов Вам и Вашим коллегам на данном поприще.
«Транзисторы горят молча»

Отнюдь. И взрываются, и разлетаются, и в воздухе их остатки кружатся. И до красна корпуса разогреваются, и сами выпаиваются. Главное мощность чтоб побольше была)
Да, бывает. Но как-то наблюдал прогорание лампы выходного каскада строчной развёртки телевизора — нагрелся участок стекла сбоку лампы напротив отверстия в экране, потом расплавленное стекло втянулось воронкой внутрь лампы, сказав «пСсс». Транзисторы всё же обычно менее многословны. Был у соседей телевизор Daewoo, в котором при входе в дежурный режим тихо дох транзистор в блоке питания. Найти причину такого поведения не удалось, так и меняли раз в несколько месяцев.
наблюдал прогорание лампы выходного каскада строчной развёртки телевизора
штатная тема когда система с ламповым усилителем входит в возбуд и DJ оператор бежит убрать уровень пока какие нибудь Г-807, 6Р3С не втянуло...) Они ещё при этом так прикольно голубым начинают светиться, потом малиновым и всё…
Более того, подгорела плата в районе транзисторов 13007 в драйвере ультразвуковой ванны, транзисторы в конце концов тоже пробило, но только через неделю )))

Недавно менял, аналогично перегрев и пробой. Только у меня стоят 13009.

Что то я не понял, на осциллограмме выходные сигналы линии (AY и BY (BZ?)) имеют задержку относительно входа данных (DI), а выход данных (RO) имеет меньшую задержку и опережает линию?

Вопрос о развязку уже задали, тем более, что у Вас м/сх развязки уже есть, свой маломощный БП уже есть, осталось «начать да кончить».

А вот насчет автоматического включения/выключения передатчика, как у Тексаса, можно надеяться?

На осциллограмме не видно начало передачи пакета, но распространение сигнала идет последовательно: вначале задаётся DI (желтый), затем формируется AY-BZ (зеленый-сиреневый), затем формируется сигнал на выходе приемника RO (синий).

Почему максимальное количество устройство в линии может быть 256? Это ограничение все-таки интерфейса или протокола? Речь идет вроде бы об интерфейсе, а он к размеру байта не привязан.

Входной импеданс приемника RS-485 по стандарту не должен быть меньше 12 кОм (одна единица нагрузки, 1 U.L.), стандартный передатчик способен работать на 32 единицы нагрузки. Входной импеданс данного приемопередатчика составляет 1/8 единицы нагрузки (менее 96 кОм), что позволяет параллельно подключить к шине до 256 эквивалентных приемопередатчиков. Так же допустима комбинация на шине данных приемопередатчиков с приемопередатчиками, имеющими другой входной импеданс.

Почему вы не встроили RS485 в К1986ВК025, если она все равно для счетчиков с телеметрией?

Например, одна из причин: это совершенно две разных КМОП-технологии.
Ввиду того, что с линии может прийти -7 и 12 В в RS485 должен содержать высоковольтные транзисторы с пробивным напряжением минимум 18 В, чтобы запас был.
Для дешевизны RS485 выполнен на технологии с минимальной длиной канала 600 нм.
В К1986ВК025 напряжения питания: 1.8, 3.6. К1986ВК025 выполнен на технологии с минимальной длиной канала 90 нм. Это норма выбиралась исходя из площади цифровой части и стоимости технологии.

На техпроцессе 90 нм нельзя сделать транзистор с пробивным напряжением 18 вольт, я правильно понял?

Сделать можно. Только это дополнительный тех. модуль, который стоит денег и приводит к значительному удорожанию чипа 1986ВК025.

к значительному удорожанию чипа 1986ВК025.

Разница больше, чем стоимость К5559ИН86АSI?

Да.

А если делать под 3,3?
485 все равно изолированный на счетчике нужен, вот пусть внешняя будет только микросхема изоляции.

