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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Tiefpass/Entstörung in der Stromleitung - Auswirkung auf Powerline


Autor: Micha (Gast)
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Hi,

ich betreibe zu Hause ein kleines Powerline-LAN. Durch mehreren 
Laptop-Schaltnetzteilen (nicht alle) wird dieses erheblich gestört bzw. 
läuft gar nicht mehr - die Netzteile sind offensichtlich mangelhaft 
entstört.

Reichelt bietet ja auch ein großes Angebot an Entstörkondensatoren und 
-induktivitäten. Die Idee wäre jetzt, einfach ein 
20-cm-Verlängerungskabel zu bauen mit integriertem Tiefpassfilter.
  Hier wurde ja schon viel über Tiefpassfilter mit L, C oder beidem 
geschrieben, und es ist klar was hinter dem Filter ankommt. Aber was 
passiert auf der Quell-Seite? Schließt mir ein Tiefpass womöglich das 
ganze schöne Powerline-Signal kurz? Schade ich damit meinen 
Powerline-Adaptern? Oder bleibt das Signal bis zum Tiefpass mehr oder 
weniger unangetastet?

Viele Grüße,
Micha

(ich weiß, Powerline ist umstritten, ist nun allerdings bereits Bestand 
und Kabel und Wifi sind in diesem Fall keine Alternative)

Autor: Timbo (Gast)
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Hmm, das ist nicht ganz trivial. Du willst nicht wirklich da im 
Stromkreis rummehren. Wenns brennt bist Du der Arsch. Wir haben für 
professionelle Entstörung im Labor erstaunlich gute Erfahrungen damit 
gemacht:
http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=2;GROUP=D774;...

Autor: Micha (Gast)
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Danke für den Vorschlag, ein "eloxiertes Aluminium Gehäuse schirmt 
schädliche elektromagnetische Wellen ab" klingt ja sehr verlockend ;-) 
und ist leider auch nicht grade günstig.

Damit, für 230V zugelassene Bauteile in die Stromleitung einzubauen 
hätte ich keine Probleme, wäre ja auch erstmal alles nur unter Aufsicht 
in Betrieb. Evtl. versuch ich erstmal eine Stromkompensierte Drossel wie 
diese: 
http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=4;GROUP=B516;... 
- würde mich trotzdem interessieren wie sich ein Tiefpass auf das 
Powerline-Signal auswirkt :-)

Autor: Micha (Gast)
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Womöglich sind die Problem-Verursachenden Netzteile einfach nur mit 
einem Tiefpass entstört worden? Und der killt mir dann das Signal? Wie 
wehre ich mich denn dagegen?

Autor: Micha (Gast)
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Jetzt ist mir noch aufgefallen, dass die Störung größer wird, wenn das 
Netzteil belastet wird - also vermutlich doch keine "zu gute" Entstörung 
des Netzteils.

Autor: Jadeclaw Dinosaur (jadeclaw)
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Das Problem bei PLC ist, daß das Signal auf Phase und Null aufgebracht 
wird. Genau da ist das Problem. Denn übliche Schaltnetzteile und auch 
externe Entstörfilter haben einen Kondensator parallel zu Phase und 
Null. Vor der Verdrosselung. Und genau der schließt das Signal kurz. Das 
Ergebnis sind frequenzabhängige Reflektionen und Auslöschungen. Und ein 
solcherart gefiltertes Gerät an der gleichen Steckdose wie ein PLC-Modem 
kann die Verbindung komplett killen. Kein Wunder, daß sich die 
PLC-Modems bei meinem lokalen Aldi an der Kasse stapelten und die 
Kassiererin schon genervt war, jedesmal wenn es den Müll im Angebot gab. 
Die Idee mit dem Filter zwischen Netzteil und Stromnetz ist nicht 
verkehrt, zur Netzseite darf allerdings kein Parallelkondensator 
vorhanden sein, der würde wieder das PLC-Signal kurzschließen. Im 
Endergebnis würde das so aussehen:

 Netzteil-L1----+---Drossel--Sich.--+-------Phase
                |                   |
                |                   |
               --- 47-100nF        PLC-
               ---                Modem
                |                   |
                |                   |
 Netzteil-N-----+---Drossel---------+-------Nullleiter

Daß die Kondensatoren selbstheilende X/X2-Typen
mit 275V~ Dauer-Betriebsspannungsfestigkeit mit VDE-Prüfzeichen
sein müssen, brauche ich wahrscheinlich nicht gesondert zu erwähnen.

