Forum: Haus & Smart Home RS485 galvanische Trennung?


von Richi (Gast)


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Hallo

ich plane einen etwa 1,1 km langen RS485 Bus aufzubauen (2-Draht).

Brauche ich da galvanische Trennung und wenn ja, komme ich dann mit 
meinen 2 Drähten noch aus?

Als Draht verwende ich ein Telefonkabel(twisted pair).


Gruß
Richi

von Falk B. (falk)


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@  Richi (Gast)

>ich plane einen etwa 1,1 km langen RS485 Bus aufzubauen (2-Draht).

>Brauche ich da galvanische Trennung

Nicht unbedingt. Ist aber vorteilhaft.

> und wenn ja, komme ich dann mit
> meinen 2 Drähten noch aus?

Der berühmte RS485 Zweidrahtbus hat in Wirklichkeit 3 Drähte. Masse 
braucht man da nämlich auch. Auch bei galavanischer Trennung.

MFG
Falk

von Richi (Gast)


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wie realisiere ich eine galvanische Trennung am besten?

und wieso braucht man eine Masseleitung.
Vergleicht nicht der RS485-IC nur die beiden Leitungen - ohne 
Massebezug?

oder habe ich da was falsch verstanden?

von Falk B. (falk)


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@Richi (Gast)

>wie realisiere ich eine galvanische Trennung am besten?

Siehe Artikel Galvanische Trennung.

>und wieso braucht man eine Masseleitung.

Weil na die fast immer braucht.

>Vergleicht nicht der RS485-IC nur die beiden Leitungen - ohne
>Massebezug?

Nö. Da gibt es den schönen Parameter "Input Common mode range", auf 
deutsch Gleichtakteingangsspannungsbereich ;-)

MfG
Falk

von Richi (Gast)


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Wie realisiert man dann einen Sender?

von Falk B. (falk)


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Lies mal den Artikel.

von Richi (Gast)


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Sorry

meinte Empfänger

von Falk B. (falk)


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Genau anders herum? ISt das sooo schwer abzuleiten?

von Dieter M. (Gast)


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Falk Brunner schrieb:
>>und wieso braucht man eine Masseleitung.
>
>
>
> Weil na die fast immer braucht.



Was ist denn das für `ne Antwort?

Also die RS-485 Verbindungen, die ich bisher aufgebaut habe, haben auch 
ohne Masse funktioniert. Auch über >100m. Und die Treiberbausteine haben 
auch nur die Eingänge 'A' und 'B'.
Bei diesen Entfernungen eine geschirmte Leitung zu verwenden ist 
bestimmt nicht verkehrt. Der Schirm muss dann natürlich einsietig auf 
Masse liegen. Für die Datenübertragung notwendig ist die Masseverbindung 
zwischen zwei Geräten doch wohl nicht.
Bei großen Entfernungen ist wegen eines evtl. größeren Masseversatzes 
eine galvanische Trennung der Datenleitungen durchaus sinnvoll. Siehe 
Artike oben.

von Dieter M. (Gast)


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Ach ja, ggf Leitungsabschluss verwenden (schauen, ob 120 Ohm 
funktionieren)

von Gast XIV (Gast)


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Wenn Hobby/Privat einfach probieren, Professionell nie ohne.

485 ist Zweirichtungsbetrieb, da ist die Trennung nicht ganz so einfach.

Alternativ evtl ADSL, gibt es Modems für die bei 1 km Telefonleitung 
wohl so 2-4Mbit machen.

von Richi (Gast)


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Also mittlerweile hab ich die Schaltung mit dem Optokoppler verstanden, 
stand gerade irgendwie auf dem Schlauch. Also eine Galvanische Trennung 
lässt sich einrichten, und wenn ich das richtig verstanden habe muss ich 
dann enie dritte Ader nehmen und diese dann mit der galvanisch 
getrennten Masse an jeder Sende-Empfangsstation verbinden!?!

Stimmt das so oder hab ich immer noch nen Wurm drinnen?

von Störer (Gast)


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So machen wir es.

