Hallo liebe Bastler, ich bin gerade dabei eine kleine Schaltung zu realisieren, die insgesamt 8 verteilte Sensoren abfragt und speziell auswertet (es geht um eine Art Alarmanlage). Die Sensoren liefern über jeweils 2 Relais ihren aktuellen Status, sind aber auf dem Gelände verteilt und mit 0,8er Telefonerdkabel mit einem zentralen Punkt verbunden. Die Telefonerdkabel führen schon andere Steuersignale und ich habe insofern nur drei Adern frei. An sich sollte die Lösung nicht kompliziert sein: eine Ader bekommt meine Schaltungsmasse die an beide Common-Relaiskontakte angeschlossen wird. Die anderen beiden Relais-Kontakte werden über die verbleibenden beiden Leitungen zu meiner Schaltung geführt und dann mit PullUps (nicht die ATMEGA eigenen, sondern externe) an die Inputs des uC verbunden. Da die Kabel jetzt allerdings teilweise 200m lang sind und auch draußen verlaufen, frage ich mich, welche sinnvollen Schutzmaßnahmen ich zusätzlich noch integrieren sollte. Viele Dank für die Infos
@Thorsten K. (rastlos) >verlaufen, frage ich mich, welche sinnvollen Schutzmaßnahmen ich >zusätzlich noch integrieren sollte. Überspannungsschutz mit Suppressordiode. Niederohmiger Pull-Up, sagen wir 1K. Hochohmiger Längswiderstand (10k) + C (100n) zum AVR Pin dür Strombegrenzung und Filterung. Das sollte die meisten Probleme abfangen MFG Falk
Thorsten K. schrieb: > an die Inputs des uC Solch lange Drähte könnten auch eine schöne Antenne sein und viele Störungen einsammeln. Deine Eingangsschutzschaltung sollte sie dann verkraften.
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Erst einmal vielen Dank für die schnellen Kommentare! Ich habe mal eben schnell eine Eingangsschaltung gezeichnet - so in etwa ist der Vorschlag gemeint, oder? Was den 100n Kondensator betrifft, vermute ich, dass er nur zu Filter- und nicht zu Schutzzwecken gedacht ist. Da das Programm "Prellen" und kurze Störungen filtern wird (erst 10 aufeinander gesampelte gleiche Werte werden akzeptiert), könnte man diesen Kondensator einsparen oder sollte man ihn lieber belassen? MFG TK
Thorsten K. schrieb: > Was den 100n Kondensator betrifft, vermute ich, dass er nur zu Filter- > und nicht zu Schutzzwecken gedacht ist. Wo siehst du denn den Unterschied zwischen Filter und Schutz. Bei jedem Eingangspuls, der die Versorgungsspannung des µC überschreitet, wirkt das TP-Filter als Schutz, indem die Pulse durch das C flacher werden.
Und was schützt VCC vor den äusseren Einflüssen?
Die Suppressordiode ist verpolt. VCC wird über den 1K geschützt, schließlich klemmt die Suppressordiode die Spannung. Ach ja, Bauteilnamen wären nicht schlecht. MFG Falk
Hallo, ich würde den µC galvanisch trennen (Optokoppler) und den Primärkreis mit höherer Spg (24-48V) betreiben und Schutz wie für Fernmeldeleitungen (Varistoren u. Überspannungsableiter) vorsehen. Einige Klemmenhersteller bieten Klemmen mit eingebauter Schutzschaltung an. Bei Falks Vorschlag sehe ich die Schaltung nach dem ersten Gewitter im Nnahbereich als Totalschaden! MfG
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Noch ein paar zusätzliche Hinweise: Der angedachte uC soll ein ATMEGA2560@16MHz@5V werden. Die Kabelverlegung ist vollständig unterirdisch (bis auf im Gebäude selbst natürlich). Die Kabel sind geschirmt und einseitig geerdet. @Falk: Diode ist korrigiert... Was meinst du mit Bauteilnamen? Für die Diode hatte ich einen angegeben - bei den Widerständen/Kondensatoren hatte ich an Wals-und-Wiesen-Typen gedacht... @Volker S: Theoretisch ist vor Ort eine 24V Spannunsgversorgung (die speist über DC/DC die lokalen Komponenten), die ich nutzen könnte, um Opto-Koppler anzusteuern. Ich habe dabei noch ein paar HCPL-3700 Optos rumliegen - mit Varistoren dürften die recht gut geschützt sein. @all: Ist eine Opto-Koppler Lösung nicht overkill? Ich will schon vernünftige Schutzmaßnahmen vorsehen, aber einen direkten Blitzschlag überlebt die Schaltung sowieso niemals. Werden die Störungen bei einseitig geerdetem, geschirmtem und vollständig unterirdisch verlegtem Kabel wirklich so groß? Mir fehlen da einfach die Erfahrungswerte, was sinnvoll ist... MfG TK
