Hallo zusammen, wie ihr auf der Zeichnung sehen könnt, habe ich einen Controller der über UART mit einem Display kommunizieren soll. Der Controller wird aus einer Batterie gespeist. Die UART Schnittstelle des Controllers ist galvanisch getrennt. Das Display wird ebenfalls über die Batterie gespeist, die UART Schnittstelle ist jedoch nicht galvanisch getrennt. Da ich die galvanische Trennung beibehalten möchte, suche ich nach einer Möglichkeit die Kommunikation der beiden Geräte galvanisch zu trennen. Ich dachte an Optokoppler, aber mir fehlt das elektrotechnische Grundwissen um das umzusetzen. Eventuell gibt es aber auch eine andere Möglichkeit. Ich freue mich über jeden Hinweis. Gruß
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Seppl F. schrieb: > die Kommunikation der beiden Geräte galvanisch zu trennen ADUM1201 - siehe Beitrag "Re: Arduino ProMini galvanisch getrennt" (Das Drumherum für Reset brauchst Du nicht). Mit dem Gebilde befingere ich 3,3V Arduino mit 5V vom USB, klaglos! Zuvor hatte ich einen Aufbau mit Optokopplern gemacht, aber Ärger gefangen weil zu langsam.
Frage 1: Wovor soll denn die galvanische Trennung schützen? Batteriegeräte sind jetzt nicht dafür berüchtigt, Sörpulse aus dem Netz o.ä. einzuschleusen. Also?
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Hallo Manfred, danke dir für deinen Tipp. Ich habe mir das Datenblatt angesehen und bin mit der Umsetzung etwas überfordert ;) Was ich verstanden habe: Strom muss ausreichend sein, sonst geht die Geschwindigkeit runter. (Widerstände in RX/TX?) Beide Seiten werden mit 5V betrieben. Ich habe aber auf der einen Seite höhere Spannung die dazu noch variabel ist. Muss ich hier mit einem DC/DC Wandler arbeiten oder kann man das auch einfacher realisieren?
Beitrag #6484258 wurde von einem Moderator gelöscht.
Seppl F. schrieb: > Strom muss ausreichend sein, sonst geht die Geschwindigkeit runter. > (Widerstände in RX/TX?) Die Stromaufnahme von dem Teil beträgt einige mA, unkritisch. > Beide Seiten werden mit 5V betrieben. Oder mit 3 Volt oder gemischt, mehr als 5,5V dürften unzulässig sein. > Ich habe aber auf der einen Seite höhere Spannung die dazu noch variabel ist. Oh nett, eine Salamischeibe nachgelegt ... das stand nicht in der Frage. "Bis zu 84V" - viel Spaß, einen Spannungsregler zu finden, der das kann. Wir wissen nicht, wie Deine Displayschnittstelle aussieht, ob die vielleicht V.24 mit +/- 12V Signalpegel hat. Die Signalpegel Rx / Tx müssen gleich der Betriebsspannung sein. Wenn die bei Deinem Display anders sind, geht das so nicht, dann müssten noch zusätzliche Treiber wie z.B. MAX232 den Pegel anpassen.
Warum solchen Aufwand? Wovor soll die galvanische Trennung schützen? Ist die Leitung zwischen Controller und Display so lange? Kann aber auch nicht sein, weil Logikpegel da nicht hilft. Dann lieber ohne Trennung auf RS232-Pegel umsteigen!
Die Betriebsspannung stand im Bild. In diesem Fall keine Salamitaktik ;-) Ein paar Details (jetzt zur Salami ;) ): FOC Motor Controller -> https://silixcon.com/sc-controller-series/ UART Geschwindigkeit 115kps Pegel 5V Galvanisch nicht getrennt sind alle I/O, CAN und UART des Controllers. Diese sind aber galvanisch getrennt von der Ansteuerung eines 3 Phasen Motors. Über die galvanische Trennung bin ich ehrlich gesagt ganz froh - hatte ich bei meinem alten Controller nicht und da hatte ich viele Probleme durch Störungen im I/O. Das Datenblatt habe ich angehängt, vielleicht interessiert es ja jemanden. Display und Controller sind Fertigteile, da möchte ich nicht in die Elektronik eingreifen, lediglich an die Verkabelung dazwischen traue ich mich ran. Diese ist vermutlich max. 1,5-2m.
