Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik RS485 Auslegung und Spannungsversorgung


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von Stefan (Gast)


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Hallo,

ich habe vor, folgendes Bussystem aufzubauen. Bevor ich alles bestelle 
und aufbaue wäre es super wenn ihr mal drüberschaut und mir ggf. ein 
paar Tipps gebt, damit ich nicht Zeit und Geld in was Falsches 
investiere.


Rahmenbedingungen:

 - RS485 Bus bestehend aus 5 Leitungen: 12V, GND, A, B, WakeUp

 - Leitungslängen bis 150m, Aderquerschnitt 0.28mm² bzw D=0.6mm

 - Stromaufnahme der Busteilnehmer je Sleep: <1mA, Betrieb: 60mA (35mA 
Bustreiber, 25mA PIC+Pieper)

 - 6..30 Busteilnehmer, die sich über MCP1703 oder MCP1702 mit 5V 
versorgen

 - Für den Linearregler möchte ich ein Package verwenden, das möglichst 
hohe Verlustleistung erträgt. Laut Datenblatt wäre das der 1702 im SOT89 
oder der 1703 im SOT223.

 - Busterminierung an beiden Enden mit 120 Ohm

 - Zentraler PullUp 390 Ohm zwischen WakeUP und A

 - Zentraler PullDown 390 Ohm zwischen B und GND

 - RS485 Treiber: MAX487CSA (benötigt 4.75..5.25 V Versorgungsspannung)

 - Bus/Teilnehmer befindet sich 99% der Zeit im Standby

 - Bustakt: 19200 Baud

 - aus den 12V der Busleitung werden auch einige Relais gespeist

 - um Kollisionen auf dem Bus erkennen zu können, können die TN den Bus 
auf Low ziehen, aber niemals auf High (daher PullUp/Down)

 - Während des Standby ist der Bus abgeschaltet (WakeUP ist low), 
Busteilnehmer und alle MAX487 im Sleep

 - Eigentlich wollte ich nicht 12V sondern 5 Volt in die Busleitung 
legen, bei dem Leitungswiderstand / der Stromstärke ist aber der 
Spannungsabfall für die MAX487 zu groß. Daher muss ich wohl mit der 
Spannung raufgehen. Ein StepDown hat mir einen zu hohen Ruhestrom von 
mehreren mA. Daher fiel meine Wahl auf den LDO Linearregler.







Anforderungen:

 - sehr geringer Energieverbrauch im Standby
 - geringe Kosten
 - stabiler und sicherer Betrieb







Fragen:

 1. Warum verträgt der MCP1702 im SOT89 fast das dreifache an 
Verlustleistung gegenüber dem MCP1703 im SOT89? Sollte das nicht etwa 
gleich sein?

 2. Der MCP170x hat eine geringe PSRR und laut mikrocontroller.net 
Standardbauteile-Seite ist er deshalb eher für Batterieanwendungen 
geeignet. Ich denke aber dass es bei mir auch funktioneren sollte, da 
ich mit kleinen Spannungsschwankungen auskommen sollte. Dürfte bis zu 
0.25V schwanken um noch den MAX487 zufrieden zu stellen. Ist das Setup 
so ok?

 3. Gibt es einen günstigen StepDown Regler, der einen Ruhestrom <1mA 
aufweist? Und zwar ohne Power-Off-Mode. Die Busknoten sollen nicht von 
der Versorgungsspannung getrennt werden.

 4. Gibt es generell etwas an dem Setup auszusetzen?


 Viele Grüße
 Stefan

von rs485 (Gast)


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Können 30 Busteilnehmer gleichzeitig aktiv sein? Das wären 1,8 Ampere. 
Da würd ich persönlich immer einen Schaltregler pro Teilnehmer 
verwenden. 24 Volt als Versorgung, und nur 1/4 des Stroms.

Die Relais belasten die Stromversorgung zusätzlich, oder ist der 
Stromverbrauch in den 60 mA drin?

von Clemens L. (c_l)


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Stefan schrieb:
> - um Kollisionen auf dem Bus erkennen zu können, können die TN den Bus
> auf Low ziehen, aber niemals auf High (daher PullUp/Down)

Das ist dann aber eigentlich kein korrektes RS-485 mehr. Warum nimmst du 
nicht CAN-Transceiver?

> Warum verträgt der MCP1702 im SOT89 fast das dreifache an
> Verlustleistung gegenüber dem MCP1703 im SOT89? Sollte das nicht etwa
> gleich sein?

