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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Überall GND?


Autor: Daniel Duesentrieb (daniel1976d)
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Hallöchen,

ich habe folgendes Problem... In einem Fahrzeug muss ich mehrere Geraete 
(Funkgeraet, Bodycomputer, GPS usw usw via RS232 verbinden. Wie macht 
man das am besten? Alle Geräte haben eine eigene Spannungsversorgung und 
alle Geräte sind wie gesagt via RS232 verbunden und eben auch GND. Wie 
realisiert man soetwas ohne sich Störungen einzufangen?

Autor: David ... (volatile)
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Mit CAN? :)

Autor: Michael Steinbauer (Firma: Steinbauer Electronics GmbH) (captain-stone)
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Hallo Daniel,

wenn ich in die Glaskugel blicke, dann sehe ich folgendes:

- Du möchtest mehrere Geräte miteinander verbinden - das verstehe ich.
- Willst das Ground Potential von alle zusammenführen - Wo ist das 
Problem?
- Und legst von jedem Gerät zu jedem eine RS232? Fragezeichen...

Noch etwas Nebel in der Kugel. Kannst Du etwas genauer spezifizieren?

Michael

Autor: oszi40 (Gast)
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Die Kunst könnte wohl sein, einen günstigen Massepunkt zu finden, der 
bei "jedem Wetter" (auch beim Startvorgang) keine Störungen auf die 
Leitungen bringt. Sonst wie immer F23
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23

Autor: Daniel Duesentrieb (daniel1976d)
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Danke erstmals... Vieleicht habe ich mich ein wenig schwammig 
ausgedrueckt...

In dem Fahrzeug schwirren verschiedene elektronsche Komponenten rum 
(Funkgeraete, Audio, Video) und ich habe nicht immer Einfluss darauf wo 
diese angeschlossen werden. Im Idealfall gehen alles diese Geraete 
direkt an die Batterie (mit Sicherung). Nun werden diese Geraete via 
RS232 miteinander verbunden und ich frage mich gerade ob es eine gut 
idee ist die GND miteinander zu verbinden oder nicht. Denn eigentlich 
spannt man damit ja sozusagen riesige GND Loops auf und es koennen 
Ausglaichsstroeme fliessen.

Hat da jemand vieleicht die ein oder andere Erfahrung/Idee?

Autor: PE (Gast)
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RS232 ist für sowas ungeeignet.
Besser RS485 oder was anderes differentielles verwenden.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Daniel,

>Denn eigentlich spannt man damit ja sozusagen riesige GND Loops auf und
>es koennen Ausglaichsstroeme fliessen.

Masseleitungen mit geringem Abstand zum Chassis verlegen, um die 
aufgespannte Fläche klein zu halten.

Vom HF-Standpunkt aus ist das Chassis als niederohmige RF plane optimal. 
Leider sind die Übergangswiderstände zwischen einzelnen Komponenten 
manchmal undefiniert. Deswegen ein zusätzliches Kabelmassenetz im Auto 
verlegen, mit geringem Abstand zum Chassis und an möglichst viele 
Chassisteile bonden. Dann hast du eine niederohmige Masse für HF und 
auch für größere Gleichströme (Blinker, Bremsleuchten, etc.).

Letzte unvermeidbare Gleichtaktstörungen auf der Masse umschiffst du 
durch Verwendung eines oder mehrerer RS485-Busse, so wie schon PE 
empfohlen hat. Die können prima Gleichtaktstörungen unterdrücken. 
Profibus verwendet sie mit großem Erfolg.

Kai Klaas

Autor: Daniel Duesentrieb (daniel1976d)
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Danke fuer eure Antworten... RS485 / CAN wuerde ich ja gern verwenden, 
jedoch haben die meisten Geraete denen wir begegnen nur eine RS232 
Schnittstelle...

Autor: hp-freund (Gast)
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Wie wäre es mit einer optischen Trennung?


http://electronicdesign.com/Articles/Print.cfm?AD=...