@ Thorsten K. (rastlos) >Die Kabelverlegung ist vollständig unterirdisch (bis auf im Gebäude >selbst natürlich). Die Kabel sind geschirmt und einseitig geerdet. Wenn die Erdung des Schirms beim uC gut ist, kann man ggf. auf die Optokoppler verzichten. >Was meinst du mit Bauteilnamen? Für die Diode hatte ich einen angegeben ??? Das sind WERTE. Namen sind R1, C1 etc. >Ist eine Opto-Koppler Lösung nicht overkill? Jain. Bei 8 Tastern ist das noch machbar. >Ich will schon vernünftige Schutzmaßnahmen vorsehen, aber einen direkten >Blitzschlag überlebt die Schaltung sowieso niemals. Sicher, es gaht aber um indirekten Einschlag, un der kann auch in 500m Entfernung noch irdentlich Fehlerspannungen induzieren. MFG Falk
Hallo, im Prinzip sitzt die galvanische Trennung am falschen Ende: da die gesamte Leitungslänge mit dem Prozessorsystem verbunden ist, kommen auch alle eingesammelten Störungen dort an. Daher sind Industriesysteme eben andersrum aufgebaut, die Eingänge sind für 24V Gleichspannung und über Optokoppler getrennt. Da zwar ein Optokoppler, aber dafür keine Schutzbeschaltung zum Schutz des Prozessors benötigt wird, ist das nicht unbedingt teurer, aber betriebssicherer. Ein weiterer Vorteil ist, das jeder Eingang auf ein anderes Potential bezogen sein kann. Ob es sich lohnt, was zu ändern, wenn es nun mal anders ausgeführt ist, weiss man wahrscheinlich erst viel später. Gruss Reinhard
Reinhard Kern schrieb: > Daher sind Industriesysteme eben > andersrum aufgebaut, die Eingänge sind für 24V Gleichspannung und über > Optokoppler getrennt. vom µC, genau so meinte ich das auch! MfG
@Reinhard Kern: Die Aussage mit "verkehrt-herum" verstehe ich nicht ganz. Aktuell sind alle Sensoren über Telefonerdkabel sternförmig mit dem Technikraum verbunden. Diese Sensoren werden mit 24V zentral aus dem Technikraum versorgt und stellen Relais-Kontakte zur Verfügung. Meine erste Idee war vom uC-System die Masse an die Sensoren zu verteilen und dann einen PullUp und eine kleine Schutzschaltung zu verwenden. Sollen die Opto-Koppler zum Einsatz kommen, dann würde ich die sternförmig-verteilte 24V-Betriebsspannung für die Sensoren zusätzlich auf die Relais-Kontakte geben, so dass dann an der Eingangs-Seite der Opto-Koppler im Technikraum 24V Gleichspannung ankommt - die uC-Seite wäre dann mit sehr kurzen Leitungslängen galvanisch getrennt. Damit ist dann der uC gut geschützt und im Extremfall ist (hoffentlich) nur der Opto-Koppler hinüber - bei gesteckter Version wäre der Fehler dann schnell behebbar. Allerdings wäre es natürlich am schönsten, wenn auch der Opto-Koppler sich nicht bei einem Gewitter im Nahbereich verabschiedet. Volker S hatte dafür jetzt Varistoren und Überspannungsableiter vorgeschlagen. Wie würde eine gute Schaltung dafür denn aussehen?
Thorsten K. schrieb: > Die Aussage mit "verkehrt-herum" verstehe ich nicht ganz. Nach dem weiteren Text hast du das schon richtig verstanden: alle wesentlichen Störungen entstehen im Kabel. Die galvanische Trennung sollte u.a. die Störungen von der Elektronik fernhalten, das ist am Prozessor viel wichtiger als an den Relais (die gehen nicht so schnell kaputt), also sollte die galvanische Trennung auch das Kabel vom Prozessor trennen. Die Isolationsspannung beträgt bei Optokopplern übrigens bis 5000V, da schlägt so leicht nichts zum Prozessor durch. Mit direkter Schutzbeschaltung müsste man das erst mal hinkriegen. Reparieren muss man u.U. beide, eine Suppressordiode ist nach ernsthafter Inanspruchnahme wahrscheinlich kurzgeschlossen. Gruss Reinhard
@Reinhard: Meine Aussage war vielleicht missverständlich formuliert: Mir geht es um eine Schaltung, die mit großer Wahrscheinlichkeit auch ein sehr nahes Gewitter überleben kann - dabei geht es nicht nur um die Komponentenpreise, sondern, dass die Schaltung an einer eher unzugänglichen Stelle sitzen wird und eine Reparatur deshalb sehr unangenehm wäre. Nach den Antworten her schätze ich, dass ich einen Opto-Koppler einsetzen sollte. Zusätzlich bin ich am überlegen, den Opto-Koppler noch so zu schützen, dass ein Austausch nicht nötig sein würde. Dazu wurde von Volker S eine Kombination von Varistor und Überspannungsableiter vorgeschlagen - sollen die beide einfach nur parallel gegen Masse geschaltet werden oder wie sähe da eine gute Lösung aus? Ich frage mich dabei natürlich auch, ob dieser zusätzliche Schutz Sinn macht - also wie groß die Wahrscheinlichkeit ist, dass die Schutzschaltung vorm Opto-Koppler bei einem schweren Gewitter mir den ansonsten fälligen Austausch erspart... MfG TK
