Validation Schéma RS485

[Janosch]

Bonjour à tous,

Je travaille sur un projet qui utilise une liaison RS-485 point-à-point entre deux microcontrôleurs sur 2 PCBs différents, avec un SP3485 (3V3) côté émetteur et un SP485 (5V) côté récepteur (Je n'ai pas besoin du Half-Duplex).
La liaison se fait via un câble ethernet S/UTP qui fait environ 4 m, avec GND commun (donc pas d’isolement), mais je cherche à rendre la liaison la plus robuste possible.

Je n'ai jamais travaillé avec du RS485, mais voilà ce que j'ai retenu des différents docs que j'ai trouvé, peut-être pourriez vous y jeter un coup d'oeil:


1): Résistance de 120 Ω entre A et B (terminaison) côté émetteur et récepteur

2): Pull-up 560 Ω sur A et pull-down 560 Ω sur B côté récepteur uniquement (fail-safe),

3): Résistance série de 10 Ω sur A et B, côté émetteur,

4): Diode TVS bidirectionnelle (PSM712) entre A-GND et B-GND, sur les deux cartes.
Le SP485 intègre déjà de la protection ESD, mais d'après ce que j'ai compris c'est une bonne pratique d'ajouter une TVS...

5): Il n'y a pas de précisions dans la datasheet de quoi faire de DI/RO lorsqu'ils sont inutilisés, j'ai mis à la masse via R 10k...


Je ne suis pas certain que tous ces éléments soient nécessaires, ni que les valeurs soient optimales.
Est-ce que cela vous semble cohérent ?
Merci beaucoup pour vos réponses!
-----

[Vincent PETIT]

2): Pull-up 560 Ω sur A et pull-down 560 Ω sur B côté récepteur uniquement (fail-safe),

C'est bon. Il faut des résistances de rappels supérieures à 375Ω.

1): Résistance de 120Ω entre A et B (terminaison) côté émetteur et récepteur

Il faut ajuster les résistances de terminaisons car les résistances équivalentes sont de 108Ω (donc 54Ω de charge totale puisque les résistances équivalentes se font faces, elles sont en parallèles) c'est trop peu. Il faut 120Ω équivalent pour respecter les 60Ω de charges sur le bus.

Met des résistances de terminaisons de 136Ω si tu mets des résistances FS de 560Ω (je peux te faire un dessin du schéma équivalent au besoin)

3): Résistance série de 10 Ω sur A et B, côté émetteur,

Je ne vois pas leurs utilité, je dirai même qu'elles sont nuisibles.

4): Diode TVS bidirectionnelle (PSM712) entre A-GND et B-GND, sur les deux cartes.
Le SP485 intègre déjà de la protection ESD, mais d'après ce que j'ai compris c'est une bonne pratique d'ajouter une TVS...

Bonne idée.

5): Il n'y a pas de précisions dans la datasheet de quoi faire de DI/RO lorsqu'ils sont inutilisés, j'ai mis à la masse via R 10k...

Si j'étais toi je me servirai de DI/RO car si tu fais un protocole perso tu pourrais faire du handshaking (acknowledge pour confirmer que la commande a été reçu par exemple)

Est-ce que cela vous semble cohérent ?

Les résistances FS polarisent le bus à VCC/2 mais les VCC sont différents, 5V d'un côté et 3.3V de l'autre. La polarisation s'équilibrera quelque part entre 2.5V et 1.65V mais ça ira car les seuils de déclenchement sont de +/-200mV.

https://www.ti.com/lit/wp/slla545/slla545.pdf

[Janosch]

Merci de ta réponse, ça m'aide beaucoup!

Il y'a encore des points que je ne comprends pas:

Il faut ajuster les résistances de terminaisons car les résistances équivalentes sont de 108Ω

1: J'avoue que je comprends pas comment calculer Req dans ce cas de figure ?!

2: Par rapport aux TVS, c'est overkill d'en mettre des 2 côtés?

3: Je n'avais pas compris que les signaux sont polarisés à Vcc/2, c'était un poil plus pratique d'avoir du 3.3V d'un côté,
mais j'ai l'impression que c'est plus propre si les 2 sont en 5V... D'après ce que j'ai compris, la logique elle, reste compatible avec du 3.3V

[Seb.26]

pour le câble Ethernet : bonne idée car tu peux utiliser une des paires torsadée ... les signaux étant différentiels, ce sera du costaud !

[A voir en vidéo sur Futura]

[antek]

La torsade est utile lorsque la paire est blindée ?

[Vincent PETIT]

1: J'avoue que je comprends pas comment calculer Req dans ce cas de figure ?!

Req de Thévenin,



- En 1 c'est là où tu regardes : l'impédance diff.
- En 2 tu éteints toutes les sources de tension, tu mets tout à zéro ce qui fait que les résistances de 1kΩ ont une de leurs extrémités qui se rejoignent et leurs autres extrémités restent connectés à la 120Ω.
- En 3 j'ai redessiné le schéma du 2 mais en un peu plus lisible. La 120Ω est en || des 2 1kΩ en séries.

Réq vu en mode diff = 120Ω || 2kΩ = (120*2000)/(120+2000) = 113Ω

Avec tes valeurs de 560Ω pour les résistances de FS et une 120Ω de terminaisons, ça te faisait une Réq de 108Ω

2: Par rapport aux TVS, c'est overkill d'en mettre des 2 côtés?

Les TVS c'est utile si on peut mettre son doigt au bout du connecteur (ESD) et en cas de surcharge électrique sur le câble. Dans les labo CEM le test SURGE EN61000-4-5 simule un choc de foudre, la TVS est plus qu'utile, idem pour EFT EN 61000-4-4 qui simule le démarrage d'un moteur ou un truc qui fait des étincelles à proximité, là aussi il faut des TVS. Mais si tu n'es dans rien de tout ça, des TVS de chaque côté c'est le luxe, toutefois tes cartes électronique n'auront pas de boitier métallique donc attention à l'accumulation des charges électrostatiques.

3: Je n'avais pas compris que les signaux sont polarisés à Vcc/2, c'était un poil plus pratique d'avoir du 3.3V d'un côté,
mais j'ai l'impression que c'est plus propre si les 2 sont en 5V... D'après ce que j'ai compris, la logique elle, reste compatible avec du 3.3V

Je ne trouve pas ça gênant mais il me semble que le standard historique c'est tout le monde en 5V sur le BUS.

[Antoane]

Bonjour,

La torsade est utile lorsque la paire est blindée ?

Le blindage ne bloque pas le champ magnétique, ou du moins pas en deca des fréquences inférieure à ~la profondeur de peau.
Il n'a donc a quasiment pas d'effet sur un possible couplage inductif à ses fréquences. Le torsadage a lui justement l'avantage de plus ou moins annuler le couplage inductif, en induisant des tensions opposés dans les mailes/torsades.
Le blindage bloque le couplage capacitif à toutes fréquences - du moins, à la louche, tant que la longeur d'onde n'est pas trop petite vs les imperfections du blindage.


C'est différent d'un coax car le blindage est alors utilisé pour le retour du courant.

[antek]

Ah zut, je suppose que cela est valable dans les deux sens pour le signal transporté par la paire (émission et réception de signal perturbateur).

Sur un câble usb de récup, les deux paires non torsadées sont blindées ensemble par un feuillard puis le tout entouré d'une tresse.

[Antoane]

> Ah zut, je suppose que cela est valable dans les deux sens pour le signal transporté par la paire (émission et réception de signal perturbateur).
oui

> Sur un câble usb de récup, les deux paires non torsadées sont blindées ensemble par un feuillard puis le tout entouré d'une tresse.
Si tu as la marque, je peux leur envoyer ma carte de visite

Plus sérieusement : je dirais que c'est parce que les fréquences utiles à l'USB sont dans la bande où le blindage a un effet suffisant sur le champ B, mais c'est sans certitude. Possible aussi que l'USB soit suffisament robuste en usage courant (ou du moins dans celui envisagé par le fabricant) pour que le cout de la torsade ne se justifie pas. Ou bien que je me plante.

[Seb.26]

En USB 3.0 il me semble qu'il y a des (2 ?) paires torsadées ...

[Forhorse]

Bizarre, parce que de base un câble c'est toujours plus ou moins torsadé pour des simple raison mécaniques.
Même un bête câble R2V 3G1.5 pour courant "fort" est torsadé (SZ) sans quoi l'enrouler serait compliqué.

[antek]

Quand je l'ai ouvert cela m'avait aussi étonné (c'est du usb2).

J'en ai sacrifié un morceau en le débitant en petits bouts, et erreur de ma part. Il s'est sans doute détorsadé en enlevant le feuillard.
La torsade fait un tour tous les 50 mm environ.

[Janosch]

Merci Vincent pour la clarification de Req! (#6)

Si j'utilise du câble ethernet pour le RS485, est-ce que j'adapte mes résistances de terminaisons pour correspondre à l'impédance du câble (100Ω dans le cas de l'ethernet)
ou mes drivers vont ils faire la tête et il vaut mieux que je garde les 120Ω "standards"?