Gruß
Jadeclaw.

Autor: taucher (Gast)
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Seid Ihr sicher, was Ihr da macht? Ein Tiefpass filtert ja die hohen 
Frequenzen raus. Und das Modem sendet doch gerade höhere Frequenzen...

Autor: Jadeclaw Dinosaur (jadeclaw)
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Ja. Weil durch die Verdrosselung das Netzteil vom PLC-Modem isoliert 
wird. Netzanschluß ist rechts, das störende Netzeil ist links. Dachte 
eigentlich, die Beschriftung ist eindeutig genug.

Gruß
Jadeclaw.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Micha wrote:

> (ich weiß, Powerline ist umstritten, ist nun allerdings bereits Bestand
> und Kabel und Wifi sind in diesem Fall keine Alternative)

Einen der Gründe, warum es umstritten ist, erlebst du gerade selbst:
es funktioniert alles andere als zuverlässig.  Wer geizig ist,
bezahlt halt doppelt.  Es geht nüscht über ein ordentliches Kabel.

Autor: Fabian B. (fabs)
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Aber Jörg, das hat doch nix mit geizig sein zu tun.... ein 
Powerlinepaket kostet locker soviel wie ne Kabeltrommel mit Dosen!
Aber ich hab bei mir in der Wohnung auch so lange wie möglich gezögert 
ein Lankabel ins Wohnzimmer zu legen.

Gruß
Fabian

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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Ein Vorschlag den du vielleicht vorm Rumbasteln mit extra Entstörfiltern 
ausprobieren könntest:

- PLC-Modem immer direkt in die Wandsteckdose
- Computer+Notebook+Sonstiges über Mehrfachsteckdosenleiste 
anschliessen.

Idee: Die Induktivität des Steckdosenleistenkabels könnte schon reichen, 
um die Netzteilkondensatoren vom PLC-Modem zu entkoppeln.
Ansonsten vielleicht noch ein paar Klapp-Ferrite auf die Zuleitung. Oder 
das Notebooknetzteilkabel ein paarmal durch einen Ringkern ziehen.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Fabian B. wrote:

> Aber Jörg, das hat doch nix mit geizig sein zu tun.... ein
> Powerlinepaket kostet locker soviel wie ne Kabeltrommel mit Dosen!

Um so schlimmer, dann gibt's doch gar keinen Grund mehr für diesen
Unsinn.

Autor: Micha (Gast)
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Hi, danke für eure Antworten :-)

Liegt bei PLC das Signal symmetrisch auf Außen- und Nullleiter? Dann 
sollten die beiden Drosseln in Jadeclaws Schaltung wohl keinen 
gemeinsamen Kern haben, weil solche stromkompensierten Drosseln keinen 
(Schein-)Widerstand für das PLC-Signal bilden und ich damit das Signal 
über den C auslösche?

Nach diesem Plan würden aus dem Netzteil kommende Störfrequenzen in 
jedem Fall verringert, damit sollte das Netzteil das PLC kaum noch 
stören.

Andersrum, für Störungen die aus dem Stromnetz kommen, erwarte ich bei 
Resonanz bei etwa 20,5kHz eine bis zu 80fache Spannungsüberhöhung 
(2*L=600µH, C=100nF, R=1ohm). Damit sollte mein Netzteil umgehen können, 
bezieht sich schließlich auf die Spannung der Störung und den 
schlimmsten, unbelasteten Fall. Das PLC-Signal mit 3-30MHz sollte in dem 
Filter einen (Schein-)Widerstand von einigen wenigen 10KOhm sehen - und 
davon keinen Schaden nehmen?