Thorsten K. schrieb: > Dazu wurde von Volker S eine Kombination von Varistor und > Überspannungsableiter vorgeschlagen - sollen die beide einfach nur > parallel gegen Masse geschaltet werden oder wie sähe da eine gute Lösung > aus? Zunächst mal hast du ja garkeine Masse, sondern nur für jeden Eingang einen Plus und einen Minus Anschluss. Die sind gegen zu hohe Eingangsspannung zu schützen. Du kannst natürlich alle Minusse zu einem GND verbinden, aber ich würde das lassen, weil du damit Überspannung an einem der Kabel teilweise auf die anderen überträgst, zumindest wenn die GND-Verbindung nicht optimal ist. Vermutlich hast du ja nicht gerade einen Staberder neben dem Gerät. Ist aber schon ein komplexes Thema. Gruss Reinhard
Nimm doch 24V Standard Relais, montiere sie in naechster Naehe deiner uC Schaltung und steuere sie ueber deine potentialfreien Kontakte. Somit hast du sehr kurze und sichere Leitungen zu deinen uC Eingaengen. Elektromechanik PUR.
Thorsten K. schrieb: > Nach den Antworten her schätze ich, dass ich einen Opto-Koppler > einsetzen sollte. Zusätzlich bin ich am überlegen, den Opto-Koppler noch > so zu schützen, dass ein Austausch nicht nötig sein würde. Du meinst, dem Optokoppler eingangsseitig noch eine Transil-Diode einbauen? Kann nicht schaden und ist nicht teuer. Die angegebene Transil-Diode ist übrigens bidirektional, das Symbol stimmt also nicht.
@Reinhard: Es ist "leider" so, dass alle 8 Sensoren sternförmig durch ein einziges großes MeanWell 24V-Netzteil versorgt werden. Die Minusse sind also schon alle an diesem Netzteil zu einem GND verbunden, wenn man es so bezeichnen will. Da ich aufgrund der Kabeldimensionierung und Vorbelegung für andere Aufgaben nur noch drei freie Adern für die zwei Relais habe, muss ich etwas tricksen. Ich kann also nun entweder + oder - von der 24V-Versorgungsspannung auf die Relaiskontakte geben und über das Kabel zu meinem uC leiten - den anderen Anschluss müsste ich lokal vom zentralen Netzteil nehmen... Ich tendiere dazu +24V über die Leitung zu schicken und "-" oder 0V lokal vom Netzteil zu nehmen - oder ist es andersherum die geschicktere Lösung? @digitaler Fritz: Das verbrennt natürlich einiges an Energie, aber ist vom Preis-/Leistungsverhältnis der Bauteile sicherlich sehr gut. Die Spule dürfte außerdem recht unempfindlich sein, oder irre ich mich da? @Konrad S: Eine Transil-Diode bzw. wie Volker S meinte mit Varistor und Überspannungsableiter - in Kombination schon recht teuer - deshalb frage ich mich ob das wirklich lohnt - zwar ist der Demontage-Aufwand immens, aber es sollte dann auch wirklich helfen... Was das Symbol angeht, verwende ich TARGET3001 für die Leiterplatten und das bietet leider nicht das korrekte Symbol...
Thorsten K. schrieb: > Ich tendiere dazu +24V über die Leitung zu schicken und "-" oder 0V > lokal vom Netzteil zu nehmen - oder ist es andersherum die geschicktere > Lösung? Bleib bei der Industrienorm Eingang +24V = logisch 1, also die -24V als Common GND. Dann kannst du auch mit handelsüblichen SPSen zusammenarbeiten. Gruss Reinhard
Reinhard Kern schrieb: > Bleib bei der Industrienorm Eingang +24V = logisch 1, also die -24V als > Common GND. Sind das dann 48V oder sind die Anschlüsse "24V +" und "24V -" gemeint?
@ Wolfgang (Gast) >Sind das dann 48V nein. >oder sind die Anschlüsse "24V +" und "24V -" gemeint? +24V und 0V, aka Masse.
Wolfgang schrieb: > Sind das dann 48V oder sind die Anschlüsse "24V +" und "24V -" gemeint? Sorry, war etwas unexakt. Natürlich +24V -> "24V +" und 0V -> "24V -". Gruss Reinhard
Hallo, Überspannungsschutz findest Du hier: http://eshop.phoenixcontact.de/phoenix/treeViewClick.do?UID=852610649&parentUID=&reloadFrame=true Das 24V Netzteil und Verdrahtung sollten auch räumlich (im Schaltschrank) vom µC getrennt sein! MfG
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