Neuentwicklung eines Gerätes mit Mikrocontroller und Ethernet (RJ45 Buchse). Stromversorgung: Schaltnetzteil auf derselben Leiterplatte. Schutzklasse 2 (Doppelt Isoliert). Der Kunde möchte auf den Schutzleiter verzichten. Ich habe aber die Erfahrung gemacht, dass Ethernet den Burst-Test (2kV) nicht besteht, wenn der Schirm nicht sauber auf PE verbunden ist. Die Kabel-Seite des Ethernet Trafos sollte auch über Kondensatoren an PE angebunden sein. Kann die Ethernet-Schnittstelle den Burst-Test bestehen ohne Schutzleiter? Wenn ja, wie? Schirm auf GND meiner Schaltung verbinden? (Macht meiner Meinung nach wenig Sinn, weil dann die Störung weiter durch die Schaltung propagiert). Wie machen das Laptops und z.B. die Fritzbox, welche kein Schutzleiter haben und RJ45 Buchsen ohne Schirmanschluss? Bestehen solche Geräte den Burst-Test? Oder ist bei Konsumerelektronik (IT-Geräten) Kriterion B beim Burst erlaubt? (Kurze Kommunikationsfehler) Das Gerät unterliegt folgenden Normen: EN 61326-1 Elektrische Mess-, Steuer-, Regel- und Laborgeräte - EMV-Anforderungen EN 61010-1: Sicherheitsbestimmungen für elektrische Mess-, Steuer-, Regel- und Laborgeräte
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Wenn der Kunde (der Deine Rechnung bezahlt) das so will dann mußt Du entweder argumentieren warum das nicht so gut ist oder den Kunden darauf hinweisen das dann eben Aussetzer zu erwarten sind, das genannte B. Dann kann er entscheiden ob er lieber A-Ware oder B-Ware haben will... (und ja, ich habe das ausdrücklich so genannt, denn das ist ein Sprachgebrauch den auch ein zickiger Kunde versteht. Es ist nicht clever von Anfang an BähWare zu verkaufen. Du mußt allerdings dafür sorgen das die eingekoppelten Störungen unter allen Umständen keine Schäden an irgendwelchen Bauteilen verursachen, also entsprechenden Überspannungsschutz vorsehen. Die Hersteller solcher Teile preisen sie eh entsprechend an, sollte also leicht implementierbar sein. hth
Simon W. schrieb: > Die Kabel-Seite des Ethernet Trafos sollte auch über Kondensatoren an PE > angebunden sein. Das ist höchstens bei Y-Kondensatoren sinnvoll. Aber dort kenne ich es dann, dass auch mal der RCD auslösen kann, wenn dann ein Kondensator Spannung an den PE-Leiter abgibt und dann die Bilanz zwischen Phase und Null-Leiter im RCD nicht mehr passt. Vielleicht könnte dann auch ein 300mA-FI-Schalter sinnvoll sein.
Simon W. schrieb: > Wie machen das Laptops und z.B. die Fritzbox, welche kein Schutzleiter > haben und RJ45 Buchsen ohne Schirmanschluss? Die haben RJ45 für Ethernet ohne Schirmanschluss? Ich frage mich wie die dann die Emissionstests bestehen. Ist das nicht vielleicht nur an den DSL-, ISDN- und Analogtelefon-Buchsen so?
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Data Sheet Ausschnitt des RJ45 Steckers (mit integriertem Trafo). Die Frage ist, wie Pin 8 (Center Tap - Cable Side) verbunden werden soll: -Mit dem Schirm-Anschluss des Steckers (Pin hat keine Nummer) -Mit PE (Schutzleiter am Gerät notwendig) -Mit GND der Leiterplatte (macht für mich kein Sinn, Burst propagiert so weiter in die Schaltung) -Mit Schirm-Pin und gleichzeitig mit PE verbinden (Siehe Bilder aus TI Data Sheet), so habe ich das bisher gemacht. Wie machen das Geräte ohne PE Anschluss und mit RJ45 Buchsen ohne Schirm-Anschluss?
