Hallo zusammen, ich entwickle gerade einen Sensor für Industrieanwendungen, welcher über folgende Schnittstellen verfügen muss: - USB Device: Temporäre Verbindung zu PC, nur für den Service - USB Host: Temporäre Aufnahme eines USB Sticks, nur für Servicezwecke - Digital I/O 24 V - Analog Ausgang 0...20 mA - Spannungsversorgung 24 V Aufgrund begrenzten Bauraums bin ich gezwungen, einen Stekverbinder mit geringer Pinanzahl zu verwenden. Digital I/O, Analog und Spannungsversorgung haben daher eine gemeinsame Masse (GND). Normalerweise würde ich hier gerne eine galvanische Trennung von Digital I/O und/oder Analogausgang zur Spannungsversorgung vorsehen, neben fehlenden Pins fehlt aber auch der Platinenplatz hierfür. PE (Schirm/Gehäuse) und GND hätte ich bis zu diesem Punkt mit einer Parallelschaltung von 100 n || (470 n & 4R7) || 1 M verbunden. Nun kommen erschwerend die USB Verbindungen hinzu: Da bei der USB Device Verbindung PE (Schirm) und GND_USB Hostseitig verbunden sind, hätte ich das auch bei meinem Gerät gemacht, sprich PE (Schirm) und GND_USB verbunden. Allerdings hätte ich eine Isolation der USB Schnittstelle zum restlichen Schaltungs-GND vorgesehen, um Schleifen zwischen Maschine-Gerät-PC zu unterbinden. Bei der USB Host Schnittstelle kann ich so jedoch nicht vorgehen, da der Bauraum für eine weitere Isolierung nicht ausreicht. Dummerweise verbindet ein USB Stick PE (Schirm) mit GND und würde damit mein gesamtes Massekonzept zerstören. Meine Fragen: 1. Seht ihr die gemeinsame Masse von Spannungsversorgung, Analogausgang und digitalen I/O kritisch? Wie könnte man es besser machen? 2. Könnte ich auf die Trennung PE zu GND komplett verzichten und eine durchgehende Masse verwenden? Das ist bei Industriegeräten jedoch nicht üblich. 3. Was würdet ihr empfehlen? Vielen Dank!
Wenn mann wüsste, wie der Sensor einbauseits angeschlossen ist, wäre das hilfreich. Annahme: Metallisches Gehäuse, durch den Einbau zwangsweise auf PE. Lösung: Alle GNDs verbinden, zu Gehäuse=PE isoliert, jedoch mit 100 nF/50 V und parallel dazu einem Varistor ca. 25 V mit PE verbunden. So machen wir das in vergleichbarer Situation und haben sehr wenig Ärger damit.
Der Sensor ist in einem metallischen Gehäuse untergebracht, welches mit PE verbunden ist. Die Anlage verfügt üblicherweise über eine zentrale 24 V Versorgung. Die digitalen I/O und der Analogausgang sind mit Ein-/Ausgängen der PLC/CNC verbunden, welche üblicherweise ihrerseits über eine galvanische Trennung verfügen. Allerdings schreibe ich hier bewusst üblicherweise, da oft die wildesten Verkabelungen anzutreffen sind. Das Thema Massekonzept erscheint den meisten, nach meiner Erfahrung, zu einfach zu sein, um sich damit bewusster auseinanderzusetzen. Jedoch rühren die meisten Probleme (sporadische Ausfälle, nicht bestehen einer EMV Prüfung usw.) daher. Mich würden einfach eure Erfahrungen und Meinungen zu benanntem Massekonzept brennend interessieren. Vielen Dank.
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