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Forum: Haus & Smart Home Kommunikation Protokoll


Autor: allesklar (Gast)
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Hi,

ich möchte eine Kommunikation zwischen der 3-Kontrollern und der 
Steuerungszentrale herstellen. Die Entfernung zwischen der Zentrale und 
der Kontrollern beträgt etwa 20m (Sternförmig). Als Verbindung steht 
jeweils ein 7-adriges Stromkabel, wobei 4-Leitungen (Nulleiter, Erdung, 
Phase1 (Richtung1), Phase2 (richtung2)) für das Stromversorgung der 
Motoren benutzt wird. Da die Kontrollern nicht über Batterie versorgt 
werden sollen, möchte ich den 5-ten Kabel für als Dauer-Phase benutzten. 
So bleiben nur noch 2-Kabel für die Kommunikation.

Als Controllern werde ich Arduino und Zentrale RaspberryPI nutzen.

Welchen Protokoll soll für die Kommunikation nutzen, damit alle 
KOntrollern und der Master sich in beiden Richtungen kommunizieren 
können?

: Verschoben durch Moderator
Autor: allesklar? (Gast)
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Also soll es eine Master-Slave Kommunikation werden?

Um was für Datenmengen handelt es sich?

Das Protokoll müssen also sowohl Arduino und Raspberrys unterstützen?

Autor: Elektrolurch (Gast)
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Da Du Deine Datenleitung in einem Stromkabel unterbringen möchtest, 
musst Du für einen ausreichenden Berührungsschutz Deiner Komponenten 
sorgen.

Wenn Du Dich damit nicht sehr gut auskennst, dann suche doch im Internet 
mal mit den Stichworten "Powerline" und "devolo" nach geeigneten 
Komponenten für die Datenübertragung.

Autor: allesklar (Gast)
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am besten asynchron in beiden Richtungen. Master-Slave (z.B.: i2c) nur 
dann, wenn keine bessere voranden.

Datenmengen: gering, etwa 50Bytes je 5 Sekunden

Ja, das Protokoll soll von beiden Unterstützt werden. gibt es gute 
Protokolle, die nur Arduino oder Rarpberry unterstützen?

es ist aich wichtig, dass die Kommunikation nicht durch den in der 
anderen Adern fliessenden Strom gestört wird.

Autor: Elektrolurch (Gast)
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allesklar schrieb:
> Die Entfernung zwischen der Zentrale und
> der Kontrollern beträgt etwa 20m (Sternförmig).

> Master-Slave (z.B.: i2c)

Du scheinst wirklich keine Ahnung zu haben.



Wenn Dich die Powerline-Technik schon nicht interessiert, dann solltest 
Du bei Deinem Kenntnisstand auch einmal hier vorbeischauen:

http://www.kp-bestattungen.de/

Autor: Dr. Sommer (Gast)
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Elektrolurch schrieb:
> Wenn Dich die Powerline-Technik schon nicht interessiert, dann solltest
> Du bei Deinem Kenntnisstand auch einmal hier vorbeischauen:
Nunja, wenn das Gerät berührungsgesichert ist (müsste es ja eh sein bei 
230V Stromversorgung, es hieß ja was von "Dauerphase") sollte die 
Datenübertragung das Problem ja nicht verschlimmern, oder?
Um das Gerät selber zu schützen könnte man z.B. CAN mit isolierenden 
Transceivern oder mit Optokopplern auf Controller-Seite nutzen, oder 
isoSPI mit Adressierung.

Autor: Klaus (Gast)
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allesklar schrieb:
> (Nulleiter, Erdung,
> Phase1 (Richtung1), Phase2 (richtung2))

Klingt irgendwie nach Rolladen- oder Gartentorantrieb. Vergessen ein 
Steuerkabel zu verlegen?

MfG Klaus

Autor: allesklar (Gast)
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Elektrolurch schrieb:
> Du scheinst wirklich keine Ahnung zu haben.
>
> Wenn Dich die Powerline-Technik schon nicht interessiert, dann solltest
> Du bei Deinem Kenntnisstand auch einmal hier vorbeischauen:
>
> http://www.kp-bestattungen.de/

Bitte nur Sachgerechte Antworten.

