I2C und mehrere Stromversorgungen

Christian M. Gast 21.03.2015 19:47 #4061469

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Hallo,

für die Pumpensteuerung bei uns im Haus habe ich einen I2C-Bus verlegt.

Zurzeit Habe ich einen Master, der auch die Steuerung ist (für Pumpe, 
Pumpenüberwachung, Wasserlevel, Ventil, Servoventil). Daran hängen am 
Bus zwei Slaves; die Bedienstationen, eine bei uns im Haus, die Zweite 
bei den Schwiegereltern. Der Bus läuft mit extrem verminderter 
Geschwindigkeit (4kHz), ist vom Master gegen Aufhängen gesichert (9 
Clocks am Ende der Uebertragung) und läuft so seit 2 Jahren ohne 
Probleme.

Jetzt möchte ich das Ganze erweitern und die Steuerung Zentral im 
Schaltschrank haben, wo die Stromversorgung herkommt und eine serielle 
Verbindung zum Server geht, zwecks Statistik, Zustandsabfrage und 
Beeinflussung über Intranet/Internet. Da jetzt aber die Sensoren/Aktoren 
bei der Pumpe von einem weiteren Slave angesteuert werden, möchte ich 
die separat speisen.

Wie würdet Ihr die Masse/Erdverbindung ausführen? Nur den Slave über den 
Bus speisen und die Peripherie separat? Nur SDA/SCL über das Kabel, den 
GND über die Hauserde (lieber nicht)? Die Speisung fliegend? An einem 
Ende geerdet? GND durchverbunden?

Ich persönlich tendiere zu:

- Speisung Steuerung/Master geerdet
- GND über Den Bus durchverbunden
- Speisung Slave/Aktoren nur über GND des Bus mit Master/Erde verbunden

Danke für Eure Meinung!

Gruss Chregu

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Frank K. (fchk) 21.03.2015 21:29 #4061606

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I2C über eine längere Strecke ist eh Bastelpfusch, das weißt Du 
hoffentlich? Profis hätten hier CAN oder RS485 empfohlen.

Der Bus selber braucht immer eine Bezugsmasse. Denke daran, dass jedes 
Signal einen Stromkreis darstellt, der aus einer Leiterschleife besteht. 
Die Fläche dieser Leiterschleife ist zu minimieren, weil Du Dir sonst 
Störungen einfängst (Stichwort: Magnetfeld in einer Spule mit einer 
Windung). Also am Besten zu jedem Signal einmal GND im Buskabel 
mitführen, wenn es geht.

Speisung: Wenn Du es zentral haben willst, nimmst Du 48V als 
Speisespannung, wie es auch beim analogen Telefon ISDN und Power Over 
Ethernet üblich ist. Damit hast Du niedrige Ströme und damit auch wenig 
Spannungsabfall auf der Strecke. 48V-Netzteile gibts bei Pollin billig, 
die Busknoten brauchen Schaltregler, die daraus die benötigen 5 oder 
3.3V machen. So funktioniert es im richtigen Leben.

Du kannst Dir auch überlegen, die Busknoten galvanisch zu trennen, 
mittels ADuM1250 oder für höhere Spannungsfestigkeit Si8600AD-B-IS. Dann 
musst Du auf dem Bus nur die Speisung für die B-Seite der Isolator-Chips 
führen (das sind beim Si8600 max 6.5mA für jeden Knoten), die A-Seite 
sowie der Rest des Busknoten werden lokal versorgt. Das hat den Vorteil, 
dass Du keine Erdschleifen hast. Aufgrund der geringen Ströme kannst Du 
auf die 48V-Versorgung verzichten und einfach 5V einspeisen. Die 
Isolator-Chips laufen auch noch mit 3V.

Ein Überspannungsschutz wäre trotzdem nicht verkehrt.

fchk

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