Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Hilfe bei Busauswahl


von Dominik T. (dominik_t)


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Hallo,
Ich bin momentan bei der Auswahl eines Bussystems zur verbindung 
mehrerer Platinen (mit teilweise anderen Stromversorgungen).
Zur verfügung stehen 4 Leitungen mit einem gemeinsamen Schirm.
Meine Idee war jetzt ein Aufbau ähnlich LAN:
- Ausschließlich Point to Point verbindungen
- Verbindungen über "Switches"
Während ich jetzt die gängigen Systeme wie (RS485,RS422 usw.) 
durchgeschaut habe, kam mir folgende idee:
Ich benutze auf einer Seite einen 2 Kanal Digitalkoppler (z.b. 
https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A200/DATASHEET_ADUM_1200_1201.pdf 
) und auf der anderen Seite verbinde ich direkt.
Sollte nicht dadurch die notwendigkeit einer differenzialen Verbindung 
entfallen ?
Schließlich wirken sich gleichspannungsstörungen ja auf die 
Datenleitungen und die Versorgung des Kopplers gleich aus und sollten 
damit egal sein oder übersehe ich irgendetwas wichtiges ?
Vielleicht kann mir einer weiterhelfen.

Um das Grundproblem zu beschreiben: ich brauche eine relativ schnelle 
fullduplex Verbindung zwischen zwei Teilnehmern die über 
unterschiedliche Versorgungsspannungen verfügen können und möglichst 
günstig zu realisieren ist.

Mit freundlichen Grüßen,
Dominik

von foo (Gast)


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Dominik Thalhammer schrieb:
> brauche eine relativ schnelle
> fullduplex Verbindung

Definiere "relativ schnell" und über welche Entfernung das gehen soll.

von Dominik T. (dominik_t)


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Sorry, hatte ich vergessen.
Entfernung maximal 100m eher zwischen 5m und 20m.
Relativ schnell = zwischen 50 und 500kBit/s.
Dabei gilt das ich bei hoher entfernung keine Hohe geschwindigkeit 
brauche und umgekehrt.

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


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Dominik Thalhammer schrieb:
> Entfernung maximal 100m eher zwischen 5m und 20m.
> Relativ schnell = zwischen 50 und 500kBit/s.

 Mal abgesehen von höheren Preis...
 Welche Vorteile gegenüber RS485/LAN hätte diese Lösung ?

von Dominik T. (dominik_t)


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Meiner Meinung nach:
- Geringerer Preis
- Weniger Bauteilaufwand auf einer Seite
- Isoliert ohne zusätzlichen Bauteilaufwand

: Bearbeitet durch User
von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


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Dominik Thalhammer schrieb:
> Meiner Meinung nach:
> - Geringerer Preis
 Nein, sowohl RS485 als auch CAN ist billiger.

> - Weniger Bauteilaufwand auf einer Seite
 Wieso, das verstehe ich aber nicht ?
 Jeder Teilnehmer braucht mindestens einen.
 Rx/Tx kann man nur einmal direkt übers Kreuz verbinden, dann ist Ende.

> - Isoliert ohne zusätzlichen Bauteilaufwand
 Wenn es sooo notwendig ware, würde man ja in Autos keinen CAN
 verwenden. Es gibt wohl kaum schlimmere Bedingungen für ein Bus
 als die im Auto.

von Dominik T. (dominik_t)


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Aber CAN ist doch nicht Fullduplex (bei 4 Leitungen) oder ?
Ich brauch ja GND auch noch oder ?

Oder hab ich da was verpeilt ?
Und so wie ich das dachte brauch ich nur einen und nicht 2.

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


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Dominik Thalhammer schrieb:
> Aber CAN ist doch nicht Fullduplex (bei 4 Leitungen) oder ?
 Mit 4 Leitungen kannst du sogar RS485 mit billigeren SN75176 nehmen
 und alles Fullduplex machen. Einen für Empfang, einen für Senden.
 Fullduplex geht aber nur Point zu Point oder 1 Master und nn Slaves.

> Ich brauch ja GND auch noch oder ?
 Nein.


> Oder hab ich da was verpeilt ?
> Und so wie ich das dachte brauch ich nur einen und nicht 2.
 Erkläre mir mal bitte genau wie du dir das gedacht hast. Ich
 verstehe es einfach nicht.

von Dominik T. (dominik_t)


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Brauch ich bei RS485 wirklich kein GND ?
Da ließt man irgendwie überall wiedersprüchliches.

Also der ADuM1200 hat ja folgende Pins:
Vcc1,Vcc2,GND1,GND2,VIA,VIB,VOA,VOB
Nach meiner Idee verbinde ich jetzt Vcc1 und GND1 mit der 
Stromversorgung von System 1, Vcc2 und GND2 mit der Stromversorgung von 
System 2.
VIA mit System1 tx, VOA mit System1 rx, VIB mit System 2 tx und VOB mit 
System 2 rx.

Über die Leitung führe ich also Vcc1, GND1, VIA und VOA des ADuM.

Sollte doch klappen, oder verpenne ich da was ?
Gut ein SN75176 is recht günstig, hatte die immer sehr teuer im 
gedächtnis, ich schau mal wies da mit den 3.3V Modulen ausschaut.

//EDIT:
Der erste 3.3v RS485 Baustein den ich gefunden hab kostet 3.95€ und mit 
zwei PRO SEITE insgesamt 15,80€ und damit deutlich mehr als meine Lösung 
die mit 1,95€ für beide Seiten zu buche schlägt
//EDIT2:
Also laut folgendem Designguide:
http://www.ti.com/lit/an/slla272b/slla272b.pdf
Brauch ich sehr wohl eine GND verbindung und zusätzlich auf einer der 
beiden Seiten eine Isolation von Strom und Daten.