Autor: Anja (Gast)
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Hallo,

im Auto wird für einfache Elektronik (Fensterheber, Spiegelverstellung 
...) der LIN-Bus verwendet. Ist im Prinzip RS232 mit 0 und +12V Pegel. 
Auf der Empfängerseite wird der Schaltpunkt auf halbe 
Versorgungsspannung nachgeregelt. Das ganze wird über das LIN-Bus 
Protokoll noch zusätzlich mittels Checksumme abgesichert.
http://de.wikipedia.org/wiki/Local_Interconnect_Network

Autor: Michael Steinbauer (Firma: Steinbauer Electronics GmbH) (captain-stone)
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Hallo Daniel,

also ich würde sagen, wenn Du die GND nicht zusammenführst, dann 
bekommst Du ein Problem. Mit großem Querschnitt auf kurzem Weg zur 
Karosserie gehen.

Und das mit den Seriellen habe ich immer noch nicht verstanden. Wie 
willst Du mehrere Geräte via RS232 zusammenhängen? Da bräuchtest Du 
einen Rechner der mehrere RS232 Schnittstellen hat und sich um den 
Datenaustausch kümmert.

RS485 wurde hier schon von PE empfohlen, dem schließe ich mich an. Und 
auch dem Grundsatz, in so einer Umgebung nur einen differenziellen Bus 
zu verwenden.

Michael

Autor: Daniel Duesentrieb (daniel1976d)
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Richtig ... unser Board Computer hat mehrerer serielle (RS232) 
Schnittstellen...
Wie gesagt die meisten Geraete die wir vorfinden haben eben leider nur 
diese bloede RS232...

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Alle Verbraucher direkt an der Batterie anschliessen. Und dort auch den 
GND definieren

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Daniel,

>Wie gesagt die meisten Geraete die wir vorfinden haben eben leider nur
>diese bloede RS232...

Du könntest doch mit RS485-Transceivern selbst was bauen. Wenn du nur 
TXD und RXD verwendest, könntest du jeder Leitung einen eigenen 
RS485-"Bus" spendieren, was dann übrigens in RS422 übergeht. Ist zwar 
ein bescheuerter Aufwand, aber die Probleme mit der Masse bist du los.

Also, wenn du eine saubere Masse hast, könntest du mit einer RS232 
Schnittstelle wahrscheinlich auch problemlos kommunizieren, obwohl ich 
das keineswegs empfehlen würde. Dann spielt die Unterdrückung von 
Übertragungsfehlern allerdings hier eine zentrale Rolle. Also nicht nur 
einen Prüfsummencheck, sondern eine aktive Fehlerkorrektur mit allem Pi 
Pa Po.

Kai Klaas

Autor: oszi40 (Gast)
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Im schlimmsten Fall muß man ein bestimmtes Zeitfenster wählen ehe man 
mit der Auswertung der RS232-Signale beginnt (nach Startvorgang o.ä.)

Autor: Stefan Wimmer (wswbln)
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Haa Waa schrieb:
> Alle Verbraucher direkt an der Batterie anschliessen. Und dort auch den
> GND definieren

...und darauf achten, dass dann das Masseband zw. Batterie und Chassis 
gar niemals nicht "hochohmig" wird. Ich hab mal hübsch frittierte 
Autoelektrik gesehen, nachdem der Starterstrom sich einen kleinen Umweg 
via Antennenkabel, Radio und andere Gerätschaften über deren 
(Masse-)Direktanschluss an die Batterie suchte.

Autor: Daniel Duesentrieb (daniel1976d)
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> ...und darauf achten, dass dann das Masseband zw. Batterie und Chassis
> gar niemals nicht "hochohmig" wird. Ich hab mal hübsch frittierte
> Autoelektrik gesehen, nachdem der Starterstrom sich einen kleinen Umweg
> via Antennenkabel, Radio und andere Gerätschaften über deren
> (Masse-)Direktanschluss an die Batterie suchte.

Auch wenn alle Geraete direkt an Batt+ und Batt- (GND) angeschlossen 
sind....?

Autor: Stefan Wimmer (wswbln)
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...gerade dann: Der Stromfluß bei unterbrochenem Masseband ist im Falle 
eines Autoradios (kurzzeitig) z.B: Batterie+ -> Anlasser -> Chassis -> 
Antennenkabel (Coax-Außenleiter) -> Autoradio (Platine) -> extra 
Massekabel -> Batterie-

Meistens brennt 'nur' das Radio ab, manchmal das Antennenkabel gleich 
mit.