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jetzt wäre noch spannend: Was ist das für ein Display das mit 60V versorgt wird? Kann das Display nicht einfach an die 5V die der Controller ausgibt angeschlossen werden?
Das Display benötigt eine Eingangsspannung im Bereich 24-84V. Andere Spannungen sind ohne Modifikation nicht möglich.
Danke Dir Michael. Aber ich sehe da jetzt auf Anhieb keine Lösung meines Problems. Ich habe leider keine belastbaren 12V. Darüber hinaus löst es meine Spannungsproblematik auf der Displayseite nicht. Was ist der Vorteil gegenüber eines ADUM1201? Vielleicht stehe ich aber auch auf dem Schlauch und du möchtest mir das noch mal etwas detaillierter erläutern? Gruß
Seppl F. schrieb: > Ich habe leider keine belastbaren 12V. Dein Problem. Von Nichts kommt Nichts. Seppl F. schrieb: > Die UART Schnittstelle des Controllers ist > galvanisch getrennt. > Das Display wird ebenfalls über die Batterie gespeist, die UART > Schnittstelle ist jedoch nicht galvanisch getrennt. > Da ich die galvanische Trennung beibehalten möchte, suche ich nach einer > Möglichkeit die Kommunikation der beiden Geräte galvanisch zu trennen. Nochmal genau gelesen. Du willst also eine Übertragung auf TTL-Basis. Controller ist galv. getrennt. Was willst du denn da noch?
Die UART des Motor Controllers hat 5V Pegel. Eine isolierte 5V Spannung die mit max. 100mA belastbar ist wird bereitgestellt. Hat die Schnittstelle des Display´s auch 5V Pegel? Manual oder Anschlussplan des Displays wären interessant.
Er will galvanisch trennen, wo es absolut nichts bringt. Aber das rafft er nicht. Stattdessen beschäftigt er euch. An TO: Du brauchst da keine galvanische Trennung, die Endstufe macht (wie du selber gemerkt hast) wenn überhaupt Probleme. Anders ausgedrückt: sollte deine TTL-Logik Probleme machen, hilft da auch keine galvanische Trennung - denn hier sind wiederum andere Störquellen / Umstände Ursache.
Das Display hat keine 5V. Lediglich die eingezeichneten 60-84V sind möglich. Ich will nicht zwangsläufig galvanisch trennen. Es bleibt mit aber nichts anderes übrig. Das ist nun mal die Konfiguration des Controllers und somit mein Schicksal. Man kann diese leider nicht abschalten. Bei früheren Controllern hatte ich wie gesagt Probleme mit Störungen von der Hochvoltseite auf dem I/O. Ich habe mir die Trennung nicht ausgesucht, diese aber als Vorteil gegenüber anderen Controllern empfunden. Ob das nun zutrifft oder nicht, so sind es leider die Voraussetzungen welche ich nicht ändern kann.
Seppl F. schrieb: > Das Display hat keine 5V. Lediglich die eingezeichneten 60-84V sind > möglich. > Ich will nicht zwangsläufig galvanisch trennen. Es bleibt mit aber > nichts anderes übrig. Das ist nun mal die Konfiguration des Controllers > und somit mein Schicksal. Man kann diese leider nicht abschalten. > Bei früheren Controllern hatte ich wie gesagt Probleme mit Störungen von > der Hochvoltseite auf dem I/O. Ich habe mir die Trennung nicht > ausgesucht, diese aber als Vorteil gegenüber anderen Controllern > empfunden. Ob das nun zutrifft oder nicht, so sind es leider die > Voraussetzungen welche ich nicht ändern kann. Dass das Display keine 5V zur Verfügung stellt ist schon klar. Aber die Schnittstelle des Displays, also TXD und RXD haben doch bestimmt keinen Pegel von 60-84V?
Davon ist auszugehen. Wie schon geschrieben möchte ich aber eigentlich nicht in die Geräte eingreifen, da ich sonst vermutlich die Gewährleistung verliere. Eigentlich war es mein Ziel nur den Kabelbaum anzupassen. Solange dies möglich ist, würde ich diesen Weg bevorzugen.
Seppl F. schrieb: > Davon ist auszugehen. Wie schon geschrieben möchte ich aber eigentlich > nicht in die Geräte eingreifen, da ich sonst vermutlich die > Gewährleistung verliere. Eigentlich war es mein Ziel nur den Kabelbaum > anzupassen. Solange dies möglich ist, würde ich diesen Weg bevorzugen. Hat das Display nun 5V Pegel auf den TX und RX Leitungen oder nicht? Wenn du Hilfe suchst dann solltest du auch mal ein wenig kooperieren!