Hier kannst du dir angucken wie die das machen: http://www.ti.com/tool/TIDA-00204 Die erfüllen nur Kriterium B.
Simon W. schrieb: > Das Gerät unterliegt folgenden Normen: > EN 61326-1 Elektrische Mess-, Steuer-, Regel- und Laborgeräte Ist da Kriterium A überhaupt gefordert? Ich hab hier die Norm von 2006 liegen und da steht nur Kriterium B drin. Nach welcher prüfst du denn?
D. C. schrieb: > Ist da Kriterium A überhaupt gefordert? Ich hab hier die Norm von 2006 > liegen und da steht nur Kriterium B drin. Nach welcher prüfst du denn? Vielen Dank für deinen Input. Ich kontrolliere am Montag nochmals. Vielleicht hatte ich eine andere Norm im Kopf, die Kriterium A verlangte. Mit B ist es wohl kein Problem, PE weg zu lassen.
Gerd E. schrieb: > Die haben RJ45 für Ethernet ohne Schirmanschluss? Ich frage mich wie die > dann die Emissionstests bestehen. Ohne Probleme, würde ich sagen. Die 'Schirmung' (Störfestigkeit) ensteht doch im Wesentlichen durch die verdrillten Leitungspaare und den Eth Übertrager. Schirmung wird nur einseitig aufgelegt, weil sonst Ausgleichsströme über den Schirm fliessen und den erst zur EMI Schleuder machen. Ungeschirmt und einseitig geschirmt gab bei mir im EMI Labor schon bessere Werte als beidseitig aufgelegt. Alles was über 0815 Steckernetzteile betrieben wird (Fritzbox & co) hat ohnehin keinen PE mehr zur Verfügung. Ich kann dann nur noch den internen GND auf den Schirm legen. Super, der liegt dann auf PE (über Schirm + Patchpanel), aber die Ausgleichsströme haben eine xx Meter Antenne (Schirm) damit auch wirklich noch jeder Rotz abgestrahlt wird. Da kann ich dann klobige Klappferrite bis zum Abwinken drausstöpseln bis der Test bestanden ist, wohl wissend das das niemand in der realen Welt je tun wird. Simon W. schrieb: > Oder ist bei Konsumerelektronik (IT-Geräten) Kriterion B beim Burst > erlaubt? (Kurze Kommunikationsfehler) Ist das so ohne weiteres überhaupt feststellbar? Solange das Gerät nicht völlig aussteigt und neu Bootet, werden kurze Fehlerzustände doch durchs TCP Protokoll weggebügelt.
Lasst uns bitte Emission und Immunität trennen. Meine Frage bezieht sich auf Immunität Kurz zu Emission: ---------------------- Meine Erfahrung im EMV Labor hat gezeigt, dass offene Kabel (verdrillt, ohne Schirm) schlimm sind (wie oben erwähnt = Antennen). Sobald sie aber auf der anderen Seite abgeschlossen sind, war die Emission viel geringer. Zur Schirm Thematik bei der Emission habe ich noch zu wenig Erfahrung. M. K. schrieb: > Schirmung wird nur einseitig aufgelegt, weil sonst Ausgleichsströme über > den Schirm fliessen und den erst zur EMI Schleuder machen. Je nach Ethernet Gerät ist der Schirm aber auf beiden Seiten an PE angebunden (Tower PC mit ATX Netzteil). Es können dann PE Ausgleichsströme über den Schirm fliessen. Diese stören die Ethernet Signale aber nicht (Die sind ja Potentialfrei [Trafo]) Wenn der Schirm auf beiden Seiten an PE angebunden ist (also nicht 2 Pol Steckernetzgerät), dann kann er auch nicht als Antenne wirken. Oder mache ich eine Fehlüberlegung? Bei 2-Poligen Netzgeräten stellt sich wirklich die Frage, ob das Anschliessen des Schirms nicht nachteilig ist (für Emission, ev. auch für Immunität) Zurück zu Immunität: ----------------------------- M. K. schrieb: > Simon W. schrieb: >> Oder ist bei Konsumerelektronik (IT-Geräten) Kriterion B beim Burst >> erlaubt? (Kurze Kommunikationsfehler) > Ist das so ohne weiteres überhaupt feststellbar? > Solange das Gerät nicht völlig aussteigt und neu