Hallo alle zusammen :P Ich bin zur Zeit am Entwickeln einer Platine. Dabei habe ich einige Fragen zum Thema Erdung bei Schnittstellen. Ich weiß, dass dieses Thema schon öfter besprochen wurde, allerdings oft mit unterschiedlichen Ergebnissen. Diese besitzt eine Lan, Can und USB Schnittstelle. Da sich die Platine in einem geerdetem Gehäuse befindet ist es möglich, dass die Gehäuse der Schnittstellenbuchsen das Gehäuse berühren. Sie sind also manchmal geerdet und manchmal nicht. Wie verbinde ich bei diesen Schnittstellen die Schirmung? 1. direkt an Masse (ich habe gelesen, dass soll man nur beim Host und nicht beim Device machen). Bei meinem Entwicklungsboard von STM wurde dies so gelöst. 2. Über 1MOhm || GND nach Masse 3. Mit dem PE Ich habe eine ähnliche Platine vorliegen bei dieser das so gelöst wurde: -LAN Gehäuse direkt mit PE verbunden. Kondensator von PE nach Masse. "Chassis Ground" direkt auf Masse. -USB Gehäuse über 1MOhm||3nF auf PE. Beim Can habe ich gelesen, dass wenn man die Schirmung erdet dies nur an einer Stelle im System erfolgen sollte. Wie verbinde ich den Pin "Chassis Ground" beim LAN?
Matthias F. schrieb: > dass die Gehäuse der Schnittstellenbuchsen das Gehäuse berühren. > Sie sind also manchmal geerdet und manchmal nicht. Das ist unverantwortlicher Murks. Entweder sind sie sauber isoliert oder sie sind zuverlässig mit dem Gehäuse verbunden, z.B. mit Federkontakten, wie in einem PC. Georg
Aber anderst geht es leider nicht, da die Frontplatte und das Gehäuse nun mal ein geerdetes Alumium Blech sind. Ich könnte höchstens wie gesagt, die Gehäuse und die Schirmung der einzelnen Schnittstellen fest auf PE setzen. Dann wäre es wirklich immer gleich. Vermutlich ist das auch der richtige Weg.
Matthias F. schrieb: > Vermutlich ist das auch der richtige Weg. Einen eindeutig richtigen Weg gibt es bei Erdungsfragen eher selten. Aber in einem PC ist GND des Motherboards mit dem Gehäuse verbunden (sofern Metall), und auch mit den Gehäusen/Schirmanschlüssen aller Peripherie-Verbinder. Und so funktionieren immerhin viele Millionen Geräte. Die von mir erwähnten Federkontakte an den Steckergehäusen sind zur Verbesserung der EMV-Eigenschaften wünschenswert, und nicht nur dort, sondern an allen Lücken. Bei Alu ist das zugegebenermassen schwierig, wenn auch nicht unmöglich. Fällt das Gerät durch die EMV-Prüfung, muss man sich da was einfallen lassen. Georg
Ich habe vorhin mal bei einem Hersteller für LAN auf RS232 Wandler angerufen und hier gefragt was die mir zu diesem Thema sagen. Auf der dazugehörigen Platine ist das Gehäuse der Lan Buchse über einen Kondensator mit Masse Verbunden. Allerdings besteht über die Befestigungsbolzen die Möglichkeit PE mit dem Gehäuse zu verbinden. Sie meinten ich müsste hier nichts weiter tun. Das Gehäuse über einen Kondensator nach Masse zu verbinden würde reichen. Das bei meinem Anwendungsfall der PE manchmal das Gehäuse berührt und manchmal nicht wäre scheinbar egal. Georg schrieb: > Einen eindeutig richtigen Weg gibt es bei Erdungsfragen eher selten. Den Eindruck habe ich so langsam auch immer mehr xD
Ich werde einfach auf der Platine Erdungsbolzen zum Gehäuse vorsehen. Im EMV Labor wird sich dann wohl zeigen, ob es besser ist diese zu verbinden oder wegzulassen.
Bei den Kondensatoren solltest du auf hohe Spannungsfestigkeit achten (KV!), die gehen ansonsten beim ESD Test gleich kaputt.
Matthias F. schrieb: > Sie meinten ich müsste hier nichts weiter tun. Das Gehäuse über einen > Kondensator nach Masse zu verbinden würde reichen. Für eine HF-Anbindung reicht das. Um eine (statische) Aufladung des Kondensators zu vermeiden, würde ich noch 470k oder 1M parallel zum Kondnesator vorsehen.