Ich werde schon aus Neugier Jadeclaws und Ernsts Vorschläge ausprobieren 
- dummerweise ist das störende Netzteil jetzt erstmal ein paar Wochen 
unterwegs.
@Jörg: Nicht jeder bohrt gerne Löcher durch Häuser die einem nicht 
gehören - und warum zum Teufel vernetzen sich diese Amateurfunker nicht 
über Telegraphenmasten? ;-)
LG, Micha

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Micha wrote:

> @Jörg: Nicht jeder bohrt gerne Löcher durch Häuser die einem nicht
> gehören -

Damit muss der Vermieter aber leben, das gehört zur normalen
Benutzung.  Kann man ja wieder zupappen, wenn man auszieht.

> und warum zum Teufel vernetzen sich diese Amateurfunker nicht
> über Telegraphenmasten? ;-)

Beim Amateurfunk ist der Weg das Ziel, d. h. nicht der Inhalt der
Nachrichten ist wesentlich, sondern die Tatsache, dass man die
Verbindung herstellen konnte.

Bei dir ist das Kabel nur Mittel zum Zweck, dir ist eigentlich daran
gelegen, dass die Daten auch unversehrt ankommen...

Autor: Micha (Gast)
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Vergessen: Mein Netzteil hat einen Schutzleiter - muss ich den auch 
irgendwie berücksichtigen?

Autor: Micha (Gast)
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Hi, der Allnet-Support empfiehlt Netzfiltersteckdosen, siehe Anhang. Da 
sowas ~10Eur kostet lohnt der Bastelaufwand kaum - werde aber trotzdem 
erstmal die Bastellösung testen :-)
Wie gesagt, Ergebnis kann noch ein bisschen dauern, werde ich hier dann 
aber posten. Leider fehlt mir das Equipment die Dämpfung selber 
auszumessen, kann dann also nur sagen obs besser geworden ist oder 
nicht.

Autor: Micha (Gast)
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Hi, hab nochmal ein wenig rumprobiert:

-Die Datenrate ohne Netzteil beträgt etwa 45Mbps.
-Wenn PLC und Netzteil an getrennten Wandsteckdosen hängen, wird das PLC 
trotzdem gestört, wenn auch nicht ganz so schlimm.
-Klappferrite haben überhaupt keine merkliche Wirkung.
-Alle weiteren Tests hab ich an einer üblichen billig-Steckleiste mit 
Schalter gemacht. Wenn das PLC-Modem an letzter Stelle sitzt und man an 
erste Stelle einen 100N-Kondensator steckt, kommt überhaupt kein Signal 
an ;-) Andersrum sinkt die Datenrate auf 20Mbps.
-Nur das PLC-Modem in der Steckleiste verschlechtert die Datenrate nicht 
(weiter 45Mbps).
-Alle Datenraten sind die vom ALLNET Powerline Configuration Utility 
angegebenen.
- Zu dem PLC hab ich das Netzteil ohne Laptop gesteckt (->40Mbps), dann 
das Netzteil an den Laptop angeschlossen. Laptop laufenend, Akku wurde 
ab da geladen (->15Mbps). Wenn ich dem Netzteil die Erde (PE) nehme 
fällt die Datenrate nur auf 20Mbps.

-Der Vorschlag von Jadeclaw scheint jede Störung zu verhindern, wenn man 
die Erde (PE) nicht verbindet, wenn doch sinkt die Datenrate auf 20Mbps. 
Ich habe einen Reicheltbestellnummer MP3-X2 100N Kondensator und zwei 
77A 330µ Drosseln in eine 25cm Verlängerungsschnur verbaut.
-Eine 42H 3210 Stromkompensierte Drossel in einer 25cm 
Verlängerungsschnur vor dem Netzteil scheint ebenfalls jede Störung 
durch das Netzteil zu verhindern, wenn man hier die Erde (PE) weglässt. 
Wenn nicht, sinkt die Datenrate hier auf 35Mbps.
-Setzt man das PLC Modem hinter eine dieser "Verlängerungsschnüre", geht 
erwartungsmäßig gar nix mehr ;-)

Wozu braucht ein Schaltnetzteil im Plastikgehäuse nen PE-Anschluss?
Viele Grüße...

