Optokoppler in RS485 Leitung

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Autor
Optokoppler in RS485 Leitung
Suche nach: optokoppler (2333) leitung (19120)

    







BID = 695142

AndreasGerlach

Gerade angekommen


Beiträge: 4
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Hallo Forum

gestern ist es wieder passiert und deshalb will ich jetzt mal anfangen zu handeln. Ich hab einen Kunden, einen Ferienpark, welcher auf seinem Gelände einige RS485 Datenleitungen zu verschiedenen Kartenlesegeräten liegen hat. Diese Kartenlesegeräte hängen üblicherweise an irgendwelchen metallischen Befestigungen. In die Leitungen hat eine Elektrofirma bereits Überspannungsschutzmodule eingebaut, welche auch geerdet sind. Am anderen Ende der Leitungen sitzt ein PC mit einer oder mehreren RS485 Schnittstellenkarten, welcher die Signale normalerweise dankbar entgegen nimmt. Auf einigen dieser Schnittstellenkarten sitzen RS485 Simm Module.
Jetzt passiert es immer wieder, das bei Gewitter wohl die Aufladung der Luft schon ausreicht, um mir diese Simm Module in die ewigen Jagdgründe zu befördern. Da werden die Metallteile nicht ganz unschuldig sein. Da diese Teile im Neukauf/Ersatzteil nicht ganz billig sind, sollte hier eine Schutzfunktion vor den Eingang der jeweiligen Schnittstellenkarte kommen, die im Austauschpreis billiger ist als ein solches Modul oder gar eine komplette Schnittstellenkarte. Wir reden hier von Ersatzteilpreisen ab 50 Eur. Die jetzige Lösung ist, wenn ein Gewitter im Anmarsch ist, Stecker raus. Aber wer macht das Nachts?
Mein Gedanke war jetzt, in die Zuleitung, noch vor dem Stecker der Schnittstellenkarte ein kleines Modul zu setzen, in dem über einen Optokoppler eine komplette Trennung der Zuleitungen erfolgt und damit nur noch Datensignale an der Karte ankommen aber sonst nichts mehr. Meinetwegen darf das Modul auch kaputt gehen, wenn ein Gewitter kommt, wenn es nur billiger ist als die anderen Ersatzteile.
Ich bin jetzt nicht der Elektronikguru, ich kann eine kleine Leiterplatte entwerfen aus einem vorhandenen Schaltplan, ich kann auch mit dem Lötkolben hantieren, aber ich kann bestimmt keinen Schaltplan entwerfen, geschweige denn sagen, welche Bauteile ich dafür brauche.
Ist dieses Vorhaben überhaupt umsetzbar? Kann mir jemand "Zuarbeit" zu diesem Projekt machen, in Form von Schaltungsmöglichkeiten / zu verwendende Bauteile. Ich hab bisher jedenfalls nichts vergleichbares gefunden.

Vielen Dank im Voraus

A.Gerlach

BID = 695151

perl

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Diese Problematik ist nicht ganz unbekannt. Auch Blitzeinschläge in über 100m Entfernung, sogar ins flache Wasser des Rheins, haben hier regelmäßig die Interface-Chips zerstört.
Die letztendliche Verkabelung erfolgt darum mit Glasfasern.

Die RS422 bzw. RS485 Schnittstelle ist nicht gut geeignet um damit LEDs in Optokopplern anzusteuern, weil die Spannungspegel zu gering sind.
Außerdem käme bei der Verwendung einer Busstruktur dabei evtl. eine Überlastung des Treibers und/oder erhöhte Signalverzerrungen heraus.

Zwei Übertrager an jedem Gerät könnten Abhilfe bringen, aber ob das funktioniert, hängt davon ab, ob ein gleichanteilfreier Leitungscode verwendet wird.
Manche Leute schieben ja asynchrone Daten mit 9600Bd über diese Schnittstelle...

Vielleicht reicht es auch schon aus, die Pegel auf den Leitungsadern mittels Widerständen und Schottkydioden auf ein für die Chips zuträgliches Maß zu begrenzen.

Ich frage mich allerdings, weshalb man diese recht schnelle und darum empfindliche Schnittstelle für Geräte wie Kartenleser verwendet, die doch eher eine geringe Datenrate haben.
Klassisch hat man dafür Current Loop oder Modems genommen.

Wenn man eine Busstruktur braucht, käme auch Ethernet in Frage, aber für die hohen Frequenzen sind evtl. die Leitungen nicht geeignet.