Bootet, werden kurze > Fehlerzustände doch durchs TCP Protokoll weggebügelt. Kriterion A bei Burst: Keine Fehler erlaubt (z.B in der Bahnindustrie) Kriterion B bei Burst: Sporadische Fehler während Test erlaubt (z.B. IT-Geräte) Über Ethernet können viele Protokolle laufen. Es muss nicht TCP sein. Wenn man pflichtbewusst Ethernet testet, dann kommuniziert man für den Immunitäts-Test auf dem untersten OSI Layer (Ethernet Physical layer). Da können beim Burst sehr wohl Fehler auftreten. Die Übergeordneten Protokolle (wie z.b. TCP) stellen die Datenintegrität sicher. Aber sie dienen nicht zur Fehler-Korrektur oder Redundanz. Wenn bei Störungen von fremden Geräten dein TCP Protokoll nie korrekte Daten erhält, dann bringt dir das nichts. Deshalb muss der Physical Layer genügend robust sein.
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Simon W. schrieb: > Wenn der Schirm auf beiden Seiten an PE angebunden ist (also nicht 2 Pol > Steckernetzgerät), dann kann er auch nicht als Antenne wirken. Oder > mache ich eine Fehlüberlegung? Die Wandwarzen sind ja auch Schaltnetzteile und die 'schweben' Sekundärseitig gegenüber PE mit ordentlich Ripple. Die sind Sekundärseitig über die Windungskapazität des Trafos mit Netz verbunden (meist + xx nF wg. EMI) Der beidseitig aufgelegte Schirm überbrückt nun diese Kapazität. Die HF Störströme fliessen dann über den Schirm, zum PE und über den Hauserder (oder Filter Cs in den Geräten) zum N wieder zurück zum Gerät. Ist eine riesige Antenne sie Störungen verteilt und einfängt. Die Schirmlaschen der Buchsen sind oft nur über RC angeschlossen und liegen nicht hart auf GND um die Störströme zu begrenzen. Bei einseitig aufgelegtem Schirm ist man das Problem komplett los. Ganz Lustig wird es, wenn man verschiedene Gebäude mit Ethernet verbindet und beide Seiten hart auflegt. Die beiden Hauserder haben nicht automatisch das gleiche Potential und über den niederohmigen Schirm fliessen dann völlig unbekannte Ströme. Schirme werden immer nur einseitig aufgelegt, wenn sie nur als Schirm dienen sollen. Nutzt man die darüber hinaus auch als Potentialausgleich (z.B. RS485) muss man die beidseitg auflegen, wenn man keinen separaten GND mitzieht. Schirmen tun die immer noch, aber Eth braucht das nicht und produziert auch viel steilflankigere Störungen. Simon W. schrieb: > Wenn man pflichtbewusst Ethernet testet, dann kommuniziert man für den > Immunitäts-Test auf dem untersten OSI Layer (Ethernet Physical layer). > Da können beim Burst sehr wohl Fehler auftreten. Wenn das nicht explizit gefordert ist, teste ich lieber so das ich den Test auch bestehe, statt nach der Nadel im Heuhaufen zu suchen die mich über die Klippe schiebt. Man besteht den Test oder man besteht ihn nicht. Gibt da keine Fleisskärtchen für besonders harte Auslegung. Simon W. schrieb: > Lasst uns bitte Emission und Immunität trennen. Klar. Geht aber beides Hand in Hand. Ist es so gut geschützt das es selbst nichts macht, steigt die Wahrscheinlichkeit stark an, das es im Gegenzug auch von aussen nicht viel mitbekommt. Das schöne an verdrillten Leitungen und symetrischer Signalübertragung ist doch, das die Störungen auf BEIDE Leitungen einwirken und der Übertrager trotz Störung davon nichts mitbekommt. So manche Entstörmaßnahme ist schon zur Sörmaßnahme geworden. EMI Fehler sind sehr häufig Massefehler, ob PE oder GND. Gerade weil man den GND / PE Bezug nicht Filtern kann, weil er dann seine Funktion verliert, fängt man sich darüber viel Dreck ein.