Vermutlich anderer interner Aufbau.

> Gibt es einen günstigen StepDown Regler, der einen Ruhestrom <1mA
> aufweist?

http://www.ti.com/power-management/non-isolated-dc-dc-switching-regulators/step-down-buck/buck-converter-integrated-switch/products.html#p238min=1.5;12&p238max=12;18&p634min=-17;5&p634max=5;92&p451max=0.06;0.9&p236typ=0.00006;1&~p2192=Light%20Load%20Efficiency&p212max=44.88188976377953;100&p1498=Catalog&sort=p236typ;asc

von Pandur S. (jetztnicht)


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Verschiedenes.

Es gibt Schaltregler wie den TPS62102, welcher standby 1uA, und im 
Betrieb 700uA zieht, dabei aber trotzdem 500mA kann.
Dann gibt es Bustreiber, wie den ADM483 welche im betrieb 350uA brauchen

: Bearbeitet durch User
von M. K. (Gast)


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Stefan schrieb:
> - um Kollisionen auf dem Bus erkennen zu können, können die TN den Bus
> auf Low ziehen, aber niemals auf High (daher PullUp/Down)


Und was ist daran RS485?
Kollisionserkennung, also willst Du Multimaster Betrieb machen.
Warum wollen das eigentlich immer alle mit dem RS485?
Viele Probleme, viel Aufwand, wenig Nutzen.

Deine Linearregler und die Relais belasten unnötig die 12V.
Die 150 Leitungslänge auf Elfenhaar und da kommt am Ende nix mehr an.
Die Relais schalten dann Luft, oder ist am Zielort nicht eine Spannung 
vorhanden die Du nutzen kannst?

120R Terminierung + Failsafe Rs statt komplexer Terminierung, damit die 
Burschen auch richtig was zu treiben haben.

Ein serielles Multipoint Bussystem und dann einen Wakeup mitschleifen?
Um was zu tun, 3mW zu sparen gegenüber einem gelegentlichen Aufwachen 
und auf den Bus lauschen?

Also nein, halte ich nix von.

von Stefan (Gast)


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Ja, es sind immer alle Teilnehmer gleichzeitig im Standby oder 
gleichzeitig aktiv.

Ich habe jetzt nochmal genauer nachgeschaut:

 5mA Grundbedarf für wache Teilnehmer
40mA für den MAX482 des aktiv sendenden
30mA falls Pieper aktiv (sollte in der Regel nur einer sein)
----
75mA Gesamt maximal

Die 12V-Relais belasten die 12V zusätzlich (8 Stück, davon nur 2 über 
die Busleitung).

Die 40 mA für den MAX4875 sind grob geschätzt bei 50% Nullen/Einsen und 
2x120 Ohm Terminierung)

Ich gehe im Normalfall von nicht mehr als 300 mA für alle Teilnehmer aus 
(30*5 Grundbedarf + 1*40 MAX487 + 1*30 Pieper + 2*40 Relais).

Weitere 240mA für die anderen Relais, die fließen dann aber nicht über 
dne Bus.

Das geplante Schaltnetzteil liefert bis zu 1.25A.

Das theoretische Maximum von 30*75mA = 2.25A ist damit natürlich nicht 
abgedeckt. Es würde auch schon gar nicht dazukommen, da schon bei 
weniger als der Hälfte die Spannungsverluste in der Leitung so hoch 
wären, dass die Teilnehmer nicht mehr korrekt arbeiten könnten.

Die Frage ist nur, sollte ich irgendwelche Schutzmaßnahmen treffen um 
dem gezielt vorzubeugen. Evtl. Stromstärke an der Busversorgung zentral 
messen und bei Überschreitung eines ersten Grenzwerts 
Fehlerspeichereintrag und bei Überschreitung eines zweiten Grenzwerts 
Abschaltung.

von Bauform B. (bauformb)


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Stefan schrieb:
> 1.
Weil hinten im Datenblatt eine '1' fehlt. Bei den eigentlichen Daten 
sind beide gleich schlecht. Mich wundert eher der Unterschied zwischen 
SOT-223 (15K/W) und SOT-89 (100K/W). Aber das vereinfacht die Auswahl, 
so kommt natürlich nur der im SOT-223 in Frage, der lässt sich auch 
besser löten. Der 1702 ist mit 13.2 V Eingangsspannung auch ein wenig 
knapp. Alle drei lassen sich schlecht kühlen, weil das Pad auf VIN statt 
auf GND liegt. Schließlich ist die Platine der Kühlkörper.