: Bearbeitet durch User
von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


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Dominik Thalhammer schrieb:
> Über die Leitung führe ich also Vcc1, GND1, VIA und VOA des ADuM.

 Das ist Point To Point. Was ist mit den anderen Modulen ?

 Oder verpenne ich da was ?

von Dominik T. (dominik_t)


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Andere Module ?
Ich will doch eine Point to Point verbindung ?
Nur halt stabil und Potentialunabhängig

: Bearbeitet durch User
von Michael K. (Gast)


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Dominik Thalhammer schrieb:
> Brauch ich bei RS485 wirklich kein GND ?
> Da ließt man irgendwie überall wiedersprüchliches.

Das ergibt sich aus dem Max. Ratings im RS485 Transceiver Datenblatt.
Die Übertragung an sich ist differentiel und es liegt die Vermutung nahe 
das GND nicht benötigt wird.
Gleichzeitig haben die in/out nur einen begrenzten Bereich den die sich 
um GND herum bewegen können bevor da intern was in die Begrenzung geht.
Wer das einfach nicht glauben kann sollte sich die Innenbeschaltung 
eines RS485 Transceivers anschauen und mir anhand der 
Transistorverschaltung erklären wir der mit großen 
Spannungsunterschieden zu GND umgehen soll.

Verbindet man den GND nicht kann das super funktionieren.
Es kann aber auch sein das beide Geräte 'schweben' also keine gemeinsame 
GND nahe Versorgung haben. Dann gehen die Transceiver I/Os in die 
begrenzung und es treten Übertragungsfehler auf.

Dominik Thalhammer schrieb:
> Sollte nicht dadurch die notwendigkeit einer differenzialen Verbindung
> entfallen ?
Die differentielle Übertragung schützt Deine Daten gegen Störungen.
Die machen sich auf beiden Signalleitungen zugleich zu schaffen und 
bewirken in der Summe nichts. Ohne das hast Du deutlich mehr Störungen.

Dominik Thalhammer schrieb:
> Ich will doch eine Point to Point verbindung ?
> Nur halt stabil und Potentialunabhängig

Dann nehme einen Optokoppler und mach das nicht so kompliziert.

von Dominik T. (dominik_t)


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Michael Knoelke schrieb:
> Dann nehme einen Optokoppler und mach das nicht so kompliziert.

Wie genau stellst du dir das vor ?
Funktioniert das über längere Strecken noch zuverlässig ?

von Florian (Gast)


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Dominik Thalhammer schrieb:
> //EDIT:
> Der erste 3.3v RS485 Baustein den ich gefunden hab kostet 3.95€ und mit
> zwei PRO SEITE insgesamt 15,80€ und damit deutlich mehr als meine Lösung
> die mit 1,95€ für beide Seiten zu buche schlägt
> //EDIT2:
> Also laut folgendem Designguide:
> http://www.ti.com/lit/an/slla272b/slla272b.pdf
> Brauch ich sehr wohl eine GND verbindung und zusätzlich auf einer der
> beiden Seiten eine Isolation von Strom und Daten.

Hallo Dominik,

das Problem mit den teuren 3,3V RS485 wandlern hatte ich auch erst. Ich 
habe bei Farnell jetzt einen ISL83483IBZ-T für 1,70€ gefunden. Ab 100 
Stück liegt der sogar nur bei 1,10€. Von EXAR gibt es aber auch noch 
günstige Treiber.

Ich würde Dir auch zu einem RS485-Bus raten. Du hast dadurch weniger 
Probleme mit Störungen. Meiner Meinung nach zahlt sich das immer aus. 
Selbst CAN nutzt (fast) das RS485 Prinzip.


Gruß
Florian

von Dominik T. (dominik_t)


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Also mein jetziger Plan is folgender:
Fullduplex RS485 über 4 der Leitungen und Potentialtrennung auf einer 
Seite.
Also so:
System 1--->(4xDaten+GND auf Schirm)--->Potentialtrennung(GND1 der 
Potentialtrennung also mit System1 und GND2 mit System 2 
verbunden)--->System 2
Kann ich das so machen oder führt es zu Problemen wenn ich das GND über 
den Schirm zur Potentialtrennung führe ? Eigentlich dürfte es ja keine 
bis kaum Ausgleichsströme geben, da die Potentialtrennung ja eben genau 
dies verhindern sollte oder ?

//EDIT:
Ein interesanter Baustein ist folgender:
http://www.maximintegrated.com/en/products/interface/transceivers/MAX3535E.html
Leider mit ca. 8€ auf Mouser recht teuer :(
Würde allerdings alles enthalten, das ich benötige.

: Bearbeitet durch User
von Georg (Gast)


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Dominik Thalhammer schrieb:
> Fullduplex RS485 über 4 der Leitungen und Potentialtrennung auf einer
> Seite

Das ist durchaus eine gute Idee, aber eben nicht so extrem billig wie du 
das wolltest. Aus deinen Angaben geht auch nicht hervor ob dir klar ist, 
dass du für die galvanische Trennung auch eine zusätzliche 
Stromversorgung brauchst, z.B. durch einen DC-DC-Wandler, denn der Strom 
für RS485-Treiber muss ja irgendwoher kommen.

Es gibt auch fertige ICs für RS485 mit interner galvanischer Trennung, 
aber die sind ganz und garnicht billig.

Georg

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