Simon W. schrieb: > Wenn bei Störungen von fremden Geräten dein TCP Protokoll nie korrekte > Daten erhält, Burst ! Wenn ich in einer Umgebung arbeite in der Bursts permanent in einer Höhe auftreten das es mir meine symetrische Signalübertragung verhagelt, dann hat da wohl jemand seine Hausaufgaben nicht gemacht. Daher braucht die Bahn und ggf die Industrie ein Gerät das in extrem verseuchter Umgebung arbeiten kann. Im Büro stehen aber keine xx KW Frequenzumformer mit ungeschirmten Leitungen. Nochmal: Willst Du den Test bestehen und das Zeug verkaufen, oder willst Du ewig und drei Tage ins Labor nur weil Du eine sehr enge persönliche Auffassung davon hast wie so ein Test korrekterweise stattfinden müsste?
M. K. schrieb: > Ganz Lustig wird es, wenn man verschiedene Gebäude mit Ethernet > verbindet und beide Seiten hart auflegt. Wer macht denn sowas ??, das kann ja richtig HOHE Ströme verursachen, je nach Erder. Ist das überhaupt zulässig? Unbedingt Glasfaser, kostet auch nicht wesentlich mehr als Kupfer.
Strolchi schrieb: > Wer macht denn sowas Genau die Diskussion haben wir doch gerade. Da reicht ein beidseitig aufgelegter Schirm und ein geerdetes Gehäuse. Mehr braucht es nicht für verschmorrte Kabel. Strolchi schrieb: > Unbedingt Glasfaser Schirm auftrennen reicht. Die ETH Übertrager sind Spannungsfest und schon kann kein Strom mehr fliessen.
M. K. schrieb: > Schirm auftrennen reicht. Hängt von der Potentialdifferenz ab: das eine Haus ist neuer, niedriger und gut geerdet, das andere ist älter, höher und hat nur einen kurzen Staberder und schon ist die K...e am dampfen, da können schnell mal mehr als nur ein- oder zweistellige Spannungen anliegen. Von Gewittern ganzu schweigen: Lichtbogen an der Auftrennstelle.
M. K. schrieb: > Wenn das nicht explizit gefordert ist, teste ich lieber so das ich den > Test auch bestehe, statt nach der Nadel im Heuhaufen zu suchen die mich > über die Klippe schiebt. > Man besteht den Test oder man besteht ihn nicht. > Gibt da keine Fleisskärtchen für besonders harte Auslegung. Sehr wohl gibt es Fleisskärtchen: Wenn ein Produkt vom Kunden aus dem Feld zurück kommt, hast du auf deinem Fleisskärtchen keinen Punkt. Klar kann man auch zu viel testen, aber je nach Qualitäts-Anspruch der Firma spricht auch nichts dagegen ein Overtesting zu machen (z.B. mit 4kV anstatt 2kV Burst). Aber lassen wir das Thema - Ist mir schon klar, dass man auch zu viel Aufwand betreiben kann. M. K. schrieb: > Die Schirmlaschen der Buchsen sind oft nur über RC angeschlossen und > liegen nicht hart auf GND um die Störströme zu begrenzen. > Bei einseitig aufgelegtem Schirm ist man das Problem komplett los. Danke für den Input. Werde ich so machen: Schirmlasche über RC an GND der Schaltung anschliessen. Je nach Test-Resultat dann das RC weglassen oder einbauen. PE Anschluss entfällt ganz
Strolchi schrieb: > ein- oder zweistellige Spannungen Lan Übertrager sind recht Spannungsfest. Addiert sich auch auf, da es zwei in der Reihe gibt. Es gibt auch extra Isolatoren bis 6KV. Für ein Paar Meter von Gebäude zu Gebäude geht es oft genug auch ohne Glasfaser. Blitzschlag ist ein Argument, aber so schlampig wie häufig in Gewerbegebäuden Blitz- und Überspannungsschutz gehandhabt wird, ist das besagte ETH Kabel das geringere Problem.
