Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik RS485 mit galvanischer Trennung -> was ist am "günstigsten"?


von Ralf (Gast)


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Hallo,

ich möchte eine galvanisch getrennte RS485-Schnittstelle implementieren 
(es soll später mal zu einem DMX-Gerät werden).

Ich frage mich gerade, welche Variante am günstigsten ist. Soweit ich 
sehen kann gibt's zwei Möglichkeiten:
1. einen galvanisch getrennten Schaltkreis von AnalogDevices (iCoupler 
oder mit externer Spule)
2. der klassische Aufbau mit einem normalen RS485-Treiber + Optokoppler 
+ DCDC-Wandler.

Variante 1 dürfte speziell bei iCoupler-Technologie das platzsparendste 
sein, die Käfer sind aber teuer und schwer zu bekommen. Variante 2 
braucht mehr Platz, kommt insgesamt wahrscheinlich auf den gleichen 
Preis wie Variante 1, die Teile sind aber leichter zu bekommen.

Was ist denn mittlerweile "üblich"?

Ralf

von Ulrich Radig (Gast)


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Hallo,

Ich finde die LTM2881 gut!

Gruß
Uli

von Peter (Gast)


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Hallo

Ich kann die iCoupler ADM2482E/2487E empfehlen. Es sind normale SOICs, 
somit auch per Hand loetbar.

Die iCouplers gibt es mit integrierter oder externer DC-DC-Wandlung. Die 
vorgenannten ICs sind extern, es braucht einen Trafo und einen LDO 
extern. Die iCoupler mit interner Wandlung brauchen natuerlich weniger 
Teile, dafuer braucht man aber eine 4lagige Platine um die EMV in den 
Griff zu bekommen (siehe separate AN dafuer), ansonsten baut man gleich 
noch einen Kurzwellensender. Je nach Menge und Gesamtschaltung sind die 
zusaetzlichen Teile fuer die externe Wandlung billiger als die 2 
zusaetzlichen Lagen ...

Gruss
Peter

von Ralf (Gast)


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@Ulrich:
Danke, den kannte ich noch gar nicht. Ich werd mal Preise, Bezugsquelle 
etc. prüfen.

@Peter:
> iCoupler ADM2482E/2487E
Der 87er hatte ich glaub ich mal angefragt, liegt bei satten 10€ in 
Kleinmengen. Aber schnucklig ist er natürlich.

> Je nach Menge und Gesamtschaltung sind die zusaetzlichen Teile fuer die
> externe Wandlung billiger als die 2 zusaetzlichen Lagen ...
Stimmt, zumal man 4-Lagen-PCBs auch nicht an jeder Ecke bekommt.

Ralf

von René B. (reneb)


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IL485, bringt alles mit und ist einen Blick Wert.

von Klaus (Gast)


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Hier eine "günstige" Variante. Die galvanische Trennung ist hier in den 
Slaves

http://www-user.tu-chemnitz.de/~heha/Mikrocontroller/Triac8/

MfG Klaus

von Guest (Gast)


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Klaus schrieb:
> Die galvanische Trennung ist hier in den
>
> Slaves

Jahaa!! So ein Scheiss! Da braucht man sich nicht wundern, wenn mitten 
im Event die Lichttechnik macht was sie will! Da ist am falschen Ende 
gespart worden. Zudem bezweifle ich, dass ein normaler RS485 mehrere 
Optokoppler über eine 50m lange Leitung zuverlässig triben kann.

KISS und nimm Variante 2!

von Klaus (Gast)


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Guest schrieb:
> Jahaa!! So ein Scheiss! Da braucht man sich nicht wundern, wenn mitten
> im Event die Lichttechnik macht was sie will! Da ist am falschen Ende
> gespart worden. Zudem bezweifle ich, dass ein normaler RS485 mehrere
> Optokoppler über eine 50m lange Leitung zuverlässig triben kann.

Tja, so sind halt die Studenten von der TU-Karl-Marx-Stadt ...

MfG Klaus

von Peter (Gast)


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IL485 sieht auch gut aus (kann kein RS422 - was Deiner Anforderung 
entspricht). Aber die DC-DC Wandlung kommt natürlich noch hinzu. Oder 
wie wird Dein Bus versorgt?
ADM2487 ist 2 EUR günstiger als der schnellere ADM2482, kommt dafür nur 
auf 500 kbps.

Peter

von Besucher (Gast)


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Guest schrieb:
> Zudem bezweifle ich, dass ein normaler RS485 mehrere
> Optokoppler über eine 50m lange Leitung zuverlässig triben kann.

