实现dmx512_DMX512系统网络布线规范

为提高 DMX512 系统通讯稳定性,减少布线因素所造成的系统不稳定或设备 损坏,安装布线必须有所依据,请务必按此规范操作.

DMX512系统物理层采用EIA-485-A又称RS-485标准作为通讯标准.具体要 求如下: 一&＃xff0e; RS-485 通讯线要求及网络布线: 1,必须采用国际上通行的屏蔽双绞线或超五类网线&＃xff0c;具体联接方法如下: A, 屏蔽双绞线 两芯分别接 A(DMX&＃43;),B(DMX-)屏蔽线接到信号地,最好是在信号线缆 中增加一芯用于连接收发端的信号地&＃xff0c;屏蔽层经电容与大地连接起来&＃xff0c;接地 电容多为高频电容&＃xff0c;它提供对“系统地”至“大地”高频干扰分量的通路&＃xff0c;相当 于一个高通滤波器&＃xff0c;从而抑制了由对地分布电容所造成的影响。这种接地方 式只适合于低频系统&＃xff0c;所用电容应具有良好的高频特性和足够的耐压值&＃xff0c;电 容量一般 2μF&＃xff5e;10μF。 B, 超五双绞线 蓝色接 A(DMX&＃43;),蓝白接 B(DMX-),DMX512 A&＃xff0c;B 信号线必须在同一 对双绞线上&＃xff1b;棕色和棕白并线接一个到信号地,这样可以减少共模电压差。 信号地经电容与大地连接起来&＃xff0c;接地电容多为高频电容&＃xff0c;它提供对“系统地” 至“大地”高频干扰分量的通路&＃xff0c;相当于一个高通滤波器&＃xff0c;从而抑制了由对地 分布电容所造成的影响。这种接地方式只适合于低频系统&＃xff0c;所用电容应具有 良好的高频特性和足够的耐压值&＃xff0c;电容量一般 2μF&＃xff5e;10μF。 .(如附图) C,灯具部分 采用普通防水 4 芯信号线&＃xff0c;生产参照各产品的生产 BOM 进行生产.总线 连接采用手拉手结构&＃xff0c;而不能采用星形结构,总线到支线的距离要尽量短&＃xff0c; 一般不超过 100mm.分支如果没有灯具就要将其去掉&＃xff0c;否则会产较强的信号 干扰.线的连接方法如图示:

(灯具内部)正确 (灯具内部)错误

二, RS-485(MAX3085)最多可支持 110 个 DMX512 灯具&＃xff0c;因此多个 DMX512 灯具构 成网络。网络拓扑一般采用终端匹配的总线链形结构&＃xff0c;不能采用树形或星形网 络。在构建网络时&＃xff0c;应注意如下几点&＃xff1a;

1&＃xff0e; 采用一条双绞线电缆作总线&＃xff0c;将各 DMX512 灯具串接起来&＃xff0c;从总线到每 个节点的引出线长度应尽量短&＃xff0c;以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最 低。图 8 所示为实际 应用中常见的一些错误连接方式(a&＃xff0c;b&＃xff0c;c)和正确的连接 方式(d&＃xff0c;e&＃xff0c;f)。a&＃xff0c;b&＃xff0c;c 这三种网络连接尽管不正确&＃xff0c;在短距离、低速率仍 可能正常工作&＃xff0c;但 随着通信距离的延长或通信速率的提高&＃xff0c;其不良影响会越来 越严重&＃xff0c;主要原因是信号在各支路末端反射后与原信号叠加&＃xff0c;会造成信号质量下 降。

2&＃xff0e;应注意总线特性阻抗的连续性&＃xff0c;在阻抗不连续点就会发生信号的反射。 下列几种情况易产生这种不连续性&＃xff1a;总线的不同区段采用了不同电缆&＃xff0c;或某一段 总线上有过多收发器紧靠在一起安装&＃xff0c;再者是过长的分支线引出到总线。

总之&＃xff0c;应该提供一条单一、连续的信号通道作为总线。

3.如果在布线网络中必须分支&＃xff0c;或超过传输距离超过 1000 米时必须考虑用 DMX512 HUB 来实现. DMX512 HUB 输入输出完全隔离并且具有信号放大作用.通过 DMX512 HUB 级联后可以使传输距达 100000 米.