> 2.
Batteriebetrieb und 150 Meter Kabel sind ein kleiner Unterschied... Aber 
es gibt doch jede Menge andere Spannungsregler und RS485-Transceiver, 
z.B. mit besserem ESD-Schutz. Sind 5 Volt für ein neues Design überhaupt 
noch angesagt?

> 3.
Alles ist ein wenig knapp ausgelegt, z.B. arbeiten die Treiber gegen 
weniger als 60 Ohm, reichen dafür 35mA? Bei 3.3 V vielleicht eher. Schau 
dir mal alternative Abschlusswiderstände an, z.B. Spannungsteiler aus 
drei Widerständen.

Ich glaube nicht, dass sich bei 99% Standby ein Schaltregler lohnt.



M. K. schrieb:
> ist am Zielort nicht eine Spannung vorhanden die Du nutzen kannst?

Bei so langen Kabeln muss jeder Busteilnehmer immer gegen alles isoliert 
sein, dann auch gegen die lokale Versorgung. 30 lokale Schaltnetzteile 
könnten über ihre Filterkondensatoren durchaus Ärger machen. Die meisten 
Kabel haben ja 8 Adern, mit 3x GND und 2x 24 Volt könnte man schon eher 
Relais betreiben.

Ich würde evt. die WakeUp-Ader einsparen und 9 bis 12 V für Standby und 
24 V für Betrieb einspeisen. Allerdings gibt's dann keinen 
Multimaster-Betrieb. Heißt das, dass jeder Teilnehmer an der 
WakeUp-Leitung ziehen soll?

von Stefan (Gast)


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M. K. schrieb:
> Und was ist daran RS485?
> Kollisionserkennung, also willst Du Multimaster Betrieb machen.
> Warum wollen das eigentlich immer alle mit dem RS485?
> Viele Probleme, viel Aufwand, wenig Nutzen.

Hatte ich so schon vorher im Einsatz und eigneltich gute Erfahrungen 
gemacht. Kollisionen treten Anwendungsbedingt sowieso eher nicht auf. 
Auf dem Bus ist wie gesagt 99% Ruhe.

M. K. schrieb:
> Deine Linearregler und die Relais belasten unnötig die 12V.
Wieso? Du meinst im Vergleich zum Schaltregler?

M. K. schrieb:
> Die 150 Leitungslänge auf Elfenhaar und da kommt am Ende nix mehr an.
> Die Relais schalten dann Luft, oder ist am Zielort nicht eine Spannung
> vorhanden die Du nutzen kannst?

Die Leitung kann ich leider nicht ändern. Liegt in der Wand. Die zwei 
Relais am Zielort müssten nicht unbedingt über die 12V laufen. Habe dort 
auch noch andere Quellen. Die 2 Relais machen j anicht viel aus und dann 
ist es von der Installation her einfacher.

M. K. schrieb:
> 120R Terminierung + Failsafe Rs statt komplexer Terminierung, damit die
> Burschen auch richtig was zu treiben haben.

komplexe Terminierung = zusätzlicher Kondensator zwischen A und B am 
Busende? Ja hatte ich auch noch im Plan und will es noch testen. Ich 
hatte nur gelesen, dass es im Grunde nicht ganz sauber sei soetwas zu 
machen. Und die Wahl des Kondesnators eher schwierig. Hast du eine 
Empfehlung?

M. K. schrieb:
> Ein serielles Multipoint Bussystem und dann einen Wakeup mitschleifen?
> Um was zu tun, 3mW zu sparen gegenüber einem gelegentlichen Aufwachen
> und auf den Bus lauschen?

Die Wake-Up Leitung verwende ich um die Teilnehmer aufzuwecken, wenn 
gleich etwas gesendet wird und zum anderen auch dazu Kollisionen zu 
vermeiden. so verpasse ich im Sleep keine Nachrichten. Und die Ader 
dafür ist ohnehin da verfügbar.

Joggel E. schrieb:
> Es gibt Schaltregler wie den TPS62102, welcher standby 1uA, und im
> Betrieb 700uA zieht, dabei aber trotzdem 500mA kann.
> Dann gibt es Bustreiber, wie den ADM483 welche im betrieb 350uA brauchen

Leider finde ich die TPS62102 nicht bei Reichelt o.ä., hört sich aber 
ganz gut an. Danke.

ADM483 ist teurer und hat auf den erste Blick ähnliche Werte im 
Vergleich zum MAX487. Vielleicht sollte ich da eher einen C zwischen A 
und B klemmen um den Strom zu reduzieren.