Dann hast du die Stromschnittstelle noch nicht richtig verstanden. Es 
fließt immer genug Strom, um Leitungskapazitäten schnell umzuladen und - 
wie der Name "Stromkreis" schon sagt - fließt auf der ganzen Leitung 
etwa der selbe Strom.

von Bernd S. (bernds1)


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Besucher schrieb:
>
> Dann hast du die Stromschnittstelle noch nicht richtig verstanden. Es
> fließt immer genug Strom, um Leitungskapazitäten schnell umzuladen und -
> wie der Name "Stromkreis" schon sagt - fließt auf der ganzen Leitung
> etwa der selbe Strom.

Sorry, aber was hat eine Stromschnittstelle mit RS485 zu tun? Bei RS485 
wird die Spannungs-Differenz zwischen den beiden Leitungen ausgewertet. 
Diese Spannung-Differenz muß mindestens 200mV betragen. Nirgendwo ist 
von Strom die Rede. Das sieht man ja auch daran, daß die Bus-Teilnehmer 
parallel und nicht in Reihe geschaltet werden. Und wenn man einen 
zusätzlichen Bus-Teilnehmer anschließt, fließt eben mehr Strom.
Nochmal: Der RS485 ist keine Stromschnittstelle, wie z.B. 4-20mA. Hier 
wird mit Spannungspegel der beiden differenziellen Leitungen gearbeitet.

von Ralf (Gast)


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@Rene:
> IL485, bringt alles mit und ist einen Blick Wert.
Fast alles :) Eine Spannungsversorgung fehlt ja noch. Digikey hat den 
für über 13€ im Angebot, das ist ein bisschen viel.

@Peter:
> Aber die DC-DC Wandlung kommt natürlich noch hinzu. Oder wie wird Dein Bus
> versorgt?
Was wäre denn im DMX-Umfeld üblich? Bzw. gibt's da nur direkt 
230V-Netzteile onboard oder ist Steckernetzteil auch üblich?

> ADM2487 ist 2 EUR günstiger als der schnellere ADM2482, kommt dafür nur
> auf 500 kbps.
500kbps würden ja für DMX reichen, der ADM2487 liegt bei etwa 7€, der 
ADM2587 (isoPower) bei etwa 9€, also wäre der dann eher zu bevorzugen, 
denke ich mal. (Oder?)

Ralf

von Besucher (Gast)


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Bernd S. schrieb:
> Nirgendwo ist von Strom die Rede.
Sollte es aber. Überleg mal, welche Funktion ein bei längeren RS-485 
Leitungen übliches Bias-Netzwerk hat. Die 120Ω sorgen genau dafür, dass 
ein anständiger Strom fließt.

von Peter (Gast)


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Wie gesagt, der ADM2587 mit isoPower braucht spezielle EMV-Massnahmen, 
die man gemaess AN mit einer entsprechend gelayouteten 4lagigen Platine 
erreicht (wegen der kleinen Wicklung wird mit hohen Frequenzen 
gearbeitet, sodass Du neben Wandlung und Isolation auch noch einen 
Kurzwellensender mitbekommst). Sofern Du nicht sowieso 4lagig arbeitest, 
gehe ich davon aus, das die externe Wandlung mit ADM2487 billiger kommt 
als die 2 zusaetzlichen Lagen.

von Bernd S. (bernds1)


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Besucher schrieb:
> Bernd S. schrieb:
>> Nirgendwo ist von Strom die Rede.
> Sollte es aber. Überleg mal, welche Funktion ein bei längeren RS-485
> Leitungen übliches Bias-Netzwerk hat. Die 120Ω sorgen genau dafür, dass
> ein anständiger Strom fließt.

Was hier angesprochen wurde, sind 50m. Das ist keine "längere Leitung". 
Wenn wir von 500 oder 1000m reden, dann ist das eine längere Leitung, 
aber nicht 50m.

Und du hattest von einer Stromschnittstelle gesprochen. Genau das ist 
aber der RS485 nicht. Auch wenn da Abschlußwiderstände am Bus sind, es 
bleibt trotzdem eine differenzielle Spannungsauswertung.

Klar fließt über die 120Ohm ein Strom, aber von den Busteilnehmern wird 
als Sender eine Spannung angelegt und als Empfänger eine Spannung 
detektiert (bzw. eine Spannungsdifferenz).