Wir benutzen RS485 im Bus mit bis zu 70 Teilnehmern und 115200 Baud über 
ca 100..130m. Über XCK0 kann man die Datenrichtung umschalten. Wenn ihr 
das nicht braucht, dann tuts auch ein ADUM1201 statt eines ADUM1301.

von Störer (Gast)


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Nachtrag:
Wir benutzen den LTC1487 weil wir mehr als 32 Teilnehmer im Bus haben. 
Viele RS485-Treiber sind nur für max. 32 Teilnehmer ausgelegt. Es gibt 
einige wenige die bis zu 128 Teilnehmer können.

@Falk
RS485 ist ein Differenz-Signal. Da wird IMHO niemals Masse benötigt. Das 
währe bei einem Feldbus ja auch sinnfrei.

von Störer (Gast)


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Nachrag vom Nachtrag:

Man beachte, dass der ADUM1301 hier auch als Level-Shifter arbeitet.

von R. M. (rmax)


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Gast XIV schrieb:

> Alternativ evtl ADSL, gibt es Modems für die bei 1 km Telefonleitung
> wohl so 2-4Mbit machen.

Mir sind bisher keine ADSL-Modems untergekommen, die 
Back-To-Back-Verbindungen unterstützen. Bist Du sicher, daß Du ASDL 
meinst und nicht SDSL?

von torsten (Gast)


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Hallo

RS485 braucht definitiv nur 2 Adern.eine 3. leitung ist immer nur eine 
potentialausgleichsleitung bei einen minderwertigen schaltungsaufbau 
(ohne potentialtrennung durch optokoppler). bei 1200m länge Hängt deine 
schaltung A  z.b. am Orts-Trafo von Dorf A    und Schaltung B am 
Ortstrafo Von Dorf B . Und mit 3 leiungen will mann dann einen 
Potentialausgleich zwischen 2 Ortsnetzen Herstellen.Also immer mit 
optokoppler und DC/DC Wandler. Sobald deine schaltungen jeweils eine 
eigen Stromversorgung Haben must du es Trenn,auch wenn die Schaltungen 
nur 20cm weit auseinander auf einen tisch Stehen alles andere ist murks.


Gruß Torsten

von Richi (Gast)


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Gut jetzt habe ich es kapiert.

Zwei Drähte (A/B) + jeden Teilnehmer galvanisch Trennen.


Vielen Dank an alle!!!


Gruß
Richi

von Falk B. (falk)


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@Richi (Gast)

>Gut jetzt habe ich es kapiert.

Nöö. Du hast dich von den Schlaumeiern in die Irre führen lassen.

>Zwei Drähte (A/B) + jeden Teilnehmer galvanisch Trennen.

Masse fehlt.

MfG
Falk

von R. M. (rmax)


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Wo bleibt denn bitte die galvanische Trennung, wenn die beiden 
Stromkreise dann doch wider durch eine Masseleitung verbunden werden?

von Ulrich (Gast)


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Falk hat recht.
Die Masse von Sender-IC und Empfänger-IC muss das gleiche Potenzial 
haben!
Und er schlägt vor das man das mit einer Masseleitung zum 
Potenzialausgleich herstellen könnte. ;-)

Durch die DC/DC Wandler auf der Seite des Senders/Empfängers ist eine 
galvanishce Trennung zum Rest der Schaltung dann trotzdem noch gegeben.


