Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik RS485 und Stromversorgung über Netzwerkkabel?


von L. K. (ladde)


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Hallo,

ich plane derzeit ein modulares System und bin mir bei der 
Stromversorgung der einzelnen Module noch unsicher.
Alle Module hängen an einem gemeinsamen RS485 Bus (2-Draht, 9600baud), 
den ich über Cat5-Netzwerkkabel (S/UTP) führen möchte - hätte da also 
noch 3 Adernpaare frei.
Die Module benötigen jeweils eine 5V-Versorgung (für Mikrocontroller, 
Bustreiber, Sensoren, LEDs etc, max 100mA) und eine 12V-Versorgung 
(Schalten von Magnetventilen, max 1A), die ich wenn möglich gerne mit 
über das Netzwerkkabel führen würde.

Dazu denke ich gerade über 2 mögliche Varianten nach:
1.: 1 Adernpaar führt 5V/GND, 2 Adernpaare führen 12V/GND (Zentrale 
Netzteile für 5V und 12V)
2.: 3 Adernpaare führen 48V/GND (Spannung wie bei PoE), eigene 
Schaltregler für 12V und 5V pro Modul.

Wenn ich es richtig sehe, hat jede Ader einen Widerstand von ~140 
Ohm/km, also ergibt sich bei 25m maximal geplanter Bus-Länge pro 
Adernpaar ein Widerstand von 7 Ohm.
Also bei Variante 1 ein Spannungsabfall von ca. 3,5V, womit die 
Magnetventile zwar noch fuktionieren würden, aber es wird schon sehr eng 
(und Widerstände an Steckverbindungen sind noch nicht berücksichtigt).

Also lieber Variante 2 und einige Fragen:
Sind alle Cat5-Kabel prinzipiell für 48V geeignet, oder gibt es 
spezielle Kabel für PoE?
Ist mit einer Beeinträchtigung der Buskommunikation zu rechnen? Würde 
Umstieg auf S/FTP-Kabel helfen?
Gibt es eine Richtilinie für den maximalen Strom, den man den einzelnen 
Adern zumuten sollte?

Für andere Tipps / Anregungen bin ich ebenfalls offen.

Danke & Grüße

von ... (Gast)


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L. K. schrieb:
> Gibt es eine Richtilinie für den maximalen Strom, den man den einzelnen
> Adern zumuten sollte?

Bei langen Leitungen wird der maximale Strom eher durch den maximal von 
den Verbrauchern tolerierten Spannungsverlust auf der Leitung bestimmt. 
Das hängt also von deinen Geräten ab.

von Onkel Dagobert (Gast)


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Beim Cat Kabel hast du fast nur Plastik und Schirm, aber nix was Strom 
leitet. Die Datenrate eines Cat Kabels brauchst du nicht. Auch lötet 
sich das CAT Zeug schlecht und es ist schnell geknickt oder beschädigt. 
Nimm ein JY(ST)Y 2 x 2 x 0.8 oder EIB Leitung und mach die 
Versorgungsspannung auf keinen Fall höher, als die RS485 Treiber im 
Fehlerfall (=Depp schlägt Nagel durch die Leitung) aushalten. Die 
Sicherung im Netzteil ist schnell getauscht, aber nicht alle ICs.

von L. K. (ladde)


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Hallo und danke schonmal für die Antworten.

@...:
Ja, den Spannungsabfall hatte ich ja schonmal für eine 12V Speisung 
berechnet.
Wenn ich allerdings tatsächlich mit 48V speise, wären ja auch noch 30V 
Spannungsabfall für die Module verkraftbar, aber da hatte ich mir dann 
rein gefühlsmäßig eher Sorgen um die Erhitzung des Kabels gemacht - 
wären dann ja über 10A über 3 popelige AWG26-Leiter. Soweit würde ich 
zwar sowieso nicht gehen - 1A Gesamtstrom sollte völlig genügen - aber 
wo die Grenzen liegen würde mich schon interessieren.

@Onkel Dagobert:
Das Netzwerkkabel hatte ich vor allem wegen der guten Verfügbarkeit und 
des niedrigen Preises für fertig konfektionierte Kabel gewählt. 1m / 3m 
/ 5m  bekomme ich z.B. bei Reichelt für 0,70€ / 1,20€ / 1,40€.
Da ich das System selber zu Hause betreiben will und die Kabel nicht 
unter Putz kommen, kann ich den Fall Nagel in Leitung wohl auch 
ausschließen :) (Genauso wie die Gefahr, das jemand fläschlicherweise 
Ethernet-Geräte dran hängt)

Ich denke, ich werde einfach mal ein paar Patchkabel und passende 
Buchsen bestellen und einen Testaufbau mit 48V machen und sehen, wieviel 
Leistung tatsächlich im Kabel verloren geht und welche Datenraten 
möglich sind.

Danke & Grüße!

von K. J. (Gast)


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Hi, die frage Bearbeite ich auch grade ich hab mich für 12V entschieden, 
und die Geräte auf 3V3 maximale Buslast 500mA

Zudem hab ich in der Versorgung der Geräte noch nen 30Ohm verbaut bei 
130mA das nen Gerät max. verbrauchen kann kommt am LDO (mit 
Unterspannungsabschaltung)noch genug an um das Gerät zu betreiben.

Dieses hat im Fehlerfall den vorteil das der LDO abschaltet, hab grade 
die Rechnung von mir nicht hier max Leitungslänge habe ich mit glaub 50m 
Gerechnet, benutz 4-Drat und 2 Adernpare für die Versorgung.

von Chris (Gast)


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Ich würde dir 24V über zwei Adern empfehlen. Da gehen auch die LDO wie
lm117 usw und du hast keine Probleme bezüglich 12V Spulen.
Nur musst du dir im klaren sein, daß wenn jemand 48V anschließt, die PSU
in Rauch aufgehen, dafür sind die Nodes aber deutlich günstiger.

von Peter F. (piet)


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Hallo.
Ich hab sowas schon gebaut, funktioniert problemlos.
2 Adern für 18v und eine für die Rückleitung, mehr hatte ich nicht frei.
Bei 500mA last sind es dann noch 10v, für die 5v nehm ich einfach nen 
7805.
Die Leitung wird nicht zu warm und das ganze geht bis 15 meter.

12V kommen unter Last auch raus wenn du die Spannungsversorgung höher 
anlegst. Bei 48v und mit nem Step Down regler sollte das problemlos 
machbar sein.
Die Theorie hatte mir gesagt, das geht nicht so wirklich.
In der Praxis funktioniert es allerdings wunderbar :)

Grüße,
Peter

von DerDaniel (zu faul zum anmelden) (Gast)


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Naja,

die Freunde von der PoE Fraktion haben es auf 15,4W max spezifiziert.
Bei 48V (ebenfalls PoE) und bisal Zahlenjonglage gehen dir auf 25m ca. 
0,5W flöten.
15W sollten mit zwei guten Step-Downs zu 12V/1A und 5V100mA hinzubiegen 
sein.
Da PoE keine Ansprüche an die Hardware stellt, kannst du ohne Probleme 
jedes Kabel hernehmen.

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