三、RS-485 传输线上匹配

对 RS-485 总线网络一般要使用终接电阻进行匹配。一般 100 米以内的短 距离下可以不用考虑终端匹配。

一般终端匹配采用终接电阻方法&＃xff0c;前文已有提及&＃xff0c; RS-485 则应在总线电缆 的开始和末端都需并接终接电阻。因 DMX512 为单向通讯&＃xff0c;所以仅需在网络的最

远端并联终端匹配电阻. 匹配电阻在 RS-485 网络中取 120Ω。相当于电缆特性 阻抗的电阻&＃xff0c;因为大多数双绞线电缆特性阻抗大约在 100&＃xff5e;120Ω。

四、RS-485 的接地问题

DMX512 系统接地是很重要的&＃xff0c;但常常被忽视。接地处理不当往往会导致电 子系统不能稳定工作甚至危及系统安全。RS-485 传输网络的接地同样也 是很重 要的&＃xff0c;因为接地系统不合理会影响整个网络的稳定性&＃xff0c;尤其是在工作环境比较恶 劣和传输距离较远的情况下&＃xff0c;对于接地的要求更为严格。否则接口损坏率较 高。 很多情况下, RS-485 通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、 “B”端连接起来。而忽略了信号地的连接&＃xff0c;这种连 接方法在许多场合是能正常 工作的&＃xff0c;但却埋下了很大的隐患&＃xff0c;这有下面二个原因&＃xff1a;

1&＃xff0e; 共模干扰问题&＃xff1a; RS-485 接口均采用差分方式传输信号方式&＃xff0c;并不需要 相对于某个参照点来检测信号&＃xff0c;系统只需检测两线之间的 电位差就可以了。但 人们往往忽视了收发器有一定的共模电压范围, RS-485 收发器共模电压范围为 -7&＃xff5e;&＃43; 12V&＃xff0c;只有满足上述条件&＃xff0c;整个网络才能正常工作。当网络线路中共模电 压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠&＃xff0c;甚至损坏接口。以图 11 为例&＃xff0c;当发 送驱动器 A 向接收器 B 发送数据时&＃xff0c;发送驱动器 A 的输出共模电压为 VOS&＃xff0c;由于 两个系统具有各自独立的接地系统&＃xff0c;存在着地电位差 VGPD。那么&＃xff0c;接收器输入 端的共模 电压VCM就会达到VCM&＃61;VOS&＃43;VGPD。RS-485标准均规定VOS≤3V&＃xff0c;但VGPD 可能会有很大幅度(十几伏甚至数十伏)&＃xff0c;并 可能伴有强干扰信号&＃xff0c;致使接收 器共模输入 VCM 超出正常范围&＃xff0c;并在传输线路上产生干扰电流&＃xff0c;轻则影响正常通 信&＃xff0c;重则损坏通信接口电路。

2&＃xff0e;(EMI)问题&＃xff1a;发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路&＃xff0c; 如没有一个低阻的返回通道(信号地)&＃xff0c;就会以辐射的形式返回源端&＃xff0c;整个总线 就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。

3&＃xff0c;消除干扰的方法:

1,采用屏蔽双绞线并有效接地,屏蔽层接机壳&＃xff0c;机壳接大地&＃xff0c;收发端信号地有 直连线.

2,强电声的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽。

3,布线时远离高压线&＃xff0c;更不能将高压线和信号线捆在一起走线

4,不要和电控锁,电梯,空调等共用一个电源(推荐采用独立供电系统)。

5,采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于 50mV).

五、RS-485 的网络失效保护

Maxim 公司的 MAX3085 系列 RS-485 接口&＃xff0c;不仅省去了外部偏置电阻&＃xff0c;而且 解决了总线短路情况下的失效保护问题。

六、RS-485 的瞬态保护

信号接地措施&＃xff0c;只对低频率的共模干扰有保护作用&＃xff0c;对于频率很高的瞬态 干扰就无能为力了。由于传输线对高频信号而言就是相当于电感&＃xff0c;因此对于高频 瞬态干扰&＃xff0c;接地线实际等同于开路。这样的瞬态干扰虽然持续时间短暂&＃xff0c;但可能 会有成百上千伏的电压。

实际应用环境下还是存在高频瞬态干扰的可能。一般在切换大功率感性负 载如电机、变压器、继电器等或闪电过程中都会产生幅度很高的瞬态干扰&＃xff0c;如果 不加以适当防护就会损坏 RS-485 通信接口。对于这种瞬态干扰可以采用隔离或 旁路的方法加以防护。