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Forum: PC Hard- und Software RS485


Autor: Datensammler (Gast)
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Hallo zusammen,

ich möchte bei meinem Windmesser eine RS485 Schnittstelle abfragen, und 
wollte mich nun mal erkundigen ob diese anfällig gegenüber 
Blitzeinschlägen und den damit Auftretenden Spannungsdifferenzen ist.

Autor: Timo (Gast)
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Meinst du, wenn ein Blitz in deinen Windmesser reinknistert? Ich würde 
schon sagen, dass darauf die Schnittstelle empfindlich reagiert. Tippe 
mal auf geschmolzene Anschlüsse etc. ;-)

Autor: Datensammler (Gast)
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Hmm... Dachte eher an Einschläge in den Blitzableiter...

Autor: Hegy (Gast)
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RS485 ist generell störunempfindlich, weil symmetrisch aufgebaut. Die in 
ein Draht induzierte Fremdspannung ist genauso in der anderen Leitung 
drin, aber am Empfänger/Sender heben die sich gegenseitig auf, weil 
gleich groß und selbe Polarität, also am Draht A z.B. +UStör und am 
Draht B +UStör, Differenz zwischen beiden = 0. Das ist der Riesenvorteil 
von RS485.

Autor: Datensammler (Gast)
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Oh, das ist aber gut. Danke für die Hilfe.

Autor: Hartmut Semken (hsemken)
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Die Symmetrie sorgt zwar dafür, dass Gleichtaktstörungen unterdrückt 
werden, aber dennoch muss die maxiomale Eingangsspannugn der 
RS485-Treiber beachtet werden:L wenn der Blitz z.B. die Spannung auf 
beiden Leitungen um 200V anhebt, dann dürfte der Treiber abbrennen.

"Gleichtaktstörung" ist der Ausdruck dafür, dass Störungen in der Regel 
auf die beiden Leitungen gleichsinnig wirken, also die Spannung auf 
beiden Leitungen (gegenüber Erde) in der gleichen Richtung verschieben.
Die Eingangsstufe der treiber entfernt soclhe Störungen, da sie nur die 
Differenz der beiden Eingangsspannugen berücksichtigt.
Für analoge Signale macht man das ja mit OP genauso.

Für die symmtrischen Schnittstellen wird in der Regel verdrilltes Kabel 
verwendet - warum wohl?

Betrachten wir zunächst das nicht-verdrillte Kabel: zwei Leitungen 
nebeneinander, Abstand 1mm, Länge 1m zwischen Sender und Empfänger.
Dsa ganze ist dann eine Spule mit Querschnitt 0,001 m² und einer 
Windung.

Wenn da jetzt ein Magnetfeld einwirkt und sich rasch ändert, dann wird 
eine recht hohe spannung induziert - und frittiert ggf. die 
Treiberchips.

Wenn man die leitungen aber verdrillt, also z.b. alle 2mm (also alle 2mm 
tauschen der "obere" und die "untere" Draht die Seite), dann haben wir 
auf dem Meter 500 1-Windung-Spulen mit 0,000002 m² Querschnitt - und 
wenn daneben der Blitz einschlägt, dann wird wieder Spannung induziert.
Nur diesmal in der ersten Spule positiv, in der zweiten negativ, der 
dritten wieder positiv und so fort - denn die "Spulen" haben ja 
entgegengesetzten Wicklungssinn.

Im Mittel bleibt dann als "Spule" nur eine Windung der kleinen Fläche 
übrig, damit reduziert sich die gleichtaktstörung, die der Empfänger 
sieht, auf ein erträgliches Maß.
Je gleichmässiger die Verdrillung und je weniger die Symmetrien der 
Anordnung gebrochen werden, desto besser ist diese Kompensationswirkung.

Telefonkabel und Ethernet-Kabel sind aus diesen Gründen "twisted Pair", 
also verdrillte Leitungen, teilweise mit sehr niedrigen Toleranzen, also 
sehr guter Symmetrie.

Diese Symmetrien wirken übrigens in zwei Richtungen: so, wie sie vor 
Einstrahlung schützen, schützen sie auch vor Abstrahlung: da die eine 
Leitung das inverse der anderen trägt, kompensieren sich die beiden 
Abstrahlungen zu Null - bei idealer Symmetrie.
Die Restabstrahlung wird also mit Symmetriebrechungen grösser - und ist 
nebenbei eines der Probleme, die DSL-Datenraten begrenzen.

Fazit:
- verdrillte Leitungen nehmen ist wichtig
- RS485-Treiber sockeln oder
- Treiber für lange Leitungen auf separate Leiterplatte absetzen und 
ggf. optisch an das eigentliche Gerät ankoppeln.

Letzreres mache ich speziell bei Geräten, die irgendwie exponiert sind, 
z.B. Drehzahlmesser fürs Windrad.
Wenn ein Blitz in der Nähe einschlägt, dann haben wir es nur mit 
Schrittspannungen und mit einem heftigen Magnedfeld (ein Blitz erzeugt 
Mega-Amperes!) zu tun.
Wenn der Blitz aber ins Gerät einschlägt, dann geht eigentlich immer was 
kaputt, da kommen Megajoules an Energie an, die sich austoben wollen.
Man hat aber in der Hand, was man der Bestie zum Fraß vorwerfen will :-)

Autor: Datensammler (Gast)
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Nochmals vielen Dank ;-)

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