@Falk:
Aber wenn man auf beiden seiten ein DC/DC Wandler hat könnte man dann 
nicht
den 120Ohm Wiederstand zwichen A und B nicht teilen. in 2x60 Ohm und den 
Mittelabgriff hochohmig mit Masse verbinden? Dann lönnte man doch Die 
Masseleitung weglassen? Weil wenn auf beiden Seiten DC/DC Wandler sitzen 
und A und B auf beiden Seiten über einen Widerstand verbunden ist. Dann 
können meiner Meinung Nach keine großen Potenzialdiffferenzen mehr 
entstehen!?

von Richi (Gast)


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Wem soll ich denn glauben, wenn jeder anderer Meinung ist???

von Ulrich (Gast)


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Der Autor dieser Seite hat geschrieben das in der Norm angeblich 
drinsteht das eine Masseverbindung vorhanden sein muss:
http://www.eseo.de/rs485.htm
(Aber ins Internet kann ja jeder alles reinschreiben... )


Und hier( http://www.wut.de/e-6wwww-11-apde-000.php ) steht folgendes:
>Obwohl für große Entfernungen in industrieller Umgebung bestimmt, zwischen
>denen Potentialverschiebungen unvermeidbar sind, schreibt die RS485-Norm
>direkt keine galvanische Trennung vor. Da jedoch die Empfängerbausteine
>empfindlich auf eine Verschiebung der Massepotentiale reagieren, ist für
>zuverlässige Installationen eine galvanische Trennung, wie sie von der
>ISO9549 definiert wird, unbedingt empfehlenswert.


Fakt ist aufjedenfall das es keine Potentialverschiebung zwischen Sender 
und Empfänger geben darf.
Wenn eine galvanische Trennung vorhanden ist (zwischen RS485 <=> Rest 
der Schaltung) dann können keine Potenzialdifferenzen entstehen und dann 
könnte man die Masse Leitung weglassen. Ich Persönlich würde dies aber 
nicht tun.
Im normalbetrieb fließt über eine eventuelle Masseleitung eh kein Strom. 
So ganz flappsig gesagt: Und wenn kein Strom über einen Leiter 
drüberfließt dann kann man ihn auch weglassen.
Aber bevor ich jetzt mit ADSL Modems usw. anfangen würde, würde ich es 
einfach als 2 Draht aufbauen und testen wielange es hält. Es wird eh zu 
99.95% auf Anhieb funktionieren.
Bedenke aber noch folgendes: Bei Steckern von Datenleitungen hat man ja 
normalerweise eine "voreilende Masseverbindung". Damit alle 
Signalleitungen einen gleichen Massebezug haben. Und dies ist ohne 
Masseverbindung beim Zusammenstecken nicht gewährleistet. Aber ich 
vermute das Maxim mit solchen Quälereien seiner MAX485... gerechnet hat 
und die so einiges aushalten werden...
Siehe Dieter M. oder Störer. Bei denen geht es auch.

Sorry das du jetzt so verwirrt wurdest.

Aufjedenfall galvanische Trennung(auf beiden Seiten würde ich das 
machen) und wenn nich realisierbar dann einfach Masseverbindung 
weglassen!

von torsten (Gast)


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von Richi (Gast)


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Hallo

erstmal entschuldigung für das lange warten.


Also eine Masseverbindung mitzuführen ist besser, es geht aber auch ohne

Aber in jedem Fall galvanische Trennung.


So richtig?

Gruß
Richi

von Falk B. (falk)


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@  Richi (Gast)

>Also eine Masseverbindung mitzuführen ist besser, es geht aber auch ohne

Es KANN auch ohne Masse funktionieren, aber die Funktionssicherheit ist 
vor allem bei 1,1 km deutlich verringert.

>Aber in jedem Fall galvanische Trennung.

Ja.

MFG
Falk

von Fabian B. (fabs)


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Wie schaut es aus bei Strecken <10m in normaler Umgebung, also Wohnung, 
Büro u.ä?

Mit Masse oder nur das differentielle Paar?

Gruß
Fabian

von Ralf G. (old-school) Benutzerseite


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Hallo zusammen,

galvanische Trennung kann ich nur zu raten !!

Ich habe selber ein RS485-Bus seit Jahren für die Haussteuerung noch im 
Einsatz ... ( bin derzeit dabei alles auf I2C umzustellen )

Durch die langen RS485 Leitungen kommt es teilweise zum Absturz des 
steuernden uP.