Wenn du richtig gelesen hättest, würdest du sehen, dass die 
Kommunikation nur über die 2 übrig gebliebenen Adern erfolgen soll, da 
fliesst es kein Strom von 230V. Diese Adern sind von der rest isoliert 
und diese möchte ich rein für die Kommunikation benutzten.

An der Powerline habe ich "noch" keine Interesse, solange ich über die 
2- übrigen Leitungen eine vernünftige Kommunikation realisieren kann.

Autor: Steffen Rose (steffen_rose)
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allesklar schrieb:
> Bitte nur Sachgerechte Antworten.
>
> Wenn du richtig gelesen hättest, würdest du sehen, dass die
> Kommunikation nur über die 2 übrig gebliebenen Adern erfolgen soll, da
> fliesst es kein Strom von 230V. Diese Adern sind von der rest isoliert
> und diese möchte ich rein für die Kommunikation benutzten.

Die Antwort was sachgerecht. Du hast sie nur nicht verstanden.

allesklar schrieb:
> Als Verbindung steht
> jeweils ein 7-adriges Stromkabel,

Das bedeutet dann wohl, dass die Leitungen zusammen verlegt wurden und 
somit die zwei Leitungen, welche Du zur Kommunikation nutzen möchtest, 
nicht "ausreichend" gegen Fehler geschützt sind. Daher hast du den 
Berührungsschutz zu gewährleisten.
Steuerleitungen werden normalerweise getrennt von den Stromleitungen 
verlegt (extra Isolierung, Abstand). Daher besteht dort das Problem 
nicht.

Solltest du natürlich deinen Arduino berührungssicher bei deinem Motor 
unterbringen, gilt natürlich das von Dr.Sommer gesagte:

Dr. Sommer schrieb:
> Nunja, wenn das Gerät berührungsgesichert ist

Autor: Clemens L. (c_l)
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Comparing Bus Solutions: http://www.ti.com/lit/pdf/slla067

allesklar schrieb:
> So bleiben nur noch 2-Kabel für die Kommunikation.

Verstehe ich das richtig, dass Stromversorgung und GND über die anderen 
Adern schon vorhanden ist? Dass du also zwei unsymmetrische Signale oder 
ein differentielles übertragen kannst?

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Autor: allesklar (Gast)
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Klaus schrieb:
> Klingt irgendwie nach Rolladen- oder Gartentorantrieb. Vergessen ein
> Steuerkabel zu verlegen?

:-) Leider kostete Verlegung eines Datenkabels 200euro zusätzlich pro 
Kabel, so habe mich entschieden einen 7-adrigen, statt 5-adrigen zu 
nehmen.

Steffen R. schrieb:
> Das bedeutet dann wohl, dass die Leitungen zusammen verlegt wurden und
> somit die zwei Leitungen, welche Du zur Kommunikation nutzen möchtest,
> nicht "ausreichend" gegen Fehler geschützt sind. Daher hast du den
> Berührungsschutz zu gewährleisten.

Meinst du hier Störungen durch Induktionsfeld? Oder mechanische 
Verbindung der Adern im Fall eines Defektes (z.B.: jemand schlägt einen 
Bildernagel an der Stelle in die Wand und durchbohrt dabei Daten- und 
230V-Leitung)? Das zweite sollte wohl nicht passieren, da die Leitungen 
im Boden verlegt sind.

Kennt jemand einen Link um über das Thema Gewährleistung der 
Berührungschutz zu lesen?

Autor: Frank K. (fchk)
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allesklar schrieb:

> Kennt jemand einen Link um über das Thema Gewährleistung der
> Berührungschutz zu lesen?

http://www.elektrogemeinschaft-halle.de/Vortrag/DI...

Seite 44ff zum Beispiel.

Autor: Patrick J. (ho-bit-hun-ter)
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Hi

Habe den Thread jetzt 2x durchgelesen.

Du hast also an Deine Rollos ein 7X, statt einer 5x (ein 4x hätte, nur 
für den Rolle, auch gereicht) verlegen lassen, damit Du noch 'für später 
nen Draht frei hast'.

Über diese 3 freien Drähte möchtest Du jetzt Elektronik versorgen und 
miteinander schwätzen lassen.

Was für Elektronik ist geplant?
Sensoren (was für welche), wofür?
Was soll mit den Sensoren erfasst werden und wohin sollen diese 
Sensorwerte letztendlich gehen?