Pegel ist 5V. Das hatte ich oben schon erwähnt daher dachte ich nicht, dass du darauf hinaus willst. Ich dachte, dass du nach der internen Betriebsspannung des Displays fragst.
Warum willst du die galvanisch getrennte Schnittstelle des Controllers nochmal galvanisch trennen?
@Anja. Danke, schau ich mir mal an. @Stefan. Nicht nochmal trennen sondern beibehalten. Ich möchte ungern die beiden GND Level miteinander verbinden. Vermutlich ist es auch nicht zulässig.
Dann verwende den ISOW7821. https://www.ti.com/lit/ds/symlink/isow7821.pdf?ts=1605965409650&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fstore%252Fti%252Fen%252Fp%252Fproduct%252F%253Fp%253DISOW7821DWE Der erzeugt die 5V auf der Displayseite. Nicht vergessen die Abblockkondensatoren an VCC und an VISO. Wenn dir Analog Devices lieber ist, von denen gibts auch solche Bausteine aus der iCoupler Reihe wie z.B. den ADUM6422A. Was mich noch interessieren würde. Kann der Motorcontroller überhaupt ein Display ansteuern? Auf dem Motorcontroller läuft doch ein eigenes Betriebssystem soweit ich weiss.
Seppl F. schrieb: > Vermutlich ist es auch nicht zulässig. Warum nicht? Eine vollständige beidseitige galvanische Trennung auf beiden Seiten ist sicher nicht gut, denn dann hast du schwebende Potentiale ohne Bezug zur Erde. Normalerweise ist GND Ground (Erde). Außer man hat einen guten Grund, es nicht zu tun. Aber auch dann muss dieses GND einen klar definierten Pegel relativ zur Erde haben. Ganz einfach weil wir Menschen auf der Erde stehen und alles auf die Erde bauen. Ohne Bezug von GND zur Erde könnte eine simple Berührung durch unsere Finger bereits eine elektrostatische Überladung der Bauteile verursachen.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Eine vollständige beidseitige galvanische Trennung auf beiden Seiten ist > sicher nicht gut, Dann würde kein Elektro-Auto Fahren dort ist die Traktionsbatterie immer isoliert (von Karosserie) und sogar mittels Isolationswächter überwacht. Stefan ⛄ F. schrieb: > Außer man hat einen guten Grund, es > nicht zu tun. 84V DC sind auf jeden Fall keine Schutzkleinspannung. Gruß Anja
@H.B. /Anja: Die von euch erwähnten Bausteine haben einen integrierten DC/DC wandler. Die maximale Eingangsspannung bewegt sich jedoch immer zwischen 4.5 und 5.5V. Das verstehe ich nicht wirklich. Wird dann lediglich auf 5V stabilisiert? Kann ich dann mit einem Spannungsteiler arbeiten?
Anja schrieb: > Dann würde kein Elektro-Auto Fahren dort ist die Traktionsbatterie immer > isoliert (von Karosserie) und sogar mittels Isolationswächter überwacht. Lass und mal bei der kleinen feinen Elektronik bleiben. Sonst erkläre ich dir mal, warum unter jedem Müllwagen elektrisch Leitfähige Ketten auf den Boden baumeln.
Seppl F. schrieb: > @H.B. /Anja: Die von euch erwähnten Bausteine haben einen integrierten > DC/DC wandler. Die maximale Eingangsspannung bewegt sich jedoch immer > zwischen 4.5 und 5.5V. Das verstehe ich nicht wirklich. Wird dann > lediglich auf 5V stabilisiert? Kann ich dann mit einem Spannungsteiler > arbeiten? Du versorgst den Baustein auf der Motorcontroller Seite mit 5V. damit macht der integrierte DC/DC Wandler die 5V auf der Displayseite. Das wars. Auf der Displayseite nur noch die Leitungen RX, TX und GND anschliessen und die Abblockkondensatoren zwischen VISO und GND2. VISO wird nicht an das Display angeschlossen.
Seppl F. schrieb: > Kann ich dann mit einem Spannungsteiler > arbeiten? Du hattest oben erwähnt Daß Du mit 5V-Pegeln arbeitest oder? Wenn auf RX und TX andere Pegel (RS232 also +/- 5..15V) sind brauchst Du andere Isolationsbausteine (für RS232). Gruß Anja
Bei RS232 sind nicht nur die Spannungen größer sondern auch invertiert - verglichen mit UART.
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52 KB
Du schliesst alles so an wie auf deinem 2. Bild - nur läst du den DC/DC-Wandler weg.
H. B. schrieb: > Du schliesst alles so an wie auf deinem 2. Bild - nur läst du den > DC/DC-Wandler weg. Dann fehlt dem aktiven Koppler auf der rechten Seite die Spannungsversorgung.
@h.b. hatte die DC/dc Funktion nicht verstanden. Jetzt ist es klar. Der adum6422 wirkt auf mich etwas oberloaded mit Features. Reicht der von Anja erwähnte adum5421 nicht aus? Welchen Vorteil siehst du im 6422? @ Anja. Das lag an meinem Verständnisproblem des DC/DC wandlers. Pegel ist 5V. Ich dachte zuerst ich müsste dennoch beidseitig vcc/viso anlegen...
Der von Anja reicht auch, meiner war nur ein Beispiel aus der ADUM Serie. Ich hab für sowaa ähnliches schon mal den ISOW7821 verwendet, deshalb habe ich den als erstes genannt.
Stefan ⛄ F. schrieb: > H. B. schrieb: >> Du schliesst alles so an wie auf deinem 2. Bild - nur läst du den >> DC/DC-Wandler weg. > > Dann fehlt dem aktiven Koppler auf der rechten Seite die > Spannungsversorgung. Ich meinte jetzt wenn man den iCoupler durch einen ISOW7821 oder ADUM5241 ersetzt.
Welche Signalpegel liegen denn auf den Leitungen, TTL oder RS232 ? H. B. schrieb: > Die UART des Motor Controllers hat 5V Pegel. > Hat die Schnittstelle des Display´s auch 5V Pegel? Welche Geschwindigkeit hat denn die Übertragung, 9600bd oder 115kbd ? Seppl F. schrieb: > Ich dachte an Optokoppler Halte ich auch für das einfachste, wenn die Baudrate nicht zu hoch ist:
1 | 60-84V |
2 | | |
3 | 12k/0.6W |
4 | +----+ | |
5 | TX--270R--|A C|---+--|<|--+ |
6 | | | ZD5V1 | |
7 | GND ------|K E|--+---1k2--+-- GND (Display) |
8 | +----+ | |
9 | PC827 +----------- RX |
10 | +----+ |
11 | +5V ------|C A|---270R--- TX |
12 | | | |
13 | RX ----+--|E K|---------- GND (Display) |
14 | | +----+ |
15 | 1k2 |
16 | | |
17 | GND ---+ |
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Stefan ⛄ F. schrieb: > Dann fehlt dem aktiven Koppler auf der rechten Seite die > Spannungsversorgung. Hi, prinzipiell brauchen beide Seiten Spannungsversorgung. (BTW: Für PC gibt es den Trick, diese aus den "Handshake"-Anschlüssen zu generieren und zu "missbrauchen". Hier was anderes.) Frage: Ist die Rückführung der + 5V also GND mit der 60V-Rückführung GND galvanisch getrennt oder nicht? Woher kommen die +5 V. Nicht (intern heruntergesetzt) aus der Batterie? ciao gustav
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MaWin schrieb: > Seppl F. schrieb: >> Ich dachte an Optokoppler > > Halte ich auch für das einfachste, wenn die Baudrate nicht zu hoch ist: > ... PC827 ... Der schafft keine 115 kbps. Und schnelle Modelle benötigen zumindest auf der Empfängerseite eine Stromversorgung.
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Ich habe noch mal eine Zeichnung angehängt, die alle Details zusammen fasst. Zusätzlich die Info: Controller Insulation: +5V, TTL/UART, CAN und IO sind auf dem selben GND. Batterie hat ein galvanisch getrenntes GND bzw. ist einfach B-. H. B. schrieb: > ... > Du versorgst den Baustein auf der Motorcontroller Seite mit 5V. > damit macht der integrierte DC/DC Wandler die 5V auf der Displayseite. > Das wars. > Auf der Displayseite nur noch die Leitungen RX, TX und GND anschliessen > und die Abblockkondensatoren zwischen VISO und GND2. > VISO wird nicht an das Display angeschlossen. Ich habe versucht das im angehängten Bild so umzusetzen. Was würdest du für einen Kondensator empfehlen? Ich habe ich sonst noch etwas vergessen? Gruß
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Die würde er schon schaffen, nur bedarf es dann welche mit schmidtriggereingang und am ausgang am besten einen gegentaktausgang. Hier ohne gegentaktausgang, aber durchaus brauchbar. https://www.programmersought.com/article/2779785908/
Rein aus Neugierde: Was ist das für ein Display das 60V benötigt?