Clemens L. schrieb:
> Das ist dann aber eigentlich kein korrektes RS-485 mehr. Warum nimmst du
> nicht CAN-Transceiver?

Hatte ich in erwägung gezogen. Möchte aber gern mein eigenes Protokoll 
haben und CAN war zum Zeitpunkt des Erstenwurfs, den ich jetzt gerade 
überarbeite teuerer.Ich brauche für CAN etwas mehr Platz und viel mehr 
Zeit um mich da neu einzuarbeiten. Deshalb ist RS485 bevorzugt.

von Wolfgang (Gast)


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Stefan schrieb:
> Das theoretische Maximum von 30*75mA = 2.25A ist damit natürlich nicht
> abgedeckt. Es würde auch schon gar nicht dazukommen, da schon bei
> weniger als der Hälfte die Spannungsverluste in der Leitung so hoch
> wären, dass die Teilnehmer nicht mehr korrekt arbeiten könnten.

Geh mit der Versorgungsspannung auf dem Bus höher und verwende 
Schaltwandler vor Ort. Bei 24V wärest du schon auf 500mA runter.

von Stefan (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Geh mit der Versorgungsspannung auf dem Bus höher und verwende
> Schaltwandler vor Ort. Bei 24V wärest du schon auf 500mA runter.

Ich denke, dass 12V schon reichen sollten, aber da ich es sowieso von 
Grund auf neu aufsetze, kann ich genausogut 24V wählen.

Grundsätzlich müsste 24V ja besser sein, da die Ströme geringer sind. 
Nachteile sehe ich nicht. Gibt es da irgendwas abzuwägen?

von Stefan (Gast)


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Bauform B. schrieb:
> Sind 5 Volt für ein neues Design überhaupt
> noch angesagt?

Das habe ich nie hinterfragt, weil ich zum Hinterfragen keinen Grund 
sehe. Was spricht dagegen?

Bauform B. schrieb:
> Alles ist ein wenig knapp ausgelegt, z.B. arbeiten die Treiber gegen
> weniger als 60 Ohm, reichen dafür 35mA? Bei 3.3 V vielleicht eher. Schau
> dir mal alternative Abschlusswiderstände an, z.B. Spannungsteiler aus
> drei Widerständen.

Ok also denkst du vermutlich eher an 3,3V. Bleibt man denn dann bei 120 
Ohm Abschlusswiderstand? Ich recherchiere mal dazu.
Was sagst du zu einem Kondensator in Reihe zum Abschlusswiderstand?

Bauform B. schrieb:
> Ich glaube nicht, dass sich bei 99% Standby ein Schaltregler lohnt.
Dann müsste ich aber definitiv bei 12V statt 24V bleiben. Sonst sind die 
Verluste ja enorm...

Bauform B. schrieb:
> Ich würde evt. die WakeUp-Ader einsparen und 9 bis 12 V für Standby und
> 24 V für Betrieb einspeisen. Allerdings gibt's dann keinen
> Multimaster-Betrieb. Heißt das, dass jeder Teilnehmer an der
> WakeUp-Leitung ziehen soll?

Multi-Master ist nicht zwingend erforderlich. Aber selbst ohne die 
Wakeup-Leitung würde Multimaster ok sein. Die Wahrscheinlichkeit des 
gleichzeitigen Sendens ist gering und ich könnte mit Rückantworten 
arbeiten.
Ja, der Gedanke ist, dass jeder Teilnehmer der senden möchte die Wakup 
auf High zieht und damit den Bus einschaltet. Nur wer aktiv auf High 
zieht, darf senden.
Die Wakeup-Leitung ist aber primär zum Energiesparen da.

von Frank K. (fchk)


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Stefan schrieb:

>> Das ist dann aber eigentlich kein korrektes RS-485 mehr. Warum nimmst du
>> nicht CAN-Transceiver?
>
> Hatte ich in erwägung gezogen. Möchte aber gern mein eigenes Protokoll
> haben und CAN war zum Zeitpunkt des Erstenwurfs, den ich jetzt gerade
> überarbeite teuerer.Ich brauche für CAN etwas mehr Platz und viel mehr
> Zeit um mich da neu einzuarbeiten. Deshalb ist RS485 bevorzugt.