M. K. schrieb: > Blitzschlag ist ein Argument, Du brauchst gar keinen Blitzschlag bei Gewitter, da kommen auch ohne Einschlag schnell mal ein paar 100 oder 1000 Volt zusammen, wenn die Häuser unterschiedlich hoch und unterschiedlich gut geerdet sind.
Strolchi schrieb: > da kommen auch ohne > Einschlag schnell mal ein paar 100 oder 1000 Volt zusammen, Okay, die Größenordnung war mir nicht bekannt. In dem von mir geschilderten Fall waren es zwei gleich hohe Gebäude in Stahlbauweise, getrennt von 5m Werksstrasse.
M. K. schrieb: > Für ein Paar Meter von Gebäude zu Gebäude geht es oft genug auch ohne > Glasfaser. Hoffnung stirbt zuletzt? Potentialdifferenzen können überall auftreten. Da reichte schon eine lose Schraube am falschen Fleck. Im Zweifel:Ein klarer Fall für LWL. Simon W. schrieb: > Stromversorgung: Schaltnetzteil auf derselben Leiterplatte. Großer Mist wenn das stirbt. Außerdem schau Dir mal den Entstörkondensator genauer an. Im dümmsten Fall verteilt der sein metallisches Konfetti überall und verschleppt dabei 230V auf Dein LAN? Dafür brauche ich keine DIN.
Bei Industrial Ethernet Geräten liegt der RJ45 Schirm niederohmig auf Frame Ground bzw. Gehäuse, welches niederohmig an den FE (Funtional Earth) Kontakt geht, welcher auf PE gelegt wird. Da wird nichts kapazitiv entkoppelt, das ist alles durchgehend verbunden. Die ganzen Industriegeräte haben nicht aus Spaß neben den 24V und GND Anschluss noch diesen FE Kontakt. Zum Thema zwei Gebäude mit Ethernet verbinden, das wird in der IEEE802.3 nicht empfohlen: "It is recommended [...] use of a nonelectrically conducting LAN segment" für Inter-Building (Environment B) Segmente. Das hat der TO ja auch gar nicht vor. Mit Schirmauftrennung hier zukommen ist auch Quatsch, bei dem TO handelt es sich um ein Environment A (IEEE802.3) also Intra-building. Da liegen die Schirme alle auf PE. Ich glaube immer noch nicht daran dass Kriterium A gefordert ist. Selbst nach 61000-6-2 (Störfestigkeit für Industriebereiche) wird nur Kriterium B gefordert für Signalanschlüsse. Hast du eigentlich hinter dem Transformer noch ESD/EFT Dioden platziert?
D. C. schrieb: > Mit Schirmauftrennung hier zukommen ist auch Quatsch, bei dem TO handelt > es sich um ein Environment A (IEEE802.3) also Intra-building. Da liegen > die Schirme alle auf PE. Hier möchte ich nochmal zurückrudern, da ich nicht die Applikation vom TO kenne und es davon abhängt was er vor hat.
