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Calculadora de Terminación RS-485

Calcula las resistencias de terminación, polarización y longitud máxima de bus RS-485/RS-422.

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Fórmula

Rterm=120Ω;RbiasVccRload/VdiffRload2R_term = 120\,\Omega;\quad R_{bias} \leq \frac{V_{cc} \cdot R_{load} / V_{diff} - R_{load}}{2}
R_termResistencia de terminación (coincide con Z) (Ω)
R_biasResistencia a prueba de sesgos/fallos (Ω)
BR_maxVelocidad máxima en baudios ≈ 10/L kbps (kbps)
t_pdRetraso de propagación del cable (ns)

Cómo Funciona

Esta calculadora determina los valores de la resistencia de terminación RS-485 para una señalización diferencial confiable a largas distancias. Los ingenieros de automatización industrial y los diseñadores de sistemas de administración de edificios la utilizan para eliminar los reflejos de la señal que corrompen los datos. Según el TIA/EIA-485-A, el RS-485 utiliza señalización diferencial con una impedancia característica de 100 a 120 ohmios (cable de par trenzado). Las resistencias de terminación en ambos extremos de la red absorben la energía transmitida, lo que evita las reflexiones que, de otro modo, regresarían con un retardo de propagación del doble. Sin terminación, un cable de 100 metros a 1 Mbps presenta reflexiones que llegan 1 microsegundo después de la transmisión, lo que provoca errores de bits cuando la amplitud de reflexión supera los 200 mV (el margen de ruido del RS-485). La especificación exige la terminación cuando la longitud del cable supera una décima parte de la longitud de onda de la señal: a 1 Mbps (tiempo de 1 bit estadounidense, longitud de onda de unos 200 m), los cables de más de 20 metros requieren terminación. Una resistencia de terminación de 120 ohmios reduce el coeficiente de reflexión de 1,0 (abierto) a menos de 0,1, lo que elimina el 90% de la energía reflejada.

Ejemplo Resuelto

Un sistema SCADA de fábrica conecta 8 dispositivos RS-485 a más de 300 metros de cable Belden 9841 (impedancia característica de 120 ohmios) a 115200 baudios. Según la sección 7 del TIA-485-A: longitud eléctrica del cable = 300 m/(0,66 x 3e8 m/s) = 1,52 microsegundos de ida y vuelta. Período de bits = 1/115200 = 8,68 microsegundos. Dado que el retardo de ida y vuelta (1,52 s) es inferior al período de bits (8,68 s), las reflexiones se estabilizan en un bit, pero aun así es necesario terminarlas para que sean inmunes al ruido. Instale resistencias de 120 ohmios y 0,25 W en ambos extremos físicos (el PLC maestro y el esclavo más alejado). Disipación de potencia por terminador = V^2/R = (5 V) ^2/120 = 208 mW como máximo (con un controlador activo). Carga total de corriente continua de la red = 2 x 120 ohmios en paralelo = 60 ohmios, lo que requiere una capacidad de controlador de 83 mA, dentro del límite de 250 mA establecido en el TIA-485-A.

Consejos Prácticos

  • Según TIA-485-A, utilice resistencias de terminación solo en los dos extremos físicos del bus, nunca en los nodos intermedios, ya que la terminación en el medio del bus crea discontinuidades de impedancia
  • Para redes con períodos de inactividad frecuentes, utilice la terminación de corriente alterna (120 ohmios en serie con un condensador de 10 nF) para reducir el consumo de energía de corriente continua de 42 mW a menos de 1 mW
  • Mida la impedancia del cable con TDR si no lo sabe; el CAT5/6 es de 100 ohmios, mientras que el cable RS-485 dedicado (Belden 9841, Alpha 6453) es de 120 ohmios

Errores Comunes

  • El uso de una terminación de 100 ohmios en un cable de 120 ohmios provoca un coeficiente de reflexión del 9% frente al 0% con una terminación coincidente, lo que es suficiente para provocar una tasa de error del 1 al 5% a 1 Mbps
  • Terminar solo un extremo, lo que reduce la amplitud de reflexión solo en un 50% y desplaza el punto de reflexión al extremo inacabado
  • Uso de resistencias de 1/8 W que se sobrecalientan cuando funcionan de forma continua: especifique un mínimo de 1/4 W para un funcionamiento confiable con un suministro de 5 V

Preguntas Frecuentes

120 ohmios para cable RS-485 de par trenzado estándar según TIA-485-A. El cable Ethernet Cat5/5e/6 tiene una impedancia de 100 ohmios y requiere una terminación de 100 ohmios. Haga coincidir siempre la terminación con la impedancia característica del cable con un margen de +/ -10% para un coeficiente de reflexión inferior a 0,05.
Exactamente dos, en ambos extremos físicos del autobús. Una topología en cadena tipo margarita con 8 nodos a intervalos de 50 metros solo necesita terminar en los nodos 1 y 8. Las topologías en estrella requieren un rediseño con repetidores, ya que la existencia de varios nodos sin terminar provoca reflexiones acumulativas.
Sí, si se ajusta a la impedancia del cable. Cable RS-485:120 ohmios. CAT5/6:100 ohmios. Par trenzado de teléfono: 100-150 ohmios. Una terminación que no coincide en un 20% (p. ej., 100 ohmios en un cable de 120 ohmios) crea un coeficiente de reflexión de 0,09, lo que provoca un cierre detectable del diagrama ocular a velocidades superiores a 500 kbps.

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