Das selbe passiert dann mit Zusatzgeräten, deren Abschirmung z.B. auf 
Chassis geklemmt wurde. Da findet der Anlasserstrom dann einen ähnlichen 
Weg...

Eine Absicherung der Masseleitung wäre keine schlechte Idee - sieht man 
aber selten (seltener jedenfalls als aus o.g. Grund abgebrannte Geräte).

Autor: Daniel Duesentrieb (daniel1976d)
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Danke nochmals ...

Wie machen die Jungs das wenn die Sachen wie DVD Player, Displays usw 
usw nachruesten... z.B Player haengt an einer Versorgung, zwischen 
Player und Display haengt das Videokabel (meist mit nem GND Leiter) und 
das Display haengt vieleicht an einer anderen Versorgung... und schon 
wieder eine riesige Masseschleife aufgespannt...

Klar wuerde ich versuchen Player und Display am gleichen Punkt 
anzuschliessen aber was wenn das nicht geht?

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Die haben oft eine galvanische Trennung zwischen der Batteriemasse und 
der Signalmasse.

Da gibt es mehrere Verfahren:

- Eigenes Schaltnetzteil mit galvanischer Trennung der Signalmasse von 
der Batteriemasse,

- galvanische Trennung von Signalmasse und Batteriemasse in der 
Eingangsstufe,

- quasisymmetrische Signalverarbeitung, in dem das unsymmetrische Signal 
als symmterisches aufgefaßt wird (schlechtestes Verfahren),

- symmetrische Signalverarbeitung durch Verwendung symmetrischer 
Signale,

- digitale Signalübertragung und galvanische Trennung über 
Lichtfaserkabel oder Optokoppler,

- galvanische Trennung durch Verwendung von Audioübertragern, etc. etc.

Kai Klaas

Autor: Anja (Gast)
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Hallo,

Bei hohen Datenraten erfolgt die Übertragung differentiell.
(CAN, Flexray, MOST)

Videodaten werden per MOST-Bus übertragen

http://de.wikipedia.org/wiki/MOST-Bus

für serielle langsame Daten wird der LIN-Bus verwendet

http://de.wikipedia.org/wiki/LIN_Bus

Normale RS232 würde ich zumindest nicht ohne Protokollabsicherung 
verwenden. Sicherlich wird auch einiges an Aufwand benötigt um die RS232 
durch die ganzen EMV-Tests zu bringen, da RS232 nicht von vorne herein 
auf Betrieb in Störverseuchter Umgebung ausgelegt ist.

Man könnte natürlich auch anstelle der RS232-Treiber RS422/RS485 
Treiber/Empfänger verwenden. Und hätte dann wenigstens eine 
differentielle Übertragung die entsprechende Störungen unterdrückt.

Autor: Daniel Duesentrieb (daniel1976d)
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Danke nochmals fuer die vielen Antworten und Geduld...

Leider sind einige Dinge vorgegeben und wir haben keinen Einfluss 
darauf... z.B. einen Fahrkartenautomaten der RS232 benutzt und nicht von 
uns hergestellt wird oder GPS Empfaenger die wir halt dazukaufen...

Klar waere CAN mein Favourit... Einfach und bisher beste Erfahrungen mit 
gemacht...

Wie sieht es mit kaeuflichen RS232 Isolatoren aus? Vieleicht hat da 
jemand Erfahrungen damit?

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Wie sieht es mit kaeuflichen RS232 Isolatoren aus?

Du meinst die Dinger mit Optokopplern?

Die sind ganz brauchbar, wenn sie gute Optos verwenden mit geringer 
Koppelkapazität und internem Schirm. Ich würde das jeweilige RS232-Kabel 
(mit allen Drähten und Schirm) an beiden Enden noch durch einen 
Ferritring fädeln, um die Gleichtaktunterdrückung für HF zu verbessern, 
also genau dort, wo die Optos aufgrund ihrer Koppelkakazität beginnen 
"leitend" zu werden.

Die Verwendung von geschirmten RS232-Kabeln mit beidseitig aufgelegtem 
Schirm und die Verwendung von SMD-Varistoren von jedem Eingang/Ausgang 
nach Masse sollten dich eigentlich sicher durch die CE-Messungen 
bringen.

Kai Klaas

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