В любом случае, приемо-передатчик RS485 даже в счётчике должен быть подключен к линии, в которой может быть высокий потенциал, по причине того, что линия длинная. Питание микросхемы RS485 может быть 3,3 В, но выводы AY и BZ должны выдерживать -7 В и 12 В.

я вижу, как минимум, две причины.
1. Как делать гальваническую развязку, если всё в одном чипе?
2. Если встроить в чип счётчика, то и применять можно будет только со счётчиком. А не в любом изделии, где есть 485.
Образцы микросхемы можно получить бесплатно, оставив заявку на сайте. Да-да, только ленивый нас еще не пнул за то, как все туго с заказами для обычных пользователей.

А физлицам все еще не даете образцы?

На пятой картинке у микроконтроллера два RX. Так и должно быть, или нет?
О том и речь.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь

Нет тока нет тепла. Поэтому тепловой пробой происходит на открытом элементе. А пробой, потому что элемент перестает закрываться.

На закрытом. Иначе зачем в даташитах на полупроводники указывается максимально допустимое обратное напряжение? А после пробоя — действительно, да. Перестаёт закрываться.

Вы путаете тепловой пробой и пробой от превышения напряжения, обратного или прямого при запертом транзисторе. Тепловой пробой происходит при перегреве кристала, когда открытый или находящийся в линейном режиме кристал транзистора перегревается из за недостаточного отвода тепла.

А что за «SI» в конце обозначения? Намёк на surge & isolation? Которой нет
И ещё, «планируемая цена в районе 100 рублей» — это от 1000шт?

SI связано с тем, что в микросхеме использован корпус SOIC-8. Над микросхемой с изоляцией — работаем. 100 рублей за одну штуку. А цены на большие объемы надо согласовывать с маркетингом.

у физиков, как я понял, шансов купить нет? или будете барыжить через чип-дип втридорога?
Сейчас планируется переделка сайта для удобного заказа для физических лиц.
В К5559ИН86АSI порог срабатывания термодатчика расположен в районе температуры 165 ºС — при достижении этого значения произойдет выключение микросхемы… при такой температуре кристалл стопроцентно не получит повреждений и продолжит функционировать после остывания.

Микросхема сама включится, когда остынет? При какой температуре произойдёт включение? Насколько большой гистерезис ОТКЛ\ВКЛ по времени? Понятно, что это зависит от внешних условий, но хотя бы порядок оценить.

Да микросхема включится, когда остынет. Гистерезис по температуре в районе 10 градусов, то есть включится при температуре кристалла 155 ºС. Сложно сказать какой гистерезис по времени, так как это действительно зависит от внешних условий. Но если нагрели, а далее поместили в среду, где комнатная температура — 27 ºС, то время измеряется в нескольких минутах.

я может пропустил
а есть нарантированное смещение линии? и сколько оно мА? а то мы замучились с импортом в зависимости от серии к серии, уже приходится растягивать резисторами менее 1кОм (510 Ом) что бы гарантировать смещение во всем диапазоне температур…
извиняюсь, если вопрос уже озвучен...

В микросхеме заложено смещение в схему приёмника. Его порог переключения в типовом случае равен -125 мВ. Соответственно, с учетом технологического разброса и температур мы гарантируем расположение порога переключения приёмника в диапазоне от -30 мВ до — 200 мВ. Таким образом, по идеи при применении этой микросхемы растягивающие резисторы в линии — не нужны. Приёмник выдаёт единицу по умолчанию.

Не в обиду но:
Всё пытаются раскапывать и раскапывать. Может закопать пора? дома уже 600 мегабит за 600 рублей, 21 год на дворе люди там уже квантовые сети строят, а вы с 485 носитесь (((

Все зависит от многих факторов, в частности области применения, цены. Даже такие передовые мировые компании как Texas Instruments и Analog Devices постоянно выпускают новые микросхемы RS485 и там есть datasheet-ы от декабря 2020 года. Преимущество микросхемы RS485 — это дешевая цена. Также, отмечу, что мы планируем применить эту микросхему в достаточно современном умном электросчётчике. А как раз для электросчетчика очень важна цена — она должна быть как можно ниже. Каждый компонент счётчика должен быть недорогим.