Joe F. schrieb: > Bei den Kondensatoren solltest du auf hohe Spannungsfestigkeit achten > (KV!), die gehen ansonsten beim ESD Test gleich kaputt. Ja ich hab einen Kondensator mit 1nF / 2kV rausgesucht. soul e. schrieb: > Matthias F. schrieb: > >> Sie meinten ich müsste hier nichts weiter tun. Das Gehäuse über einen >> Kondensator nach Masse zu verbinden würde reichen. > > Für eine HF-Anbindung reicht das. Um eine (statische) Aufladung des > Kondensators zu vermeiden, würde ich noch 470k oder 1M parallel zum > Kondnesator vorsehen. Das habe ich auch schon mehrmals gelesen. Allerdings bin ich mir hier unsicher, da ich einen Self Stromkreis habe. In einer Norm habe ich einmal gelesen, dass ein Self Stromkreis eine Basisisolierung zu PE haben müsste. Zählt eine 1M Verbindung als Basisisolierung? Wenn von Basisisolierung die Rede ist, wird ja meistens von Sicherheitsabständen geredet.
Hallo, > Matthias F. schrieb: > Dabei habe ich einige Fragen zum Thema Erdung bei Schnittstellen. > Ich weiß, dass dieses Thema schon öfter besprochen wurde, allerdings oft > mit unterschiedlichen Ergebnissen. Weil die Randbedingungen höchst unterschiedlich sein können. Welche du hast, schreibst du ja nicht > Diese besitzt eine Lan, Can und USB Schnittstelle. > Da sich die Platine in einem geerdetem Gehäuse befindet ist es möglich, > dass die Gehäuse der Schnittstellenbuchsen das Gehäuse berühren. > Sie sind also manchmal geerdet und manchmal nicht. Wenn möglich, sollte man alles "HF-mäßig" gut erden. HF-mäßig gut erden bedeutet, man erdet mit sehr niederohmigen möglichst massiven Kontakten und nicht nur über dünnen Drähtchen. > Wie verbinde ich bei diesen Schnittstellen die Schirmung? > 1. direkt an Masse (ich habe gelesen, dass soll man nur beim Host und > nicht beim Device machen). Bei meinem Entwicklungsboard von STM wurde > dies so gelöst. Das hängt stark von den Einsdatzbedingungen ab. Unter industriellen Einsatzbedingungen mit Verbrauchern im MW-Mereich und langen Leitungen ist mit erheblichen Potentialunterschieden zwischen den Kabelenden zu rechnen. Bei beidseitiger niederomigr Erdung fängt man sich dann erhebliche Probleme Ausgleichsströmen ein. Da fließen dann evtl zig. Ampere über den Schirm und es werden dadurch erhebliche Störungen in die Signaladern induziert. Da gibt es dann an oft an geeigenten Stellen Schienen für Schirmmassen, die man einseitig auflegt. Auf der Gegenseiten wird es sinnvoll sein, zumindest mit einem Kondensator den Schirm HF-mäßig zu erden. Bei lokalen Installationen mit eher sauberer und ungestörtem PE ist das beiseitige niederohmige Auflegen der Schirmung auf Masse natüerlich die EMV-mäßig sicherste Variante. Im Haushalt oder in Büros macht man es doch eh nicht anders. > 2. Über 1MOhm || GND nach Masse Der Ableitwideratnd ist nur zweckmäßig, wenn man ein galvanisch getrenntes Potential gegen statische Spannungen absichern will, so dass diese Potential nicht irgend wo hin floated. EVM-mäßig bringt der hochohmige Widerstand aber nix. > 3. Mit dem PE Ja, sofern der PE eine gute Schirmmasse darstellt, was er in den meisten Fällen schon prinzipbedingt sein sollte. > Ich habe eine ähnliche Platine vorliegen bei dieser das so gelöst wurde: > -LAN Gehäuse direkt mit PE verbunden. Kondensator von PE nach Masse. Wenn möglich, kann man gleich die Schaltungsmasse auf PE legen. Das ist EMv-mäßig am sichersten, aber aus oben genannten Gründen