Und Du meinst tatsächlich schlauer zu sein als die Profis, die CAN 
designed haben. Denke daran, dass CAN millionenfach in Fahrzeugen und 
Industrieanlagen verbaut ist und einfach funktioniert - vorausgesetzt 
man hält sich exakt an die Standards. Die haben nämlich ihren Grund.

Zur zur Speisespannung: Die Industrie verwendet überwiegend 48V. 
Beispiel:
- Power Over Ethernet
- ISDN S0
- analoge Telefone (hier können es bis zu 60V sein)

Selten wird 24V verwendet.
- KNX/EIB: 30V
- DeviceNet: 24V (24V sind bei SPSen Standard, und die Buslängen sind 
hier eher nicht so lang. Basiert übrigens auf CAN)
- USB-C Power Delivery kann bis zu 20V aushandeln.

Warum? Klar, je höher die Spannung, desto mehr Leistung lässt sich 
transportieren. 48V ist gerade noch Schutzkleinspannung (SELV), d.h. das 
ist gerade noch berühungssicher. Es hat sich bewährt, sonst hätte man es 
irgendwann geändert.

fchk

von Pandur S. (jetztnicht)


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CAN ist spezifisch fuer kurze Packete. Und daher kurze Reaktionszeit. 
Sonst gibt es schon Alternativen. Dazu muesste man aber die 
Anforderungen vergleichen.

von Stefan (Gast)


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Frank K. schrieb:
> Und Du meinst tatsächlich schlauer zu sein als die Profis, die CAN
> designed haben. Denke daran, dass CAN millionenfach in Fahrzeugen und
> Industrieanlagen verbaut ist und einfach funktioniert - vorausgesetzt
> man hält sich exakt an die Standards. Die haben nämlich ihren Grund.

Das habe ich nicht gesagt. Gegen CAN spricht im wesentlichen der höere 
Preis, die geringere µC Auswahl (oder ein noch höherer Preis wenn ein 
zusätzlicher Controller anfällt) und der höhere Platzbedarf. Am 
schwerwiegendsten gegen CAN zählt aber, dass ich das Protokoll für RS485 
schon vorliegen habe und es sich bewährt hat. Bei CAN müsste ich wieder 
sehr viel Zeit reinstecken damit alles vernünftig läuft. Z.B. auch was 
Firmwareupdates über den Bus angeht,..

Frank K. schrieb:
> Warum? Klar, je höher die Spannung, desto mehr Leistung lässt sich
> transportieren. 48V ist gerade noch Schutzkleinspannung (SELV), d.h. das
> ist gerade noch berühungssicher. Es hat sich bewährt, sonst hätte man es
> irgendwann geändert.

Ok danke. Also keine Nachteile bei 24V. (Abgesehen davon, dass ich 
definitiv Schaltregler nehmen muss.)

von Bauform B. (bauformb)


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Stefan schrieb:
> Bauform B. schrieb:
>> Sind 5 Volt für ein neues Design überhaupt noch angesagt?
>
> Das habe ich nie hinterfragt, weil ich zum Hinterfragen keinen Grund
> sehe. Was spricht dagegen?
>
> Ok also denkst du vermutlich eher an 3,3V.

Naja, 5 Volt haben durchaus auch Vorteile. Aber fast alle interessanten 
ICs vertragen nur maximal 3.3 Volt.

> Bleibt man denn dann bei 120 Ohm Abschlusswiderstand?

Auf jeden Fall! Der muss zum verwendeten Kabel passen, egal, bei welcher 
Spannung.

> Was sagst du zu einem Kondensator in Reihe zum Abschlusswiderstand?
Das mögen die Leute nicht, weil es nur mit niedrigen Baudraten 
funktioniert, der Kondensator zur Kabellänge passen sollte und es einen 
Kondensator mehr kostet. Außerdem fließt noch genauso viel Strom, nur 
nicht dauernd. Die Belastung für den Spannungsregler wird zwar im Mittel 
niedriger, aber hochfrequenter. Es lohnt sich umso mehr, je länger ein 
Sender aktiviert ist, also besonders bei vollduplex Punkt-zu-Punkt 
Verbindungen. Bei einem Bus gibt es ja auch Pausen, wo niemand sendet.
Nach der Daumenregel von National Semiconductor
https://www.ti.com/lit/an/snla034b/snla034b.pdf
würden zu 150 Meter Telefonkabel 10 oder 15 nF passen, womit noch 38400 
Baud möglich sein sollten. Wobei: ist da wenigstens Telefonkabel 
(paarweise verdrillt) verlegt oder sind das irgendwelche 5 Adern in 
einem 19x2.5²?