Die RS485-Leitungen liegen teilweise auf längere Strecke bei mir mit den 
220V-Leitungen zusammen, gerade beim schalten von induktiven Lasten kam 
es zu den besagten Problemen, manchmal mehrmals Wöchentlich, manchmal 
nur einige male im Jahr.

Ich habe daraufhin den RS485-Bus von der Steuer-CPU galvanisch getrennt, 
seit dem läuft es problemfrei.

Bei meinem RS485-Bus wird auch eine 12V-Versorgung mitgeliefert
+12  A  B / GND  (2x2 0,8)

Somit ist kein Netzteil bei den Aktoren nötig und zur Lastseite sind 
diese über Bipolare-Relais(spart Strom) entkoppelt.

Gruss Ralf

von Richi (Gast)


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Hallo mal wieder

ich habe mich jetzt mittlerweile für das Mitführen einer Masse 
entschieden, da es ja doch einige Problematik bei der Übertragung geben 
kann (ohne Masse).

Ich muss nun einfach die Masse aller Teilnehmer (und des entkoppelten 
Gliedes) miteinander verbinden?

Gruß
Richi

von Tim (Gast)


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>Ich muss nun einfach die Masse aller Teilnehmer (und des entkoppelten
>Gliedes) miteinander verbinden?

was meinst du mit "und des entkoppelten Gliedes"?

Ich würde nur die Masse der Galvanisch getrennten 485 Treiber
zusammenschalten. Diese dann an EINEM Punkt hart Erden oder kapazitiv
an jedem Punkt Erden.
Die Masse hinter der galvanischen Trennung ist dann egal.
Unbedingt auf ausreichte Spannungsfestigkeit achten...

von Ralf G. (old-school) Benutzerseite


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@ Richi

aber bitte nicht die Massen/Erdungen über dein Hausbus zusätzlich 
durchführen, dafür gibt es den Potential-Ausgleich in einem Haus.

von Richi (Gast)


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Hallo

@Tim

so hab ich das schon gemeint, aber wie meinst du das mit dem erden, 
einfach Masse an Erde?

@Ralf

wie meinst du das?

von Ralf G. (old-school) Benutzerseite


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@Richi
>>wie meinst du das?

wenn Du für deinen Buss z.B. geschirmte Leitungen verwendest, darfst Du 
diese nur au einem Punkt ERDEN !!!

An den Aktoren darf der Schirm keinen Kontakt zu ERDUNG(z.B. 
Metalgehäuse) haben, sonst kann es sein, das im falle eines Masseschluss 
am 220V Gerät nicht nur der dafür vorgesehene PE Leiter den Strom 
ableitet, sonder auch deine Buss Leitung (Schirm). Das würde deinem 
HausBus nicht gerade gut tun ...

von Richi (Gast)


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warum muss ich die leitung überhaupt erden?

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Hallo,

gleiches Potenzial an allen beteiligten Enden ist sicherlich von 
Vorteil. Die Chips haben halt nur eine gewisse Spannungsfestigkeit. Wenn 
der Potenzialunterschied zu groß wird sterben die Teile.
Darf ich anregen die RS485-Chips diekt an das Kabel an zu schließen, 
eventuell noch Überspannungschutzelemnte an die Doppelader 
(Blitzschutz). Die "Teilnehmer" dann auf einen Potenzialausgleich 
führen, falls möglich. Dazu reicht unter Umständen auch ein Erdungsstab 
bei den Anschlußstellen.
"Hinter" den RS485-Chips dann die Optokoppler. Bei Schaltung ist 
einfach, billig und wenn die RS485-Chips mal bei Überspannung sterben, 
dann kann man die recht einfach ersetzen. Die galvanische Trennung 
vereinfacht sich und alle Bauteile sind Standard. Natürlich braucht man 
dann eine getrennte Stromversorgung für die RS485-Chips.
Steht ja auch als Lösung hier 
http://www.mikrocontroller.net/articles/Galvanische_Trennung
Entweder billige Steckernetzteile, oder man könnte das über Fernspeisung 
lösen und z.B. statt 3 Adern (incl. Masse), 5 Adern verlegen? Ach ja, 
wichtig, die Adern verdrillen. Darum kann man vielleicht auch gleich 
UTP-Kabel nehmen und hat dann genug Adern für die Stromversorgung übrig 
...

von Castlerock (Gast)


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darf ich auch ein vorschlag machen?