MfG

PS: Warum hast Du nicht selber 'Hand angelegt' und das 
Simplex/Duplex/Telefonkabel selber verlegt?

Autor: allesklar (Gast)
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Patrick J. schrieb:
> Du hast also an Deine Rollos ein 7X, statt einer 5x (ein 4x hätte, nur
> für den Rolle, auch gereicht) verlegen lassen, damit Du noch 'für später
> nen Draht frei hast'.
>
> Über diese 3 freien Drähte möchtest Du jetzt Elektronik versorgen und
> miteinander schwätzen lassen.

ganz genau!

Zählerschrank   230V Phase ----------------- Spannungswandler 230V->5V 
für Arduino
                 |- relais für Rollo up ---- Rollomotor up
                 |- relais für Rollo down -- Rollomotor down
                Nullleiter ----------------- Rollomotor Null + 
Spannungswandler
                Erdung --------------------- Rollomotor Erdung
                Kabel frei 1 --------------- Arduino
                Babel frei 2 --------------- Arduino


Folgende Sensoren sollen realisiert werden: Temperatur, Feuchtigkeit, 
Zustand der Fester (offen/geschlossen), Position der Rollo, 
Schocksensor... Alle sensoren können an Arduino angeschlossen werden und 
dieser soll dann mit der Zentralle kommunizieren.

Da ich meherere Rollos habe, wird an jedem Rollo jeweils ein Arduino + 
Sensorensatz vorhanden sein.



Arduino1 -----\
Arduino2 ------ Stuerzentrale (z.B.: Raspberry)
ArduinoN -----/

Patrick J. schrieb:
> PS: Warum hast Du nicht selber 'Hand angelegt' und das
> Simplex/Duplex/Telefonkabel selber verlegt?


Das Haus wird von einen Bauherren gebaut. Ich kann erst Hand anlegen, 
wenn ich eingezogen bin, habe aber keinen Lust die Mauern zu schlitzen, 
da die Tapete von der Bauherren fertig gelegt ist...

Autor: Patrick J. (ho-bit-hun-ter)
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Hi

Wenn Du die Versorgung außen vor lässt, könnte man versuchen, was in der 
Richtung RS485 über die zwei Drähte aufzubauen.
Eine Dauerphase ließe sich ja im 7-Ader wohl auftreiben.
Nachteil: Jeder µC/Arduino bräuchte eine eigene 
Spannungsversorgung/Trafo.
Bei der zu erwartenden Leistung wird Der aber wohl recht klein 
ausfallen.
An den 5V durch das 7-Ader glaube ich noch nicht wirklich - auch fehlt 
Dir der 'Rückweg', also GND.

Dann das leidige Thema, daß in dem Kabel, worin Du kommunizieren willst, 
auch Netzspannung vorhanden ist und Du auch in 20 Jahren sicherstellen 
musst, daß weder der Hund der Nachbarin, noch Deren oder Deine Enkel 
sich an dem Kram 'was fangen' können.
Die Teile müssen also mindestens fingersicher verbaut sein.
Ob Das dann mit weniger Kollateralschaden aus geht? Du wirst den Arduino 
ja nicht an jedem Fenster an den Putz schrauben wollen (wäre wegen eines 
noch zu konstruierenden Fehlerfalles mit Netzspannung auf den 
Datenleitungen wohl auch keine gute Idee) und etwas 'nett' aussehen 
soll's ja wohl auch - Du musst Dir das Zeug die nächsten Jahre 
angucken!!

Nach welcher DIN Das eh verboten ist und in welchen Kerkerlöchern Du 
wohl enden wirst, bekommst Du bestimmt noch (mehrfach) genannt.

MfG

PS: bekommst Du Fotos, wie die Installationen (Strom, Wasser, Abwasser) 
aussehen?
Könnte mir gut vorstellen, daß das Schlitzen doch Mal angegangen wird.

