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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Netzspannung und Daten über 5-adriges Erdkabel?


Autor: Muttersöhnchen (Gast)
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Eine bestehende Verdrahtung mit 5-adrigem Erdkabel soll an 10 Punkten 
mit Elektronik ausgestattet werden.

Eine kabelgebundene Kommunikation ist Funk vorzuziehen.
 Länge < 100 m
 Die Datenrate kann niedrig sein (<1 kbit).

Die Module müssen entweder aus dem Stromnetz oder über die Datenleitung 
versorgt werden.
Stromaufnahme Modul: ca. 20 min/24h 500mA, sonst nur wenige mA.

Aus dem Stromnetz bedeutet, dass 10 Trafos Leerlaufverluste machen.
Aus dem Bus hieße 5 A.

Protokoll:
Möglichkeit 1: Jeder soll jedem oder allen Nachrichten senden können.
Möglichkeit 2: Bei höherer Datenrate geht wahrscheinlich auch 
Master-Slave-Betrieb.

Bus-Anbindungs-Kosten: < 5 Euro pro Modul

Ich weiß nicht, ob das Vorhaben aus Sicherheitsgründen (Netz neben 
Daten) zulässig ist.

Relativ wichtig sind geringe Verluste für die Stromversorgung.

Autor: Gast (Gast)
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Sagst du uns auch noch welchen Durchmesser die einzelnen Adern haben? 
Wenn es ein normales Kabel ist, dann dürften für Datenleitungen 
ziemliche Verluste auftreten. Besonders bei so einer Länge. Die 
wenigsten IC können so eine Leistung direkt bringen ohne kaputt zu 
gehen.

Autor: Muttersöhnchen (Gast)
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Ich glaube dass es sich um 1.5mm^2 Querschnitt handelt. Aber wie Du 
schon schriebst, 5 A und Daten zu übertragen wird wohl schwierig :-)

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Was meinst Du zu Datenübertragung via X10 oder ähnliche 
Netzmodem-Standards die für (langsame) Datenübertragung auf 230V AC 
ausgelegt sind?


hth,
Andrew

Autor: JensM (Gast)
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Als Kommunikation ist auch zu überlegen eine Stromschnittstelle zu 
verwenden (TTY - Schnittstelle) für geringe Datenraten und grosse 
Entfernungen ist diese gut geeignet. Es ist auch eine galvanische 
Trennung sehr einfach zu realisieren (Optokoppler). Die 
Stromschnittstelle ist eine Punk zu Punkt Verbindung. Für die 
Kommunikation ist dabei natürlich
die Verkabelung zu beachten (Eventuell Daten von einem Modul zum 
nächsten weiterreichen).


Wenn das Erdkabel mindestens 1,5mm² hat sehe ich mit 5A Strom keine 
grossen Probleme. Bei benötigten 5 V für die Module würde ich eine 
Versorgungsspannung mit 12V oder 24V verwenden und dann lokal an denn 
Modulen die 5V erzeugen. Wenn da dann ein Schaltregler verwendet wird
reduziert sich der Strom auf der Leitung noch erheblich.


Gruss JensM

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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JensM wrote:
> Als Kommunikation ist auch zu überlegen eine Stromschnittstelle zu
> verwenden (TTY - Schnittstelle) für geringe Datenraten und grosse
> Entfernungen ist diese gut geeignet. Es ist auch eine galvanische
> Trennung sehr einfach zu realisieren (Optokoppler). Die
> Stromschnittstelle ist eine Punk zu Punkt Verbindung. Für die
> Kommunikation ist dabei natürlich
> die Verkabelung zu beachten (Eventuell Daten von einem Modul zum
> nächsten weiterreichen).
>
>
> Wenn das Erdkabel mindestens 1,5mm² hat sehe ich mit 5A Strom keine
> grossen Probleme.

Rechnen wir mal ein bisserl:
100m Leitungslänge, d.h .200m gesamt für Hin- und Rück. CU 1.5 mm2 
entspricht  ca. 10 mOhm je Meter. Macht 2 Ohm gesamt

> Bei benötigten 5 V für die Module würde ich eine
> Versorgungsspannung mit 12V oder 24V verwenden

12V ist zu knapp.  24V ist knapp, aber noch möglich bei dem 
Leistungs-Bedarf. Wohl eher 48V.
Da 230V eh zur Verfügung stehen: 5V/1A SNT Module sind auch nicht 
wesentlich teurer als Schaltregler. Die würde ich einsetzen. Dann kann 
man sich die Krux mit 24/48V Netzteil am Leitungsanfang auch noch 
sparen.


> und dann lokal an denn
> Modulen die 5V erzeugen. Wenn da dann ein Schaltregler verwendet wird
> reduziert sich der Strom auf der Leitung noch erheblich.

Yepp.


Nun gibt es aber noch eine kleine aber wichtige Tatsache zu 
berücksichtigen: Da sind auch 230V im gleichen 5er Bündel. Und nach 
Deinem Vorschlag Kleinspannung/Signal daneben.

D.h. da muß man noch mal recht tief in die VDE-Bestimmungen einsteigen 
was die Zulässigkeit angeht. D.h. ob überhaupt und wenn ja, unter 
welchen Prämissen.

Technisch ist das lösbar, siehe Anmerkungen oben.



hth,
Andrew

Autor: Muttersöhnchen (Gast)
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Mit Powerline (X10) werden die Module zu teuer und komplizierter.

Aber zuerst ist wohl die Zulässigkeit der Beschaltung zu prüfen, leider 
weiß ich nicht wo ich das machen könnte.
Im Forum Hausbus habe ich gelesen, dass EIB Kabel 4 kV vertragen muss, 
das ist zwischen den Litzen vom Erdkabel (5 Kupferdrähte, also 
wahrscheinlich für Drehstrom geplant) wohl nicht gegeben?

Allerdings wären die Module gegen Berührung geschützt, es soll höchstens 
einen "Controller" geben wo man in die Nähe des Leitungspotentials 
kommt. Aber auch das kann entsprechend isoliert aufgebaut werden und 
wird nur sehr selten benutzt werden.

Eine zentrale Versorgung ist doch keine schlechte Idee, sofern sich das 
mit der Datenübertragung kombinieren lässt. Aber auch das wird den 
Schaltungsaufwand in die Höhe treiben.

Ideal wär ein IC das auf Gleichspannung 24..48 V bei Strömen von 1 A ein 
paar hundert Baud Daten aufmoduliert und am besten noch das Protokoll 
erschlägt (wie ein CAN-Controller).

Ansonsten müssten die Module aus dem Netz gespeist werden, dann könnte 
ich evtl. EIA-485 einsetzen.

Bei der Stromschnittstelle sehe ich die Vorteile nicht (?).

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