und auch z.B. wegen Überspannungsschutz nicht immer möglich. Bei Umgebungen mit hohem Störpotential, wird dann aber extra deswegen eine galv. Signaltrennung vorgenommen. Um Überrtagungsprobleme weiter zu reduzieren wird das Signal außerdem symmetrisch übertragen (Ethernet, CAN, RS485). Außerdem werden verdrillte Leitungen (twisted pair) verwendet. > "Chassis Ground" direkt auf Masse. Ja, zumindest bei Ethernet meist ok. > -USB Gehäuse über 1MOhm||3nF auf PE. USB kann man unter dem Aspekt Störsicherheit eh vergessen und bei max. Kabelängen von normal 5m braucht man über Problem langer Leitungen nicht reden. > Beim CAN habe ich gelesen, dass wenn man die Schirmung erdet dies nur an > einer Stelle im System erfolgen sollte. Ja, wenn das Umfeld obige Probleme erwarten läßt. Wenn es möglich ist, sollte man auch beisseitig erden. > Wie verbinde ich den Pin "Chassis Ground" beim LAN? LAN hat eher begrenzte Leitungslängen und wird normal nicht hunderte m durch stark gestörte Umgebungen geführt. Für eine kurze lokale Verbindung z.B. innerhalb eines Schaltschrankes oder Schaltraumes mit sauberen Masseschienen sollte es auch kein Problem sein, das beidseitig zu erden. Wo das nicht möglich ist, sollte man eh über die Sinnhaftigkeit der Verwendung von Ethernetkabeln nachdenken. In deiner Anfrage scheint es, dass du alles in einen Topf wirfst. Leider kann man das Problem nicht so einfach pauschal bewerten. Gruß Öletronika
U. M. schrieb: > Weil die Randbedingungen höchst unterschiedlich sein können. > Welche du hast, schreibst du ja nicht Ich werde zum ganzen mal ein Blockschaltbild erstellen. Also im Prinzip ist mein ganzer Aufbau in einem Tisch verbaut. In diesem Tisch können sich Geräte befinden, welche EMV abstrahlen. Allerdings sollten Geräte in der Nähe die EN55011 einhalten. Ich habe keine Verbraucher mit MW bereich. Alle Geräte zusammen werden über 230V /16A Versorgt. -USB Kabel wird direkt an einer Frontplatte mit dem PC verbunden Kurze Kabel. -CAN Verbindet mehrere Geräte in dem Tisch. Maximale Länge vom ersten zum letzten Gerät circa 10m. -Lan verbindet mehrere Tische. Hier kann nicht pauschal gesagt werden wie lange die Kabel sind. Auf jeden Fall gibt es hier die längsten Kabel. Werden weitere Randbedingungen benötigt?? > Wenn möglich, sollte man alles "HF-mäßig" gut erden. > HF-mäßig gut erden bedeutet, man erdet mit sehr niederohmigen möglichst > massiven Kontakten und nicht nur über dünnen Drähtchen. Ja ich werde es wahrscheinlich so vorsehen, dass alle Gehäuse der Schnittstellen über eine richtige Verbindung geerdet sind. >> Wie verbinde ich bei diesen Schnittstellen die Schirmung? >> 1. direkt an Masse (ich habe gelesen, dass soll man nur beim Host und >> nicht beim Device machen). Bei meinem Entwicklungsboard von STM wurde >> dies so gelöst. > Das hängt stark von den Einsdatzbedingungen ab. > Bei lokalen Installationen mit eher sauberer und ungestörtem PE ist das > beiseitige niederohmige Auflegen der Schirmung auf Masse natüerlich die > EMV-mäßig sicherste Variante. > Im Haushalt oder in Büros macht man es doch eh nicht anders. Ich denke, dass dies bei mir zutreffender ist. Beim Can habe ich allerdings gelesen, dass man hier nur an einem Punkt erden sollte. Allerdings denke ich, dass hier meistens von größeren Längen ausgegangen wird. Meinst du jetzt das Auflegen auf Masse oder auf PE? >> 2. Über 1MOhm || GND nach Masse > Der Ableitwideratnd