Основное применение RS485 это промышленные сети. Там отказо- и помехоустойчивость имеют приоритет над скоростью. И в будущем мало что изменится
не совсем так. Пытаются не раскапывать, а закапывать, но не получается. 485 ещё нас с вами переживёт.
Расскажите, пожалуйста, поподробнее о защите.
В стандартном, первом варианте, добавление диодов не решило бы проблему обратного тока?
Во втором варианте, с токовым зеркалом, получается, что у вас источник тока настроен на максимальный выходной ток, то есть впустую потребляется лишний ток. Используется умножение тока источника?

Вы правы, добавление диодов после транзисторов передатчика решило бы проблему обратного тока и такие микросхемы вполне себе существуют. Однако, одно из требований к микросхеме приёмо-передатчика RS485 это то, что выходное дифференциальное напряжение должно быть не менее 1.5 В (это значение нормы, а делать надо с запасом). А так как именно эта микросхема работает при напряжениях питания от 3 В до 5.5 В, то микросхема должна сформировать выходное дифференциальное напряжение больше 1,5 Вольт в том числе и при 3-х вольтовом питании. Добавление двух диодов делает эту задачу недостижимой, так как на одном диоде уже упадет намного больше 0.7 В (примерно 1 Вольт), а на двух более 1,5 В, а еще упадёт напряжение на транзисторах, в итоге 3 В питание не даёт развернуться и диодам и транзисторам и требуемому выходному напряжению.
Да, конечно, используется умножение тока источника. В микросхеме ток впустую не потребляется. Потребление микросхемы в статичном состояние 1.4 мА — это маленький ток и его было сложно достичь. Тут опять же величины токов на которые настроены источники тока в схеме связаны с выходным напряжением, то есть при нагрузке выводов микросхемы в 54 Ома — нам необходимо обеспечить не менее 1,5 Вольта выходного напряжения.

dmitryphysics,
я извиняюсь, что не по теме статьи, но такой вопрос, что мешает сделать микросхемы RS-485 с напряжением 3.3В радстойкими? ту же ИН28?
как бы 5В… многовато-то и даже с вашими же процессорами у которых 3.3В порты не стыкуются…

Pyhesty, чисто технически в данный момент ничего не мешает.
3-Вольтовая ИН28 не супер рад. стойкая, так как сделана на топологической норме с минимальной длиной канала 600 нм, а в этой технологии толстый окисел под затвором у высоковольтных транзисторов. В данный момент у инженеров есть полное понимание как сделать 3-Вольтовый RS485 в рамках технологии с минимальной длиной канала 180 нм — и в ней уже намного тоньше подзатворный окисел по сравнению с технологией по которой изготовлена ИН28. Но мешает финансовая сторона вопроса, которая складывается из времени инженеров, стоимости запуска и немалой стоимости испытаний. Если бы нам потребители оплатили бы в счёт будущих образцов микросхем эту работу, то мы были бы только рады и сделали бы 3.3 В рад. стойкий RS485.

спасибо за подробный ответ!
надеемся, что финансирование найдётся, хотелось бы видеть
устойчивый к спецфакторам комплект:
ЦПУ+ОЗУ+ПЗУ+интерфейс+питание,
хотя может быть он у вас уже представлен, если да, то порекомендуйте
спасибо =)

Для микросхем, которые весьма устойчивые к спец. факторам на сайте компании есть отдельный раздел. Можете перейти по ссылке. Есть разные ОЗУ и ПЗУ. Примерно через один год мы надеемся серийно выпускать рад. стойкие микросхемы питания, я имею ввиду шим-контроллеры для понижающих модулей dc-dc преобразователей.