Außenputz ist beim Einzug wohl ebenfalls bereits fertig?
(sonst könnte man ggf. ein Kabel Außen herwerfen ... kurz vorm Putzer 
... und hätte innen an den Wänden nur dort Kabel, wo ein Arduino hin 
soll)

: Bearbeitet durch User
Autor: allesklar (Gast)
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Hmmm,

Die Arduinos werden in der Rolladenkasten verbaut, welches ohne weiteres 
nicht zugänglich ist (man muss es erstmals abschrauben, höhe 2,20m, 
etc.).

die Kabeln laufen im Esstrich und es ist verboten da wegen 
Fussbodenheizung zu bohren. Ich werde dafür sorgen, dass alle Kabel 
richtig beschriftet sind und auch im 20 Jahren deutlich erkennbar ist, 
wo 230V fliesst.

Habe mir jetzt folgenden Anschluss überlegt:
für Stromversorgung werden nur 3-adern benutzt Phase, Nullleiter, 
Erdung. In der Rolladenksten steuert ein Ralais Up/Down Strom

Über 2-Adern wird 12V/GRD - transportiert

Über 2-Adern erfolgt eine Kommunikation


  Zählerschrank  ...     Rolladenkasten

                                |-- Motor Ap
 --- 230V -------...-- Relais 230V --- Motor Down
 |-- Nulleiter --...------------------ Motor Null
 |-- Erdung -----...------------------ Motor Erdung


USV/ --- 12V ----...--- Stepdown 12V-> 5V -- Arduino
Akku |-- GRD ----...------------------------ Arduino

Data1 (Rasppi) --...------------------------ Arduino
Data2 (Rasppi) --...-------------------------Arduino

Autor: allesklar (Gast)
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Patrick J. schrieb:
> Nach welcher DIN Das eh verboten ist und in welchen Kerkerlöchern Du
> wohl enden wirst, bekommst Du bestimmt noch (mehrfach) genannt.

Und das genau interessiert mich. Was kann man da machen, damit es 
letztendlich der Normen entspricht (erstmals ohne Datenkabel separat zu 
verlegen) und was kann alles im schlimmsten Fall passieren...

Autor: Ist doch klar (Gast)
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allesklar schrieb:
> was kann alles im schlimmsten Fall passieren...

Daß du in die Hölle kommst, ist schon mal Fakt. Und daß jede 
Versicherung sofort die Begleichung eines jeden Schadens ablehnen wird, 
der je an und in deinem Haus vorkommen wird, ist ebenfalls klar. 
Potentieller Kindermörder und Anwärter auf den Darwin Award bist du dann 
natürlich auch. Und das jeder irgendwie elektrisch unterwiesene vor dir 
auf der Straße ausspuckt und die Straßenseite wechselt ...

Autor: allesklar (Gast)
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Ist doch klar schrieb:
> Daß du in die Hölle kommst, ist schon mal Fakt. Und daß jede
> Versicherung sofort die Begleichung eines jeden Schadens ablehnen wird,
> der je an und in deinem Haus vorkommen wird, ist ebenfalls klar.
> Potentieller Kindermörder und Anwärter auf den Darwin Award bist du dann
> natürlich auch. Und das jeder irgendwie elektrisch unterwiesene vor dir
> auf der Straße ausspuckt und die Straßenseite wechselt ...

Und jetzt bitte schön Sachgerechte Antworten...

Ist die Durchführung einer solcher Installation grob fahrlässig oder 
vorsätzlich zu einer Brand führen kann?

Grobe Fahrlässigkeit bei Bränden bedeutet nach der Definition des 
Bundesgerichthofs: Jemand "verstößt objektiv schwer und subjektiv 
unentschuldbar gegen die im konkreten Fall gebotene Sorgfaltpflicht"

Wenn die Maßnahmen aus der vorherigen Thread nicht ausreichend sind: was 
kann man noch sonst tun, um die Installation unter einer Leitung sicher 
zu machen?

Autor: Keller Im (Gast)
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Zwei Drähte für Stromversorgung … Rest über Funk ;-)

Autor: allesklar (Gast)
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Keller Im schrieb:
> Zwei Drähte für Stromversorgung … Rest über Funk ;-)

Gerade Funk wollte ich nicht...

habe folgenden Link gefuden:
https://forum.digitalfernsehen.de/threads/vde-konf...