Autor: Jadeclaw Dinosaur (jadeclaw)
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Ganz einfach, PE (Schutzerde) wird an die Ausgangsmasse durchgereicht 
und sorgt dafür, daß interne Defekte, die Netzspannung an den Ausgang 
bringen, keine gesundheitlichen Schäden beim Benutzer verursachen. Ich 
glaube, ab einer bestimmten Leistung muß Schutzerde vorhanden sein, wenn 
Leitungen nach außen geführt sind, wie eben der Stromstecker für den 
Laptop. Kleine Schaltnetzteile ohne Schutzleiter haben eine Macke: Am 
Niedespannungsstecker liegen gegenüber Erde ca. 120 V an. Zwar nur mit 
geringer Leistung, entsprechend eines 1nF-Kondensators, aber ausreichend 
um Audioanschlüsse, Dateneingänge und ähnliches zu killen. Quelle dieser 
Spannung sind 2 Entstörkondensatoren zwischen Netzleitung und 
Sekundärkreis. Wenn mir solche Kleinnetzteile unterkommen, sind diese 
Kondensatoren das Erste, was rausfliegt. Wer nicht entlötet, hat nur die 
Wahl: Entweder die 120 V oder ein Netzteil mit durchgereichtem PE. 
Letzteres ist mir lieber.

Die stromkompensierte Drossel scheint noch am besten zu funktionieren, 
klemm mal eine noch zusätzlich in die PE-Leitung, um das Netzteil 
HF-mäßig völlig zu isolieren.

Gruß
Jadeclaw.

Autor: Micha (Gast)
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Meinst Du ich soll eine einfache Drossel in die Erde klemmen oder eine 
zusätzliche stromkompensierte verbauen? Welche Ader kommt dann an die 
zweite Spule?

Konnte das mit den 120V erst nicht wirklich glauben. Ein Multimeter maß 
110VAC, ein anderes 0V. Ein Oszi zeigte dann tatsächlich relativ saubere 
Sinusschwingung mit 50Hz und 110VAC. Dabei liegt die Spannung 
gleichphasig und mit gleicher Amplitude auf + und - Pol.

Je nach Netzteil bricht diese Spannung schon auf die Hälfte zusammen, 
wenn man Netzteil und Erde gleichzeitig mit den Fingern anpackt. Hatte 
aber auch ein Netzteil, wo das in den Fingern zwickte ;-) bis ich den 
Kondensator abgekniffen hab. Ähnlich wie hier 
http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/a/a7/Smps5v_sch.gif hab ich 
aber nur einen Kondensator gefunden (~2nF). Verwirrend finde ich, dass 
trotzdem am Oszi immernoch 110VAC zu sehen waren - wie kommt das denn?

Komisch auch, bei einem Netzteil ist der PE direkt an den - Pol gelötet, 
bei meinem Laptop-Neztteil (dem Störer von oben) mess ich 1 MOhm. Wenn 
ich den Laptop dann erde, fließen ~120µA (AC).

Frage: Wie gefährlich ist das wirklich? Sobald der Laptop mit einem 
beliebigen geerdeten Gerät zusammen gestöpselt wird ist die Spannung eh 
weg.

Autor: Jadeclaw Dinosaur (jadeclaw)
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Einfach nur eine Wicklung der Drossel einfügen. Die zweite Wicklung 
bleibt einfach offen.

In dem Schaltplan ist es C8, der die Primär mit der Sekundärseite 
verbindet. Die Gefahr ist, daß beim Anschluß eines geerdeten Gerätes 
zuerst eine Signalleitung getroffen wird, wenn man Pech hat, liegen 
Netzphase und Kondensatorladung so in Reihe, daß mal eben 400V 
abzuleiten sind.
Dieser hier:
http://sound.westhost.com/articles/external-psu.htm#kil
hat das mal mit bipolaren Bauteilen ausprobiert. Mit entsprechenden 
Folgen. Und was einen BC546 oder einen LM4558 in Standardbeschaltung 
tötet, das wird auch einen MOS-Eingang sprengen. Deshalb fliegen diese 
Caps bei mir raus, habe das bei einem Stereotuner gemacht, der hatte ein 
normales Trafonetzteil ( Mein Gedanke dabei: W.T.F.?!? ), der DVD-Player 
ist seine Caps auch losgeworden, die von dem Teil verursachten 
HF-Störungen nahmen auch ab. ( W.T.F.?!? Teil 2 ).

Gruß
Jadeclaw.

Autor: Micha (Gast)
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Wie kommen die 110-120VAC zustande? Ich kann mir das irgendwie nicht 
erklären, wie hinter all den Gleichrichtern und Kondensatoren am Ausgang 
+ und - im Gleichtakt auf 110VAC gegen Erde liegen - wo hab ich da in 
der Schule damals nicht aufgepasst?
Viele Grüße

Autor: Jadeclaw Dinosaur (jadeclaw)
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Auch das ist einfach: Kapazitiver Spannungsteiler. Es geht so:
Phase --> C --> Sekundärseite --> C --> Null.
Nur der von mir genannte Tuner hatte, je nach Steckrichtung, entweder 0V 
oder etwas über 200 V zwischen Gehäuse und Schutzerde, es war nur ein 
Kondensator drin.

Autor: Micha (Gast)
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Ganz so einfach ist das wohl nicht. Am Ausgang des Brückengleichrichters 
schwingen + und - um ~325V verschoben aber syncron, gegen den Nullleiter 
gemessen, mit einer Halbwelle (--> ~115V, bei 325V Amplitude) der 
Netzspannung.
 Durch die kapazitative Kopplung der eigentlich sonst getrennten Hi- und 
Low-Voltage Seiten des Schaltnetzteils wird diese Spannung einfach 
weiter gereicht (ohne die DC-Verschiebung), was zu einem geringen Teil 
wohl auch über den Trafo als Kapazität geschieht - hab bei einem 
Netzteil den Kondensator entfernt und konnte immernoch 115V messen, auch 
wenn die als Stromquelle ohne den C noch schwächer war.

Was mich jetzt noch verwirrt ist der Ableitstrom meines Netzteils (mit 
C) gegen Erde - sind etwa 120µA (AC). Verwirrend ist, dass dieser Strom 
auch durch zwei gegeneinander gerichtete 1N4148 Dioden fließt, deren 
Kapazität dafür eigentlich viel zu gering seien sollte?

Autor: Micha (Gast)
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ok der letzte Punkt hat sich auch geklärt, Schuld war wohl die zu 
geringe Spannungsfestigkeit der 1N4148, mit 1N4007 war alles wie 
erwartet.

Autor: Karl DG8FZ (karl_k)
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Eine Schaltung wie die von "Jadeclaw Dinosaur"
dürfte, ergänzt um Überspannungsableiter und ein zweites Tiefpassfilter 
auch in diversen hochwertigen Blitzschutz-Adaptern zu finden sein, und 
damit Powerlinesignale und PC-Netzteile gut voneinander trennen.

 Netzteil-L1----+--+-Drossel--+--+-+-+-Drossel--Sich.---Phase
                |  |          |  | | |
                |  |          |  | Ü |
       47-100nF--- | 47-100nF--- | | |
               --- |         --- | | Ü
                |  R          |  R | |
                |  |          |  | | |
 Netzteil-E-----+--+----------+--+-+-|-Drossel----------Schutzleiter
                |  |          |  | | |
                |  R          |  R | |
       47-100nF--- | 47-100nF--- | | |
               --- |         --- | | |
                |  |          |  | Ü |
                |  |          |  | | |
 Netzteil-N-----+--+-Drossel--+--+-+-+-Drossel--Sich.---Nullleiter

Wäre zumindest das was ich in einem Blitzschutz-Adapter verbauen würde, 
wobei ich bei den Drosseln zum Netz hin auf hohe Spannungsfestigkeit 
zwischen Ein- und Ausgangsseite der jeweiligen Drossel achten würde.

R steht für die Entladewiderstände der Kondensatoren, Ü für die 
Überspannungsableiter.

Darauf, dass die Kondensatoren selbstheilende X/X2-Typen
mit 275V~ Dauer-Betriebsspannungsfestigkeit mit VDE-Prüfzeichen
sein müssen, etc. brauche ich sicher nicht mehr hinzuweisen.

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