[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 10 Jun 2010  0:33 ]

BID = 695171

AndreasGerlach

Gerade angekommen


Beiträge: 4
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Hallo

danke erst mal für die Antwort. Die Schnittstellen sind wirklich auf 9600 eingestellt. Die RS485 kommt daher, das alle Geräte in diesem System damit arbeiten und daher auch die "externen" gleich angeschlossen wurden. Das ganze läuft mittlerweile seit 1998, aber die Gewitter und damit die Schäden haben in den letzten 3 Jahren zugenommen. Ethernet kommt leider nicht in Frage, da die Kartenleser keine Ethernetschnittstelle haben, aber die jetzigen Geräte sind auch nicht in Busstruktur sondern als PunktzuPunkt, an jeder Schnittstellenkarte hängen bis zu 16 Kabelenden, wo die jeweiligen Geräte dann angeschlossen sind. Das liegt aber einfach daran, das jedem Gerät eine "Com" Schnittstelle zugewiesen ist und diese auch einen eigenen Baustein (Chip) haben. Ich fahr mir heute Nachmittag nochmal was anschauen, mir ist gerade was eingefallen, was ich aber erst überprüfen muss.
Wenn ich es also richtig lese, ist es nicht so ohne weiteres möglich, die Optokoppler dort hinein zu setzen. Wie bekomme ich das mit dem Gleichanteilfreien Leitungscode heraus. Der Spannungsunterschied zwischen 0 und 1 ist ja nicht sehr hoch bei RS485, was ich bisher darüber gelesen hab. Ich nehme daher an, Sie meinen den Teil der Übertragung, bei dem kein Signalwechsel erfolgt. Allerdings werden alle Schnittstellen im µs Bereich nacheinander abgefragt (sieht man am Kontrollmonitor) und an den Kartenlesern wird auf einem Display "Ihre Karte bitte" und Datum und Uhrzeit angezeigt. Dies wird vom PC zu den Kartenlesern übertragen, denn wenn keine Verbindung, dann keine Anzeige.
Wie könnte man die B-Variante mit den Widerständen und Schottkydioden realisieren, idealerweise immer einfach zum dazwischenstecken mit 9pol. Sub-D Stecker/Buchsen.

A.Gerlach

BID = 695174

Ltof

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http://www.google.de/products?hl=de.....ing=r

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(Hanlon’s Razor)

BID = 695181

hajos118

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Einfacher Überspannungsschutz:
BZW06-26B von Signalleitung gegen Masse.

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Eine Übereinstimmung mit aktuellen oder ehemaligen Regeln wäre rein zufällig und ist nicht beabsichtigt.
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edit: Die Spannungsangabe sollte von der max. Belastbarkeit der RS485 Treiber (max. Pegel) abgeleitet werden.
Also ggf. BZW06-15B (für +-15 Volt) oder BZW06-12B (für +- 12Volt) benutzen.



[ Diese Nachricht wurde geändert von: hajos118 am 10 Jun 2010 11:11 ]

BID = 695310

AndreasGerlach

Gerade angekommen


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Hallo

ein Phoenix Contact PT5-HF12 DC-ST14V ist schon verbaut, hat aber nicht vor Schäden bewahrt. Es geht auch eine dicke fette gn/ge Ader weg und die ist hoffentlich gut geerdet.
Wenn ich den letzten Post richtig lese, sollte eine solche Diode einfach von jeder Signalleitung gegen eine geeignete Erde geschaltet werden? Also TxD mit Diode gegen Erde und RxD mit Diode gegen Erde. Kann ich die Masseleitungen dabei unberücksichtigt lassen? In den meisten Schaltungen, die ich mir dazu gerade angesehen habe, sind meistens 2 solcher Dioden gegeneinander und dann gegen Masse geschaltet. Sollte ich es auch so tun?

A.Gerlach

BID = 695315

hajos118

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Die "B" Version der Diode ist schon eine bidirektionale Version - also nur 1 Diode notwendig.
Die Dioden sind am besten von Siganlleitung gegen Masse zu schalten - evtl. gegen das Gehäuse des PC, in welchem die Empfänger stecken.
Gegen Erde ist nicht immer ganz glücklich - ich hab' schon PCs erlebt, da war das gesamte Gehäuse auf gefährlich hohem Potential...


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BID = 695317

perl

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Zitat :
Es geht auch eine dicke fette gn/ge Ader weg und die ist hoffentlich gut geerdet.
Ist aber evtl. zu lang.
Die Masseleitung von derartigen Filtern soll auf kürzestem Weg ans Rechnergehäuse gehen.
Das Rechnergehäuse ist dann über den PE des Netzkabels geerdet.

Wenn auf dem Rechnergehäuse bzw. dem PE Spannung ist, so ist das ein ganz anderes Problem, um das sich ein Elektriker kümmern sollte.

BID = 695320

Ltof

Inventar



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Zitat :
AndreasGerlach hat am 10 Jun 2010 20:00 geschrieben :

PT5-HF12 DC-ST14V ist schon verbaut...

Ist das denn explizit auch für RS485? (Bin jetzt zu faul, das rauszusuchen).

Wenn Du mal den Gockel bemüht hättest und selber nach "Blitzschutz" und "RS485" gesucht hättest, wäre Dir vielleicht der zweite Treffer aufgefallen...

Da ist ein Datenblatt mit Schaltplan und eine Installationanweisung hinterlegt.

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[ Diese Nachricht wurde geändert von: Ltof am 10 Jun 2010 20:33 ]

BID = 695322

martin_s

Gerade angekommen


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Hallo,

es gibt RS-485 Karten mit galvanischer Trennung. Der Treiber ist dann gesockelt auf der aeusseren Seite und dazwischen Optokoppler.
Hier ein Beispiel:
http://www.advantech.com/products/PCI-1602B/mod_1-2MLGIE.aspx
Da gibt's auchnoch andere RS-485 Konverter, vielleicht ist da ja was dabei.

Viele Gruesse
Martin

BID = 695349

AndreasGerlach

Gerade angekommen


Beiträge: 4
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Hallo

jetzt gibts aber viele Antworten

@martin_s, solche Karten hab ich bereits 2 Stück verbaut gehabt, die 4. ist jetzt drin. Einmal hatten wir einen direkten Blitzeinschlag ins Gebäude, das hat auch der PC nicht überlebt. Ich weiss nicht, was die mit galvanischer Trennung meinen, ich hab mich für mich jetzt darauf geeinigt, die galvanische Trennung gilt für die interne Trennung zum PCI Bus des PC. Waren zwar nicht von Advantech aber von http://www.connecttech.com/sub/Prod.....=BSSP

@Ltof, weiss ich auch nicht, hat eine Elektrofirma eingesetzt, ich nehme an die wissen was sie tun. Allerdings ist das das aktuelle Modell, das vorherige weiss ich jetzt nicht mehr. Mit diesem Modell hatte ich bisher nur eine defekte Leitung, die restlichen 3 Anschlüsse der Schnittstellenkarte funktioniert noch. Aber der Gockelwink war super. Ich hatte bisher immer die falschen Suchbegriffe, da konnt ich das nicht finden. Das ist sowas, wie ich es suche und auch noch mit Optokoppler. Jetzt stellt sich die Frage, reichen nur die Dioden oder gleich solche Module einsetzen.

@Perl, also keine separate Schutzleitung ranziehen, sondern lieber den Schutzleiter des PC verwenden? Hmm, dann würd ich meine Überspannung aber im ungünstigen Fall auch "rückwärts" in meinen PC einleiten und dort noch Schaden anrichten. Andererseits verstehe ich das schon mit den unterschiedlichen Potentialen. Wenn die Erdung des PC einen höheren Widerstand hat als meine Erdung der Signalleitungen, dann gehts in der Richtung durch, bzw. es kann auch Potential in den PC gezogen werden. Zwei (getrennte) Erdungen sind nicht immer gut. Ich werd mir mal den Hauslektriker schnappen, ob der die Potentiale und die Erdung mal prüfen kann. Und dann muss ich noch rauskriegen, mit welcher Spannung mein RS 485 auf den Signalleitungen arbeitet.

A.Gerlach

BID = 695378

perl

Ehrenmitglied



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Zitat :
lso keine separate Schutzleitung ranziehen, sondern lieber den Schutzleiter des PC verwenden?
Du kannst den PC natürlich gern zusätzlich über einen dicken Draht erden, aber wichtig ist, dass die Masseverbindung zwischen PC und dem Überspannungsableiter kurz und dick ist.
Dabei geht es nicht um Widerstände, die dein Hauselektriker messen kann, sondern um die Induktivität dieser Masseverbindung.
Diese Induktivität muss minimal werden, damit durch die hohe Stromanstiegsgeschwindigkeit bei der Blitzeinwirkung keine problematischen Spannungen daran entstehen.
Dazu ist es nötig, dass diese Verbindung möglichst kurz ist und der Leiter einen möglichst großen Umfang hat. Der Querschnitt interessiert hier weniger. Deshalb ist ein flaches Band aus Kupfergeflecht günstiger als ein dicker Runddraht.
Am besten verschraubt man die Masseanschlüsse direkt miteinander und erspart sich so die schädliche Leitungsinduktivität.

Wenn es sich nicht vermeiden lässt, dass zwischen Rechnereingang und Masse des Überspannungsableiters mehr als ein paar Handbreit sind, dann empfiehlt es sich außerdem die Masseleitung und die Signalleitung zu bündeln, damit zwischen der Signalleitung und der Masseleitung möglichst wenig Fläche aufgespannt wird.

BID = 695387

Ltof

Inventar



Beiträge: 9333
Wohnort: Hommingberg


Zitat :
AndreasGerlach hat am 10 Jun 2010 22:38 geschrieben :

Jetzt stellt sich die Frage, reichen nur die Dioden oder gleich solche Module einsetzen.

Ehrliche Antwort: Vergiss es, das selber nachmachen zu wollen. Da steckt sehr viel Erfahrung hinter.

Weiter oben hatte ich Dir schon einen anderen Link gegeben. Dort findest Du noch mehr dieser Filtermodule mit Preisen.

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