Autor: Max (Gast)
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Hallo,

ich hatte grade ein Gerät beim TÜV zur Abnahme Gerätesicherheit.
Dort wurde bemängelt, das Leitungen vom Lüfter (12V) zusammen mit
Leitungen vom Netzeingangsmodul zum Netzteil (230V) parallel geführt
und mit Kabelbindern zusammengehalten wurden.
Bei dieser Leitungsführung hätte
A) ein Sicherheitsabstand von 3mm eingehalten werden müssen oder
B) die 230V führenden Leitungen doppelt isoliert sein
Ist so laut DIN EN 61010...

Autor: TestX (Gast)
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Wenn an dem Kabel direkt Motoren hängen versaut dir das den Bus 
(Induktive/Kapazitive Kopplung). Hier sollte man unbedingt ein 
differentielles Signal verwenden. Sprich Richtung CAN/RS485.

Pro Modul dann einen AC/DC Wandler ala Traco sowie einen isolierten 
Transceiver (inkl Dc/dc). Erde dann als Bezugspotential für den Bus..so 
ist das sauber. Mit fertig arduinos ist da aber nichts mehr ;)

Autor: Keller Im (Gast)
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alles klar !
Auch Sparen will gelernt sein.

Eine technisch korrekte Lösung kostet jetzt mehr als
die 200 oder 400 €

Autor: allesklar (Gast)
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Keller Im schrieb:
> alles klar !
> Auch Sparen will gelernt sein.
>
> Eine technisch korrekte Lösung kostet jetzt mehr als
> die 200 oder 400 €

Dann, so wie ich sehe bleibt es mir doch nur noch Powerline... Ich sehe 
die Dinger als überdimmensioniert Größe/Geschwindigkeit...

Ich nutze dann 3-adern fürs Rollo und 2 für "zus. Steckdose" fürs 
Powerline. Geht das? In dem fall werde ich Sensoren ans Raspberry 
anbinden und über Netzwerk kommunizieren. Dann ist die Installation 
sogar noch einfacher. Können sich die Powerline-dinger mit dem Motor 
vertragen (an unterschiedlichen Adern)? Und ist die Installation dann 
korrekt ?!

Autor: Frank (Gast)
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Was spricht auf Transportation Layer Ebene gegen half Duplex RS485?
Da sollten die 20m locker drin sein bei so wenig Datenrate. Dadurch dass 
es differentiell ist, dürften die Stromleitungen im Kabel auch nicht so 
groß die Rolle spielen.
Wäre beides sehr leicht über Raspi und Arduino verwendbar.

Protokoll könnte man entweder was eigenes entwerfen oder schauen was auf 
deine Anwendung gut passt. Gibt es ja schon genug Threads hier dazu.

Autor: Frank K. (fchk)
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allesklar schrieb:
> Keller Im schrieb:
>> alles klar !
>> Auch Sparen will gelernt sein.
>>
>> Eine technisch korrekte Lösung kostet jetzt mehr als
>> die 200 oder 400 €
>
> Dann, so wie ich sehe bleibt es mir doch nur noch Powerline... Ich sehe
> die Dinger als überdimmensioniert Größe/Geschwindigkeit...

Kommt drauf an. Es gibt von ST kleine Powerline-Transceiver,  die recht 
einfach zu benutzen sind.

http://www.st.com/content/st_com/en/products/inter...

Oder TDA5051AT:

http://www.nxp.com/pages/home-automation-modem:TDA5051AT

fchk

Autor: allesklar (Gast)
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Frank schrieb:
> Was spricht auf Transportation Layer Ebene gegen half Duplex
> RS485?
> Da sollten die 20m locker drin sein bei so wenig Datenrate. Dadurch dass
> es differentiell ist, dürften die Stromleitungen im Kabel auch nicht so
> groß die Rolle spielen.
> Wäre beides sehr leicht über Raspi und Arduino verwendbar.
>
> Protokoll könnte man entweder was eigenes entwerfen oder schauen was auf
> deine Anwendung gut passt. Gibt es ja schon genug Threads hier dazu.

würde auch gerne machen, hier wurde aber bereits mehrfach moniert, dass 
es wegen Tüv/etc. nicht durchgeht...

eine andere Frage: die angeschlossenen Sensoren sind Sicherheitsrelevant 
(u.a. auch fürs Einbruchschutz), deswegen sollen die auch wenn 
Stromversorgung abgebrochen wird, weiterhin laufen. Im 
Zählerschrank-Raum habe ich einen USV mit einem großen Akku 12V. Kann 
ich die Powerlan Geräte über einen Wechselrichter 12V->230V mit Notstrom 
im Falle der Stromabbruch versorgen?