Eine Stromschnittstelle ist z.B. die bei Meßfühlern übliche 4-20mA. Dort 
wird mit einem Schleifenstrom gearbeitet und die Teilnehmer sind in 
diesem Falle in Reihe geschaltet. Es soll ja der Strom beeinflußt werden 
(Sender) oder der Strom gemessen werden (Empfänger), und nicht die 
Spannung. Und dort gibt es auch keine differenziellen Spannungen, 
sondern nur einen einzigen geschlossenen Stromkreis. Auch keine 
Parallelschaltungen oder Abschlußwiderstände.

Nur weil bei RS485 auch ein Strom fließt, ist es noch lange keine 
Stromschnittstelle. Die Signalübertragung geschieht mittels einer 
Spannung. Und bei einer Stromschnittstelle wird das Signal mittels 
Stromänderung übertragen.

Nur das wollte ich damit ausdrücken. Und nicht, daß dort überhaupt kein 
Strom fließt.
Einverstanden? :-)

von Besucher (Gast)


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Bernd S. schrieb:
> Das hier angesprochen wurde, sind 50m. Das ist keine "längere Leitung".
Das hängt von der Datenübertragungsrate ab. Auch EIA-485 macht über die 
spezifizierten 1200m nicht mehr die spezifizierten 10MBd.

> Und bei einer Stromschnittstelle wird das Signal mittels
> Stromänderung übertragen.

Ob man nun einen Strom durch eine Bürde fließen läßt und darüber die 
Spannung mißt, unterscheidet sich empfängerseitig nicht wirklich von 
einem Bus mit Abschluß (zumindest für digitale Übertragung).

Senderseitig hast du natürlich Recht. Bei einer Spannungsschnittstelle 
mit Abschlußwiderstand wird der Strom gesteuert, bei einer 
Stromschnittstelle geregelt.

> Einverstanden? :-)

Passt schon :-)

von Ralf (Gast)


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Hallo,

so, melde mich nun auch noch mal zu Wort, bin leider in dem Projekt 
unterbrochen worden :/

Ich bin noch etwas unentschlossen, ob ich nun die diskrete Lösung mit 
Optokopplern aufbaue oder einen intern galvanisch getrennten Treiber 
verwende. Mit ziemlicher Sicherheit wird's keiner mit einem integrierten 
Regler, diese Variante fällt aufgrund der o.g. Nachteile 
(Multilayer-PCB, etc.) raus.

Also ein externer DCDC-Wandler. Für welche Leistung muss dieser 
ausgelegt sein? Die meisten RS485-Treiber haben soweit ich sehen kann 
einen Kurzschlussstrom von +-250mA, d.h. der Regler sollte entweder 
mindestens 1.5W (@5V) können oder kurzschlussfest sein, dann braucht 
der Regler nicht soviel Leistung abkönnen, ist das korrekt oder 
Denkfehler?

Ralf

von Konrad S. (maybee)


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Wenn ein RS485-Treiber 250mA auf den Bus zu legen müssen meint, dann ist 
längst etwas nicht mehr in Ordnung und er kann es auch mit dem Strom 
nicht reparieren. Ich plädiere für die kurzschlussfeste Versorgung.

von Ralf (Gast)


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@Konrad:
> Wenn ein RS485-Treiber 250mA auf den Bus zu legen müssen meint, dann ist
> längst etwas nicht mehr in Ordnung und er kann es auch mit dem Strom
> nicht reparieren. Ich plädiere für die kurzschlussfeste Versorgung.
Hmmmm... ich weiss nicht, für mich liest sich das so, dass das eben der 
Strom ist, der fließt, wenn zwei Transceiver gegeneinander treiben. Da 
muss sich der Treiber nicht unbedingt "reparieren" :)
Ich denk ich werd schauen, dass ich einen kurzschlussfesten DCDC-Wandler 
mit 1.5W finde, mal schauen was die so kosten.

Ralf

von Konrad S. (maybee)


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Ein SN75176 - der als Stromfresser gilt - liegt bei ca. 40mA 
Stromaufnahme, wenn er etwas tut und der Bus OK ist. (Leider braucht er 
beim Nichtstun auch nicht viel weniger.)

von Ralf (Gast)


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@Konrad:
> Ein SN75176 - der als Stromfresser gilt - liegt bei ca. 40mA
> Stromaufnahme, wenn er etwas tut und der Bus OK ist. (Leider braucht er
> beim Nichtstun auch nicht viel weniger.)
Das wäre der normale Anwendungsfall. Es ging mir um den Fall, dass zwei 
Treiber gegeneinander arbeiten, und der DCDC-Wandler das dann verkraften 
muss.

Ralf

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