Es kommt auf das verwendete Abschlussbeschaltung.  Ich verwende immer 
ein kombination aus RC und Fail-safe, also RC als dynamische abschluss 
pro teilnehmer und ein pull-up auf der A, und pull-down auf der B pin. 
je nach Bus dimensionieren. Damit braucht man nur 2 leiter, hat aber 
auch potentialausgleich.  Um Galvanische trennung kommt man trotzdem 
nicht herum.

Habe ich aus den hervorragende AN1057 von National "Ten Ways to 
Bulletproof RS-485 Interfaces"

www.national.com/an/AN/AN-1057.pdf

echt Lesenswerte wenn man mit RS485 arbeitet.

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Hi,

DAS ist nun mal wirklich ein guter Beitrag !!

Castlerock schrieb:
> darf ich auch ein vorschlag machen?
>
> Es kommt auf das verwendete Abschlussbeschaltung.  Ich verwende immer
...
> www.national.com/an/AN/AN-1057.pdf
>
> echt Lesenswerte wenn man mit RS485 arbeitet.

Bisher habe ich immer nach dem Motto gehandelt "das wurde schon immer so 
gemacht, warum es so gemacht wird ist klar ... also mache ich es so".
Über einige Aspekte in dem Dokument habe ich bisher gar nicht nach 
gedacht ...

Danke !

von Kai Klaas (Gast)


Angehängte Dateien:

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>RS485 ist ein Differenz-Signal. Da wird IMHO niemals Masse benötigt. Das
>währe bei einem Feldbus ja auch sinnfrei.

>RS485 braucht definitiv nur 2 Adern.eine 3. leitung ist immer nur eine
>potentialausgleichsleitung bei einen minderwertigen schaltungsaufbau

Die Masse muß mitgeführt werden! Warum, erfährt man in dieser 
Application Note:

http://www.national.com/an/AN/AN-1057.pdf

Die entscheidende Passage habe ich im Anhang kopiert.

Kai Klaas

von Martin (Gast)


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... RS485 Zweidrahtbus hat in Wirklichkeit 3 Drähte ...

Das ist deine Wirklichkeit: bei mir funktioniert RS485 mit 2 Drähten.

von Wolfgang H. (frickelkram)


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Martin schrieb:
> ... RS485 Zweidrahtbus hat in Wirklichkeit 3 Drähte ...
>
> Das ist deine Wirklichkeit: bei mir funktioniert RS485 mit 2 Drähten.

Hallo Martin,

welche Länge nutzt du? In welcher Umgebung nutzt den BUS?

Das RS485 alleine mit zwei Drähten funktioniert ist klar. Allerdings 
hast Du dabei vermutlich ein ähnliches potenzial zwischen den 
Kommunikations-Partnern. Ich vermute auch dass du den BUS in einer 
"kontrollierten" Umgenung nutzt (z.B. Innerhalb eines Gebäudes, mit nur 
einer Stromzuführung und gemeinsamer Erde ...)

Die ursprüngliche Frage bezog sich auf einen BUS mit 1,1km Länge. 
Abgesehen davon das RS485 gar nicht für diese Länge spezifiziert ist, 
gehe ich auch davon aus das diese Länge zwischen zwei getrennten 
Gebäuden, eventuell mit getrennter Stromversorgung und Erde bestehen 
soll. Dann sieht das schon anders aus. In dem Fall würde ich schon für 
einen Potenzialausgleich sorgen, das Kabel ab schirmen und die 
Abschlüsse ordendlich beschalten. Eine Galvanische Trennung muss in dem 
Umfeld einfach sein.

von Martin (Gast)