> Bauform B. schrieb:
>> Ich glaube nicht, dass sich bei 99% Standby ein Schaltregler lohnt.
> Dann müsste ich aber definitiv bei 12V statt 24V bleiben.
> Sonst sind die Verluste ja enorm...

Stefan schrieb:
> 5mA Grundbedarf für wache Teilnehmer
> 40mA für den MAX482 des aktiv sendenden
> 30mA falls Pieper aktiv (sollte in der Regel nur einer sein)

Der Pieper sollte aus der ungeregelten Spannung laufen, die 40 mA fallen 
nur während einem Bruchteil der aktiven Zeit an. Na gut, für die Zeit 
wird bei einem Teilnehmer 1 Watt verbraten, bei den restlichen 0.1 Watt. 
Das ganze mal 1% macht 40 mW für 30 Teilnehmer.

Kühlen müsste man nur, wenn ein Sender fehlerhafterweise dauernd 
eingeschaltet wird. Dagegen hilft die Terminierung mit Kondensator 
perfekt. Mein Glaube an Linearegler bleibt unerschüttert ;)

von Clemens L. (c_l)


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Stefan schrieb:
> Gegen CAN spricht im wesentlichen der höere Preis, die geringere µC
> Auswahl (oder ein noch höherer Preis wenn ein zusätzlicher Controller
> anfällt) und der höhere Platzbedarf. Am schwerwiegendsten gegen CAN zählt
> aber, dass ich das Protokoll für RS485 schon vorliegen habe und es sich
> bewährt hat.

Ich hatte nicht gemeint, das CAN-Protokoll zu benutzen, sondern nur die 
elektrischen Eigenschaften des CAN-Bus: die beiden Zustände (dominant/ 
rezessiv) sind für Multimaster ausgelegt, und können von 
CAN-Transceivern zuverlässig erkannt werden.

Ersetze einfach den MAX487 durch z.B. TJA1050 oder MCP2561 (die sind 
auch billiger), und lasse die zentralen Pullups/downs weg.

von Bauform B. (bauformb)


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Clemens L. schrieb:
> Ich hatte nicht gemeint, das CAN-Protokoll zu benutzen, sondern nur die
> elektrischen Eigenschaften des CAN-Bus:
>
> und lasse die zentralen Pullups/downs weg.

Die Pulldown müssen weg, klar. Aber wo kommen bei 2 bis 30 Teilnehmern 
die Pullup hin?

von Stefan (Gast)


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Bauform B. schrieb:
> Wobei: ist da wenigstens Telefonkabel
> (paarweise verdrillt) verlegt oder sind das irgendwelche 5 Adern in
> einem 19x2.5²?

Ja, Telefonkable JY (ST) Y, Paarweise verdrillt.

Clemens L. schrieb:
> Ersetze einfach den MAX487 durch z.B. TJA1050 oder MCP2561 (die sind
> auch billiger), und lasse die zentralen Pullups/downs weg.

Ja, das klingt gut. Das werde ich wohl auch machen.


Für mich ist immer noch nicht abschließend die Frage geklärt, ob 
Linearregler oder Schaltregler. Einen passenden Linearregler finde ich. 
Aber ganz glücklich bin ich damit nicht, da nur 12V möglich und das 
Ganze wegen der maximal möglichen Verlustleistung ein wenig Grenzwertig 
ist.

Hier würde ich gern abwägen, finde aber keinen passenden Schaltregler um 
mit der Linear-Lösung zu vergleichen.

Welchen Schaltregler könnte ich nehmen? Anforderungen:
 - Preis möglichst <= 80 Cent
 - Ruhestrom <= 0.5 mA
 - einfache Handhabung (nicht zu hohe Schaltfrequenzen)
 - wenige Bauteile

Ich habe auch den Sinn des Stadby-Pins noch nicht verstanden, den viele 
Schaltregler haben. Wenn ich ein/ausschalten möchte, kann ich doch 
gleich die Spannungsversorgung des Schaltreglers verbinden/trennen und 
habe dann 0mA Ruhestrom.

Ich habe ja den Fall, dass ich wenn der Busteilnehmer im Sleep ist (99% 
der Zeit) den TN trozdem mit Spannung versorgen muss, der benötige Strom 
aber bei <1mA liegt. Ich kann also das Standby-Pin nicht nutzen. Und 
dann haben die meißten Schaltregler einen Ruhestrom von ca 5mA. Das ist 
viel zu viel bei 30 Busteilnehmern...