пока чуть-чуть пазл не складывается, но уже почти близко… =)
ПЗУ бы ещё перепрограммируемую, в любом случае уже ооооочень неплохо…
в 2000х мы (радиотехники) отечку уже хоронили, сейчас уже можно много чего решать на уровне контроллеров и интерфейсов, а может даже где-то в области обработки сигналов…
и да Миландру респект за нормальную более менее документацию…
Да, 485 — это убийственный интерфейс, очень терпкий к помехам и живучий, особенно если есть качественная опторазвязка. Не зря он, практически стандарт в пром. железе…

Интересена Ваша работа, но хотелось бы упомянуть MAX22502E100Mbps в режиме fullduplex и MAX22500E — те же 100Mbps, но только halfduplex.

Да, MAX22502E и MAX22500E — интересные микросхемы. Если у нас будет возможность, то мы попробуем разработать и их. Это будет для нас уже следующим эволюционном шагом в плане проектирования микросхем приемо-передатчиков RS485.

Готовые и протестированные решения (базовые) в даташитах в опторазвязках есть/планируете? Изоляция внутри микрухи — вышибает на раз, молнией. Производителю блока не докажешь — начальству — хрен спишешь…

Ваш вопрос больше завязан на применение микросхемы. Спецификация же отражает больше характеристики и параметры микросхемы. Если в процессе применения нашей микросхемы возникли бы какие-то вопросы, то можно обратиться в нашу техническую поддержку по следующей ссылке.

Спасибо за статью!
В итоге, нужна ли земля для rs485?
Есть рекомендации, что нужна, как тогда обстоят дела с гальванически развязанными?

Сейчас мы разрабатываем гальванически развязанный LVDS-интерфейс и I2C-интерфейс. Если все получится, то следующим нашим шагом будет RS485 с изоляцией и CAN FD c изоляцией. Отмечу, что наша компания уже имеет опыт разработки гальванически развязанного интерфейса RS485 и CAN-интерфейсов, но эти версии имеют достаточно большие массогабариты и сейчас у нас в планах разработка намного более компактных микросхем с изоляцией на емкостях.

В смысле "3-й провод помимо А и Б"? Нужна. Чтобы входы приёмника не выходили за допустимый диапазон синфазного сигнала.
А развязка и допустимое синфазное — несколько разные вещи.


Спасибо. Именно это и хотел услышать)

Стабилитроны по каждой линии позволят не прокладывать третий провод?

Интересная постановка вопроса, не обдумывал такой вариант.
Теоретически — можно. Практически — надо будет предусмотреть ограничение тока, что [наверняка] повлияет на остальные характеристики.

Понятно, что перед стабилитронами нужно будет резисторы установить. Может быть варисторы. Как ни будь поэкспериментирую

Нельзя сделать микросхему (изделие) съёмной в счетчиках энергоресурсов, а то после выгорания интерфейса счетчик нужно везти в ремонт, а перед этим решить вопросы с сбытовой компанией?

У Вас нет решения для защиты линий RS-485 в системе АСКУЭ?

Бывает разом выгорает 10 интерфейсов на счетчиках.

По поводу защиты линий RS-485 в системе АСКУЭ.
Есть интересная статья Александра Локоткова: https://www.cta.ru/cms/f/326702.pdf, где написано, что разработчик системы должен предусматривать возможность возникновения всплесков напряжения, амплитуда которых существенно превышает установленное стандартом значение. Указанные всплески могут быть вызваны кратковременными мощными помехами, возникающими при коммутации силового оборудования, а также атмосферными разрядам. В статье приведена схема подключения устройства подавления импульсных помех.
Также, в даташитах аналогов тоже можно найти схему Transient Protection Against Surge с использованием так называемых защитных TVS-диодов.

Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий