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RS-485のGNDについて
2012/03/07 08:53
- RS-485を使用した設計におけるGNDの扱いについて悩んでいます。
- 絶縁型LTM2881の使用を考えていますが、相手側と接続する必要があるのか疑問です。
- GND端子を出すかSGを出すか、どちらが安定した設計になるのか迷っています。
RS-485のGNDについて
現在RS-485を使用した設計を行うべく勉強中です。
こちららの「No.30625 RS485 3線接続の必要性の説明方法」を参照させていただき、リニアテクノロジー社の絶縁型LTM2881の使用を考えております。
LTM2881には絶縁されたGNDがありますが、これは相手側の機器と接続する必要はあるのでしょうか?相手側の485I/FにはGND端子が無い為、繋ぐとすればFGになるかとは思います。
No.30625の回答(2)の最後に、絶縁型でもSGの配線があればより安定します、
との記述もございました。設計中の装置では仕様としてGND端子も設けることになっており、絶縁GNDを端子に出すのか、SGを出しておいた方がよいのか悩んでおります。
回答 (2件中 1~2件目)
下記の所謂FA用フィールドバスは全てSGとFG(シールド付き)です
(念の為、ハードはRS-485です)
http://www.m-system.co.jp/ofnetwork/profibus/index.html
http://www.fieldbus.org/index.php?option=com_content&task=view&id=172&Itemid=351
http://www.profibus.jp/what_is/fieldbus2.htm
http://www.echelon.co.jp/products/lonworks/
http://www.fa.omron.co.jp/product/category/111.html
http://www.cc-link.org/jp/cclink/cclink/index.html
RS-485ではSGやFGは必ずしも必須とは限らない
「付けたほうがよろしい」と言う認識で間違いは無い
「付けてはいけない」もしくは「付けると害がある」と言う事は無い
後はご予算とボーレートで概ね決まる
38.4kbpsを超えとSG無しでは通信の誤動作確率が高くなります
19.2kbps以下では必ずしも必須ではない
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毎度JOです。
No.30625の回答(2)の回答者です
LTM2881 データーシート
http://cds.linear.com/docs/Japanese%20Datasheet/j2881f.pdf
デバイスの(GND2)の処理に付いて
>>絶縁サイドの回路のグランド。パッドは絶縁グランドおよび/またはケーブル・シールドに接続してください
となっています、データーシートによるとGND2は絶縁通信回路のGNDとなっています
これは1次側のマイコン等と接続できません(絶縁でなくなる)
先の投稿でも説明した通り、2次側(実際のRS485回線)のコモンと考えて良いと思われます
接続しなくても良いですが、2次側をペア シールドケーブル等で接続する場合、シールドに接続します
シールドですから必然的にFGへ接続され、最終的には(接地)されます
但し条件が有ります、1対複数のマルチドロップ場合では全てのRS485回線が絶縁されている事が前提です
1対複数のマルチドロップで一箇所でも絶縁で無ければ、その回路のGNDが基準と成るからです
そもそもRS485は(差動)で動作しており、これをドライブする出力段が3V~5Vで動作しています
この範囲内で出力され、受信する側も3V~5Vの電源の範囲内でコンパレートしています
絶縁型の場合も、この差動信号が3V~5Vの電源の範囲内で動作する事が前提となります
毎度JOです。
LTM2881のデーターシートによると
各差動電圧は、インターフェースの制御電圧(GND2~Vcc2)の内で動作する必要が有ります
インターフェースの制御電圧は、1次側のマイコン回路とは絶縁されているので、
接地に対して電位はフローティングで有り「不定」です
これを確定させる為に、インターフェースに入出力回路にはクリップダイオード等が構成されています
データーシートでは、クリップダイオードの他に抵抗も構成されている数値になっています
従ってインターフェースの送受信各回路は、差動信号がクリップダイオードで制限されて、
制御電圧(3V~5V)±ダイオードのクリップ電圧内での動作となり、通信可能の状態になります
ここで実際の回路で問題と成るのは、2線式で全ての送信回路がHizと成った時です
差動電圧は殆ど0Vなので、スレーブ側では検出出来ずノイズと成りスタートビットが検出出来ません
マイコンでのエラー処理が煩雑となり面倒な事になります
そこでマスターのみか、或いはマスター+スレーブに於いてHiz対策の為、
高抵抗でプルアップ及びプルダウンを施す必要が有ります、1対1の2線式なら10kΩ程度で宜しいでいしょうか
LTM2881でこの抵抗接続の為、Vcc2とGND2が出力されています
データーシートに有る、絶対最大定格の「GND2基準のインタフェース電圧」の項目に表示された電圧は
暗にこの抵抗が内蔵されて居る事を示しているのかも知れませんが、データーシートには記載されていません
お礼
2012/03/07 11:14
JO_O様、早速のご回答ありがとうございます。
GND2は機器間で接続する必要は無いとの事ですが、その場合それぞれの差動電圧(3V~5V)の基準電位が合わなくて通信できないことにはなりませんでしょうか?各装置内部でFGに接続する必要があるということでしょうか。
今回の装置はACアダプタで給電する予定で、SGは金属筐体に接続しますがFG端子が無いものになります。
お礼
2012/03/08 08:41
lumiheart様、ご回答ありがとうございます。
> 後はご予算とボーレートで概ね決まる
> 38.4kbpsを超えとSG無しでは通信の誤動作確率が高くなります
> 19.2kbps以下では必ずしも必須ではない
参考にさせていただき、構成を再度検討したいと思います。
ありがとうございました。