Könnt ihr mir hierbei noch mal weiterhelfen?

von Bauform B. (bauformb)


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Stefan schrieb:
> Ich habe auch den Sinn des Stadby-Pins noch nicht verstanden, den viele
> Schaltregler haben. Wenn ich ein/ausschalten möchte, kann ich doch
> gleich die Spannungsversorgung des Schaltreglers verbinden/trennen und
> habe dann 0mA Ruhestrom.

Um die Spannungsversorgung zu trennen brauchst du aber mehrere Bauteile 
extra und musst einen relativ hohen Strom bei 24 Volt (oder so) 
schalten. Beim Einschalten muss der Eingangskondensator des Reglers 
geladen werden, die Stromspitze ist u.U. ein Problem. Mit dem 
Standby-Pin ist oft ein Soft-Start kombiniert, das C ist immer geladen 
-> kein Problem.

Was ich immer noch nicht verstehe sind deine Bedenken wegen der 
Verlustleistung. Fürchtest du überhitzte Bauteile oder Stromkosten?

von Stefan (Gast)


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Bauform B. schrieb:
> Was ich immer noch nicht verstehe sind deine Bedenken wegen der
> Verlustleistung. Fürchtest du überhitzte Bauteile oder Stromkosten?

einen überhitzten Linearregler.
Die Bustreiber schätze ich im Mittel bei 40 mA. Zusammen mit dem Rest 
liege ich dann bei 0.5 - 0.6W und damit an der Grenze z.B. des 
MCP1702/3.
Laut Datenblatt könnne die Bustreiber aber auch bis zu 75 mA ziehen 
(MCP2561). Damit würde ich die erlaubte Verlustleistung überschreiten.
Es ist eben grenzwertig.

Die Stromkosten im falle des Aktiven Senders sind egal, da die 
Einchaltzeiten kurz sind. Aber der Strom"verbrauch" im Standby ist mir 
wichtig. Ich will nicht mit 30 Schaltreglern 150 mA bei 12V ziehen, wenn 
eigentlich ein paar µA bei 5V benötigt werden.

von Clemens L. (c_l)


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Stefan schrieb:
> Welchen Schaltregler könnte ich nehmen? Anforderungen:
>  - Preis möglichst <= 80 Cent
>  - Ruhestrom <= 0.5 mA
>  - einfache Handhabung (nicht zu hohe Schaltfrequenzen)
>  - wenige Bauteile

TI's Power Designer spuckt z.B. TPS62175 aus.

von Christian K. (christian_rx7) Benutzerseite


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Den TPS62175 hatte ich in einer ähnlichen Anwendung laufen, toller 
Regler. Ich bin jetzt allerdings auf den BD9G101G umgestiegen, da mir 
die 28V maximale Eingangsspannung etwas zu knapp waren.

Christian_RX7

von M. K. (Gast)


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Bauform B. schrieb:
> Bei so langen Kabeln muss jeder Busteilnehmer immer gegen alles isoliert
> sein

RS484 verträgt von -7 bis +12V an den Treibern ohne 
Funktionseinschränkung.
Ich habe schon deutlich längere RS485 Netze aufgebaut ohne Isolation.

von Bauform B. (bauformb)


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M. K. schrieb:
> Ich habe schon deutlich längere RS485 Netze aufgebaut ohne Isolation.

Entweder waren die praktisch doch isoliert (nur ohne extra Bauteile) 
oder der komplette Bus war in einer Halle mit perfektem 
Potentialausgleich. Lange Kabel an sich sind ja kein Problem, aber 
Ausgleichsströme über die GND-Ader oder den Schirm können dir nicht nur 
den Tag ruinieren.

von M. K. (Gast)


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Bauform B. schrieb:
> Entweder waren die praktisch doch isoliert (nur ohne extra Bauteile)
Nein, alle Geräte mit geerdetem GND

> oder der komplette Bus war in einer Halle mit perfektem
> Potentialausgleich.
Nix perfekt, RS485 braucht kein perfekt, deswegen ist es ja so robust.

Ach, Du meinst gebäudeübergreifende Verkabelung?
Dann sag das bitte auch, denn Länge alleine ist kein Kriterium.
Gebäudeübergreifende Verkabelung ist auch nur deswegen ein Problem, weil 
die Gebäudeerder ganz unterschiedliche Potentiale haben können.

von Stefan (Gast)


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Also, jetzt erstmal vielen Dank für Eure Hilfe!
Ich habe mich entschieden.