ist nur zweckmäßig, wenn man ein galvanisch > getrenntes Potential gegen statische Spannungen absichern will, so dass > diese Potential nicht irgend wo hin floated. > EVM-mäßig bringt der hochohmige Widerstand aber nix. Ah ok. Also ist dieser nicht zwingend erforderlich. >> 3. Mit dem PE > Ja, sofern der PE eine gute Schirmmasse darstellt, was er in den meisten > Fällen schon prinzipbedingt sein sollte. > >> Ich habe eine ähnliche Platine vorliegen bei dieser das so gelöst wurde: >> -LAN Gehäuse direkt mit PE verbunden. Kondensator von PE nach Masse. > Wenn möglich, kann man gleich die Schaltungsmasse auf PE legen. > Das ist EMv-mäßig am sichersten, aber aus oben genannten Gründen und > auch z.B. wegen Überspannungsschutz nicht immer möglich. > > Bei Umgebungen mit hohem Störpotential, wird dann aber extra deswegen > eine galv. Signaltrennung vorgenommen. > Um Überrtagungsprobleme weiter zu reduzieren wird das Signal außerdem > symmetrisch übertragen (Ethernet, CAN, RS485). Außerdem werden > verdrillte Leitungen (twisted pair) verwendet. > >> "Chassis Ground" direkt auf Masse. > Ja, zumindest bei Ethernet meist ok. > >> -USB Gehäuse über 1MOhm||3nF auf PE. > USB kann man unter dem Aspekt Störsicherheit eh vergessen und bei max. > Kabelängen von normal 5m braucht man über Problem langer Leitungen nicht > reden. Beim USB ist das eh seltsam. Bei Standrechnern ist das Gehäuse und der Ground mit PE verbunden. Bei Laptops sind beide mit Ground verbunden. Das heißt ein Laptop ist manchmal geerdet und manchmal nicht. Verbinde ich meine Platine mit einem Standrechner wir der Ground ob ich will oder nicht geerdet. > In deiner Anfrage scheint es, dass du alles in einen Topf wirfst. > Leider kann man das Problem nicht so einfach pauschal bewerten. > Gruß Öletronika Ja das stimmt. Aber mein Problem ist halt, dass ich alle 3 Schnittstellen auf einmal habe. Hätte ich 3 verschiedene Forumsbeiträge erstellt hätte ich wahrscheinlich 3 unterschiedliche Antworten.
Hier einmal meine noch eine Zusammenfassung mit Randbedingungen: Der Allgemeine Aufbau kann der PDF entnommen werden. Die USB Buchse kann die Frontplatte manchmal berühren. Gleiches gilt für die Lan und Can Buchse. Allerdings könnte hier der Ausschnitt größer gewählt werden, so dass sich hier nichts berühren kann (was aber denke ich eh nichts bringt). Also im Prinzip ist mein ganzer Aufbau in einem Tisch verbaut. In diesem Tisch können sich Geräte befinden, welche EMV abstrahlen. Allerdings sollten Geräte in der Nähe die EN55011 einhalten. Ich habe keine Verbraucher mit MW bereich. Alle Geräte zusammen werden über 230V /16A Versorgt. -USB Kabel wird direkt an einer Frontplatte mit dem PC verbunden Kurze Kabel. -CAN Verbindet mehrere Geräte in dem Tisch. Maximale Länge vom ersten zum letzten Gerät circa 10m. -Lan verbindet mehrere Tische. Hier kann nicht pauschal gesagt werden wie lange die Kabel sind. Auf jeden Fall gibt es hier die längsten Kabel. Eigentlich wollte ich alle Gehäuse Erden und mittels eines Kondensators mit Ground verbinden. Da bei einem Standrechner allerdings der USB Ground Verbindung mit PE hat, wäre der Kondensator vom vorherigen Absatz überbrückt. Wäre es schlauer ein Pelf statt Self Stromkreis aufzubauen? Dann gäbe es hier keine Unterschiede. Mir ist mittlerweile klar, dass es kein Grundsätzliches Prinzip gibt. Aber könnte mit jemand zumindest seine persönliche Empfehlung nennen?