Autor: Elektrolurch (Gast)
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allesklar schrieb:
> Kann
> ich die Powerlan Geräte über einen Wechselrichter 12V->230V mit Notstrom
> im Falle der Stromabbruch versorgen?

Das findest Du nur durch Ausprobieren heraus.

Wie lange wird denn Deine Notstromversorgung, auch im Alarmfall, 
durchhalten?
Bist Du wirklich bereit, den Akku alle paar Jahre teuer zu wechseln?

Autor: Steffen Rose (steffen_rose)
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allesklar schrieb:
> Steffen R. schrieb:
>> Das bedeutet dann wohl, dass die Leitungen zusammen verlegt wurden und
>> somit die zwei Leitungen, welche Du zur Kommunikation nutzen möchtest,
>> nicht "ausreichend" gegen Fehler geschützt sind. Daher hast du den
>> Berührungsschutz zu gewährleisten.
>
> Meinst du hier Störungen durch Induktionsfeld? Oder mechanische
> Verbindung der Adern im Fall eines Defektes (z.B.: jemand schlägt einen
> Bildernagel an der Stelle in die Wand und durchbohrt dabei Daten- und
> 230V-Leitung)? Das zweite sollte wohl nicht passieren, da die Leitungen
> im Boden verlegt sind.
>
> Kennt jemand einen Link um über das Thema Gewährleistung der
> Berührungschutz zu lesen?

Beides.
Zum Berührungsschutz wurde schon genug geschrieben.

Die Induktion solltest du bei der Wahl der Signale für das Protokoll 
bedenken. Zumindest, wenn du Signale von wenigen Volt bzw. wenigen mA 
einsetzen willst.
Als Beispiel, was da so abläuft schau dir mal die Problemreports von 
Leuten an, die LED Leuchten einsetzen und diese selbst im abgeschalteten 
Zustand durch parallel geführte Leiter noch leuchten.

Autor: Markus H. (haniham) Benutzerseite
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Also, wenn ich von 2 Leitungen höre, welche mit den Stromleitungen 
verlegt werden, dann fällt mir spontan das DALI Protokoll ein, was genau 
für solch einen Anwendungsfall spezifiziert wurde.

Autor: Elektrolurch (Gast)
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Markus H. schrieb:
> dann fällt mir spontan das DALI Protokoll ein

Dazu fallen mir zwei Fragen ein:

1) Ist die geforderte doppelte Basisisolierung gegeben?

2) Sind die benötigten Komponenten preiswerter als 
Powerline-Komponenten?

Autor: Thomas O. (kosmos)
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Max schrieb:
> B) die 230V führenden Leitungen doppelt isoliert sein

Ist Sie das denn nicht? Erst die Farbige Einzelisolierung und dann der 
Gesamtmantel? Oder hast du Einzeladern genommen?

Ich finde das gefährlich das du in deinem 7x Kabel das 230V führt eine 
Kleinspannung mitführen willst, da hier die doppelte Isolierung fehlt.

Autor: Gerd E. (robberknight)
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Markus H. schrieb:
> Also, wenn ich von 2 Leitungen höre, welche mit den Stromleitungen
> verlegt werden, dann fällt mir spontan das DALI Protokoll ein, was genau
> für solch einen Anwendungsfall spezifiziert wurde.

Das DALI-Übertragungsprotokoll ist für Lichtsteuerung gedacht. Das wird 
hier für diese Anwendung nix helfen.

Was Du vermutlich eher meinst sind die Parameter der elektrischen 
Schnittstelle von DALI. Aber da kannst Du nicht einfach fertige 
Bausteine für kaufen. Sowas müsste man sich auch entsprechend 
zertifizierten Optokopplern, Transistoren etc. selber zusammenbauen, so 
daß man hinterher an den relevanten Stellen ne doppelte oder verstärkte 
Isolation hinbekommt.

Aber um sich sicher zu sein, daß man wirklich alle relevanten Stellen 
erkannt und bedacht hat, muss man schon ein bischen Wissen und Erfahrung 
mitbringen.

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