Bustreiber: MCP2561 (statt Max487)
Busterminierung: 120 Ohm, Test mit 1µC in Reihe wenn alles läuft
Kommunikation: bleibt bei RS485/UART (statt CAN)
Biasing Busleitung: entfällt
WakeUp-Leitung: entfällt wenn MCP2561 im Standby vernünftig empfangen 
(Test)
Spannungswandlung: MCP1754-5002MB, ich bestelle mir aber TPS560200 zum 
Testen
Spannungsversorgung: 12V. Falls Tests mit TPS auf Anhieb positiv, dann 
24V

Viele Grüße
Stefan

von Bauform B. (bauformb)


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Stefan schrieb:
> Spannungswandlung: MCP1754-5002MB
nicht doch lieber ...CB, siehe Bild?

> Busterminierung: 120 Ohm, Test mit 1µC in Reihe wenn alles läuft
1uF? das scheint mir etwas viel zu sein, ich hätte eher 10nF geschätzt. 
Aber Versuch macht kluch!

> Biasing Busleitung: entfällt
das wäre dann eine zusätzliche GND-Ader

> WakeUp-Leitung: entfällt wenn MCP2561 im Standby vernünftig empfangen
Laut Blockschaltbild kann er dann garnicht empfangen, aber er kann vom 
Bus her aufgeweckt werden - das sollte doch passen. Er ist allerdings 
unnötig schnell für 19200 Baud (auch der ohne FD). Deshalb sollten die 
Abschlusswiderstände gut zum Kabel passen. Ein SN65HVD251 o.ä. ist in 
der Hinsicht deutlich unkritischer, braucht aber 275 uA im Standby :(

Die meisten schnelleren CAN-Treiber schalten sich ab, wenn man mit zu 
niedriger Baudrate sendet, der MCP2561 z.B. unter 14400. D.h. man kann 
kein längeres Break senden, ein 12-Bit Break bei 19200 ginge gerade 
noch.

von Stefan (Gast)


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Bauform B. schrieb:
>> Spannungswandlung: MCP1754-5002MB
> nicht doch lieber ...CB, siehe Bild?

oh danke für den Hinweis. Der CB ist zwar schlechter (SOT23A) aber im 
SOT223 ist er deutlich besser! Dann werde ich den nehmen. Nur wieder 
Mist, dass es den nicht bei reichelt gibt..

Bauform B. schrieb:
>> Busterminierung: 120 Ohm, Test mit 1µC in Reihe wenn alles läuft
> 1uF? das scheint mir etwas viel zu sein, ich hätte eher 10nF geschätzt.
> Aber Versuch macht kluch!
1µF hatte ich irgendwo gelesen. Gerechnet habe ich da noch nichts. Ich 
hatte vor, es zuächst zu probieren. Aber wahrscheinlich muss ich mich da 
doch nochmal in die Theorie einarbeiten.

Bauform B. schrieb:
>> Biasing Busleitung: entfällt
> das wäre dann eine zusätzliche GND-Ader

Genau :-)

Bauform B. schrieb:
> Laut Blockschaltbild kann er dann garnicht empfangen, aber er kann vom
> Bus her aufgeweckt werden - das sollte doch passen.

Im Datenblatt steht zum StandBy-Mode:  The low-power receiver and the 
wake-upfilter block are enabled in order to monitor the bus for 
activity.  The  receive  pin  (RXD)  will  show  a  delayed 
representation  of  the  CAN  bus,  due  to  the  wake-upfilter.

Das hört sich für mich so an, als könnte ich möglicherweise im 
Standby-Mode empfangen, insbesondere bei meiner geringen Busrate. Ein 
kleines Delay macht mir nichts aus. Leider ist das Datenblatt hierzu 
nicht besonders ausführlich. Aber ja, wenn es nicht geht, dann reicht's 
zum aufwecken.

Bauform B. schrieb:
> Er ist allerdings
> unnötig schnell für 19200 Baud (auch der ohne FD). Deshalb sollten die
> Abschlusswiderstände gut zum Kabel passen.

urggh.. also doch noch weiter in die Terminierung einarbeiten. Gibt's da 
eine grobe Auslegungsregel? Es heißt immer 120Ohm bei CAN-FD, dass ich 
das speziell auf mein Kabel anpassen muss, macht schon wieder ein neues 
Fass auf, klingt aber auch nachvollziehbar..

von Stefan (Gast)


Lesenswert?

PS: SN65HVD251 ist mir zu teuer

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