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Hallo Wolfgang,

meine Anwendung (Hausbus) ist tatsächlich in einem Gebäude 
(Mehrfamilienhaus). So weit so gut. Aber mein Satz bezog sich auf die 
undifferenzierte und arrogante Absolutheit der Aussage ("RS485 
Zweidrahtbus hat in Wirklichkeit 3 Drähte"), die in dieser Form einfach 
nicht richtig ist.

von Zacc (Gast)


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Die Laenge ist eine Frage der Treiber. Gemaess Artikel 
http://www.mikrocontroller.net/articles/RS-485
gibt es Treiber fuer 3MegaBit bei 500m, und mit weniger Geschwindigkeit 
kommt man weiter.

von Kai Klaas (Gast)


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Hallo Martin,

>So weit so gut. Aber mein Satz bezog sich auf die undifferenzierte und
>arrogante Absolutheit der Aussage ("RS485 Zweidrahtbus hat in
>Wirklichkeit 3 Drähte"), die in dieser Form einfach nicht richtig ist.

Aber dieser Satz ist richtig. Lies Applications Notes von Texas 
Instruments and National Semiconductors zu diesem Thema und du wirst 
immer diesen Hinweis finden. Ich habe doch die entsprechende Passage 
extra in diesen Thread kopiert.

Du mußt berücksichtigen, daß der Eingang eines RS485-Tranceivers immer 
einen Eingangsstrom zur Signalmasse fließen läßt. Wenn du die Masse 
nicht mitführst, muß er sich für den Masserückstrom einen anderen Pfad 
suchen, der unter Umständen eine riesige Schleife bildet. Das kann gut 
gehen, wenn die anderweitige Masseverbindung niederohmig ist und keine 
allzugroßen Potentialunterschiede herrschen. Aber gedacht ist der RS485 
Bus ganz eindeutig für eine Mitnahme der Signalmasse. Das ist so 
selbstverständlich, daß in vielen Datenblättern das selbstverständliche 
Mitführen der Signalmasse nicht ausdrücklich erwähnt wird.

Ganz anders sieht es dagegen aus, wenn du einen echten differentiellen 
Bus verwendest, bei denen Übertrager verwendet werden. Hier ist der 
Wirkstrom tatsächlich rein differentiell und benötigt keinen Pfad zur 
Sinalmasse.

Kai Klaas

von Michael (Gast)


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Bei der Masseummantelung für weite Strecke (z.B. 1,2 km), geht es bei 
RS485 doch eh bloß darum evtl. Störeinstrahlung zu verhindern. Daher 
führt man die Masseummantelung über die gesamte Strecke ununterbrochen 
von Station 1 aus bis an anderer Seite die Masse aufgebrochen bzw. im 
Stecker nicht mit der Station 2 verbunden wird. Auf Station 1 hingegen 
wird die Masse verbunden - logisch. Um die Treiber zu schützen, trennt 
man die Datenleitungen zusätzlich galvanisch auf, z.B. via Optokoppler 
an Station 1.

von JDelphi (Gast)


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Auf jeden Fall braucht RS485 einen GND Bezug. (Nicht unbedingt eine 
Seperate GND Leitung) Auch wenn das Signal Differential übertragen wird, 
sollte das Signal nicht zu weit weg von dem Transmitter/Receiver Masse 
sein. Sonst hebt der Natürlich den Deckel und man kann so einen Baustein 
von innen ansehen.

Ist halt nicht so wie TP Netzwerk. Dort sind ja auf beiden Seiten 
Trafos, die das Signal trennen.

Spaßige Idee, trennt mal bei einem USB Kabel alles bis auf Grün / Weiß 
und speist das Gerät extern. Aber bitte nicht hauen wenn der USB Port 
nicht mehr geht.

von Timo N. (tnn85)


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Der Beitrag ist 12 Jahre alt...
Sei's drum.
Hier noch eine schöne AN zum Thema RS485 und Masseverbindung:
https://www.ti.com/lit/an/slla272d/slla272d.pdf

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