Hallo, > Matthias F. schrieb: > Also im Prinzip ist mein ganzer Aufbau in einem Tisch verbaut. > In diesem Tisch können sich Geräte befinden, welche EMV abstrahlen. > Allerdings sollten Geräte in der Nähe die EN55011 einhalten. > Ich habe keine Verbraucher mit MW bereich. Alle Geräte zusammen werden > über 230V /16A Versorgt. Eine solche Hausinstallation hat hat normal einen zentralen Erder, wo eben PE niederohmig auf Erde gelegt wird. Der PE in Haus, der dazu verwendet wird, um metalische Gehäuse zu erden, führt normal keinen Strom. Dann ist da auch nicht mit Potentialdifferenzen auf PE-Leiter zu rechnen. Ich sehe deshalb keinen Grund, die Massen und Schirme nicht alle fest an PE zu legen. > -USB Kabel wird direkt an einer Frontplatte mit dem PC verbunden > Kurze Kabel. Ist ok. möglichst hochwertige USN-Kabel mit ordentlicher Schirmung nutzen. Wenn mal längere Kabel nötig sind, empfehle ich solche USB-Repeater. https://www.reichelt.de/USB-Kabel/DIGITUS-DA-70130/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=6099&ARTICLE=133298&OFFSET=100&; > -CAN Verbindet mehrere Geräte in dem Tisch. Maximale Länge vom ersten > zum letzten Gerät circa 10m. Ist für CAN keine Länge. > -Lan verbindet mehrere Tische. > Hier kann nicht pauschal gesagt werden wie lange die Kabel sind. > Auf jeden Fall gibt es hier die längsten Kabel. Normal auch kein Problem. > Eigentlich wollte ich alle Gehäuse Erden und mittels eines Kondensators > mit Ground verbinden. Ich würde unter diesen Umständen möglichst alles auf Erde legen, auch die Schaltungsmassen. > Da bei einem Standrechner allerdings der USB Ground Verbindung mit PE > hat, wäre der Kondensator vom vorherigen Absatz überbrückt. > Wäre es schlauer ein Pelf statt Self Stromkreis aufzubauen? Dann gäbe es > hier keine Unterschiede. Es geht wohl um SELV und PELV? https://de.wikipedia.org/wiki/Kleinspannung#Schutzkleinspannung Gruß Öletronika
U. M. schrieb: > Ich sehe deshalb keinen Grund, die Massen und Schirme nicht alle fest an > PE zu legen. Interessanter wird die Geschichte noch mit über Schnittstellen verschleppten Spannungen sowie FI-Schaltern mit lustigen Störschutz-Ableitströmen (https://de.wikipedia.org/wiki/Fehlerstrom-Schutzschalter#Funktionsprinzip ) Schrittweiser Aufbau könnte die etwas Fehlersuche erleichtern.
Schon mal danke, dass hat mir schon alles sehr geholfen. U. M. schrieb: > Ich sehe deshalb keinen Grund, die Massen und Schirme nicht alle fest an > PE zu legen. > Ich würde unter diesen Umständen möglichst alles auf Erde legen, auch > die Schaltungsmassen. So werde ich es wohl auch machen. Ich erde den Ground auf meiner Hauptplatine an einer einzelnen Stelle. Die Gehäuse aller Schnittstelle verbinde ich mit diesem Ground. Beim weitergereichten Can verbinde ich dann die Schirmung und Ground mittels Kondensator und 1MOhm. In deinem Link steht etwas von Funktionserdung. Das wäre dann wohl bei mir der Fall. Hier war ich mir nämlich nicht sicher, ob ein geerdeter Ground nicht bestimmte Querschnitte erfüllen muss. Aber das hat sich so dann wohl geklärt. >> Da bei einem Standrechner allerdings der USB Ground Verbindung mit PE >> hat, wäre der Kondensator vom vorherigen Absatz überbrückt. >> Wäre es schlauer ein Pelf statt Self Stromkreis aufzubauen? Dann gäbe es >> hier keine Unterschiede. > Es geht wohl um SELV und PELV? Es geht darum, wenn ich meinen Ground nicht erde und das USB mit einem Standrechner verbunden wird. Mit dem Durchgangsprüfer konnte ich festellen, dass an Stand-PCs der Ground auch immer geerdet ist. Somit wäre in diesem Fall meine Paltine auch ummer geerdet. oszi40 schrieb: > Interessanter wird die Geschichte noch mit über Schnittstellen > verschleppten Spannungen sowie FI-Schaltern mit lustigen > Störschutz-Ableitströmen Ich verstehe jetzt nicht so ganz, wie du das meinst.
Matthias F. schrieb: > Mir ist mittlerweile klar, dass es kein Grundsätzliches Prinzip gibt. Bin zwar kein EMV Experte aber vielleicht ist meine Sicht der Dinge ganz hilfreich. Imho gibt es bei Schirm und Erde eine Begriffsverwirrung. Vom Prinzip her haben Sie nichts miteinander zu tun. Schirmung ist ein Schutz gegen elektromagnetische Wellen, Erdung ist ein Schutz von Lebewesen gegen gefährliche Spannungen. Vielleicht ist der gedankliche Versuch Signale von einem Satelliten zu "erden" ganz hilfreich. Ein Schirm muss das gesamte System rundherum schirmen (sonst wäre es kein Schirm). Eine Erde ist ein Potentialausgleich aller leitenden Teile und dem (Erd)Boden. Wenn jetzt alle Deine Geräte geerdet oder keine gefährlichen Spannungen vorhanden sind kannst du dich auf die Schirmung konzentrieren.
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