Noch eine Ergänzung, weil ich das Thema sehr interessant finde: Die OVDA (Ethernet/IP) empfiehlt nur an einem Punkt zu grounden. Die PI Organisation (PROFINET) empfiehlt an beiden Enden zu grounden. https://www.odva.org/Portals/0/Library/Publications_Numbered/PUB00148R0_EtherNetIP_Media_Planning_and_Installation_Manual.pdf https://www.profibus.com/index.php?eID=dumpFile&t=f&f=35389&token=c607a781c5c288e0fb20228e8b890651c4f5aa38
D. C. schrieb: > Bei Industrial Ethernet Geräten liegt der RJ45 Schirm niederohmig auf > Frame Ground bzw. Gehäuse, welches niederohmig an den FE (Funtional > Earth) Kontakt geht, welcher auf PE gelegt wird. Korrekt, so kenne ich das. D. C. schrieb: > Mit Schirmauftrennung hier zukommen ist auch Quatsch, bei dem TO handelt > es sich um ein Environment A (IEEE802.3) also Intra-building. Da liegen > die Schirme alle auf PE. Aber manche der 2 Pol-Geräte (Heimnetz) haben Schirm-Auftrennung. Oder täuscht das? (Buchsen ohne Schirm-Kontakt) D. C. schrieb: > Ich glaube immer noch nicht daran dass Kriterium A gefordert ist Ich liefere die Details der Pegel und Kriteria am Montag. D. C. schrieb: > Hast du eigentlich hinter dem Transformer noch ESD/EFT Dioden platziert? Ja - Ist so in einigen Appnotes zu finden. Schadet wohl nicht. Wird wohl gegen den Burst-Anteil sein, der durch den Trafo hindurch kommt.
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D. C. schrieb: > Hier möchte ich nochmal zurückrudern, da ich nicht die Applikation vom > TO kenne und es davon abhängt was er vor hat. Scheint Intrabuilding zu sein. Noch eine, vielleicht relevante, Nebenbedingung. Das Gerät soll über RS485 mit anderen Geräten kommunizieren. Deshalb wollte ich die Sekundärseite des PSU potentialfrei halten (nich hart auf PE). Es soll nicht noch eine zusätzliche isolierte Speisung für RS485 verwendet werden.
Simon W. schrieb: > Noch eine, vielleicht relevante, Nebenbedingung. Das Gerät soll über > RS485 mit anderen Geräten kommunizieren. > > Deshalb wollte ich die Sekundärseite des PSU potentialfrei halten (nich > hart auf PE). > Es soll nicht noch eine zusätzliche isolierte Speisung für RS485 > verwendet werden. Mit den RS485-Datenleitungen wird doch wohl ein GND mitgeführt werden und, wenn Du keine isolierte Speisung fürs RS485 vorsiehst, auf GND Deiner Schaltung gelegt werden. Korrekt? Was erwartest Du auf der anderen Seite vom RS485? Geräte mit SK I? Dann hättest Du das GND Deines Gerätes damit indirekt auch auf PE. Das andere Ende von Deinem Ethernet wird höchstwahrscheinlich in einem Patchpanel oder Switch enden, der Schirm wird dort auch auf PE gelegt sein.
D. C. schrieb: > Ich glaube immer noch nicht daran dass Kriterium A gefordert ist. Selbst > nach 61000-6-2 (Störfestigkeit für Industriebereiche) wird nur Kriterium > B gefordert für Signalanschlüsse. EN 61326-1 hat bei Burst und Surge Kriterion B Nur bei den eingestrahlten Elektromagnetischen Feldern und HF-Injection Kriterion A. Also ist der Burst für mich harmlos.
Gerd E. schrieb: > Mit den RS485-Datenleitungen wird doch wohl ein GND mitgeführt werden > und, wenn Du keine isolierte Speisung fürs RS485 vorsiehst, auf GND > Deiner Schaltung gelegt werden. Korrekt? Korrekt. Gerd E. schrieb: > Was erwartest Du auf der anderen Seite vom RS485? Geräte mit SK I? Dann > hättest Du das GND Deines Gerätes damit indirekt auch auf PE. Guter Input. Ich muss dies noch genauer definieren. Könnte SK II oder SK I sein. Dann wäre wohl das schlauste, mein GND auf PE zu hängen. Was würde dagegen sprechen, GND hart mit PE zu verbinden?
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