Seppl F. schrieb: > Ich habe versucht das im angehängten Bild so umzusetzen. Was würdest du > für einen Kondensator empfehlen? Ich habe ich sonst noch etwas > vergessen? Im Datenblatt steht 100nF (und zwar auf beiden Seiten des ADUM also 2x100nF). Auch die "Kühlflächen" lt. Datenblatt nicht vergessen der ADUM braucht ca 80 mA in dieser Anwendung. Gruß Anja
Seppl F. schrieb: > Ich habe noch mal eine Zeichnung angehängt, die alle Details zusammen > fasst. > Zusätzlich die Info: > Controller Insulation: > +5V, TTL/UART, CAN und IO sind auf dem selben GND. Batterie hat ein > galvanisch getrenntes GND bzw. ist einfach B-. > > > H. B. schrieb: > >> ... >> Du versorgst den Baustein auf der Motorcontroller Seite mit 5V. >> damit macht der integrierte DC/DC Wandler die 5V auf der Displayseite. >> Das wars. >> Auf der Displayseite nur noch die Leitungen RX, TX und GND anschliessen >> und die Abblockkondensatoren zwischen VISO und GND2. >> VISO wird nicht an das Display angeschlossen. > > Ich habe versucht das im angehängten Bild so umzusetzen. Was würdest du > für einen Kondensator empfehlen? Ich habe ich sonst noch etwas > vergessen? > Gruß Sieht doch ganz gut aus. Der Kondensator von VISO gegen GNDISO sollte 100nF haben - Nimm einen ganz normalen 100nF/50V X7R und löte ihn direkt an den Baustein. Dann löte noch einen 100nF zwischen VDD und GND, auch den direkt an den Baustein. Das mit der Kühlfläche wie von Anja geschrieben hat dieser Baustein nicht. Laut Datenblatt ist die auch nicht notwendig.
Anja schrieb: > Seppl F. schrieb: >> Ich habe versucht das im angehängten Bild so umzusetzen. Was würdest du >> für einen Kondensator empfehlen? Ich habe ich sonst noch etwas >> vergessen? > > Im Datenblatt steht 100nF (und zwar auf beiden Seiten des ADUM also > 2x100nF). > Auch die "Kühlflächen" lt. Datenblatt nicht vergessen der ADUM braucht > ca 80 mA in dieser Anwendung. > > Gruß Anja Der Baustein hat keine Kühlfläche. Wenn der Baustein bei sehr hohen Umgebungstemperaturen arbeiten soll, kann man über die Anschlusspins noch etwas Wärme abführen, aber ich glaube dass das beim TO nicht nötig ist. Hier der Text aus dem Datenblatt: THERMAL ANALYSIS Each ADuM524x component consists of two internal die, attached to a split-paddle lead frame. For the purposes of thermal analysis, it is treated as a thermal unit with the highest junction temperature reflected in the θJA value in Table 2. The value of θJA is based on measurements taken with the part mounted on a JEDEC standard 4-layer PCB with fine-width traces in still air. Under normal operating conditions, the ADuM524x operates at full load across the full temperature range without derating the output current. For example, a part with no external load drawing 80 mA and dissipating 400 mW causes a 32°C temperature rise above ambient. It is normal for these devices to run warm. Following the recommendations in the PCB Layout section decreases the thermal resistance to the PCB allowing increased thermal margin at high ambient temperatures
Somit wäre alles paletti. Vielen Dank an alle Beteiligten. Leider fällt mir gerade auf, dass man den ADUM5241 aktuell nicht bekommt. Ich habe versucht etwas ähnliches zu finden, aber ich finde nichts in der kompakten Bauform. Sowohl der erwähnte ISO782, als auch der ADUM6422A haben mindestens 16 Pins. Kennt jemand einen alternativen Baustein mit integriertem und isoliertem DC/DC Wandler im Format SOIC8?
Die versenden doch von Übersee zu horrenden Preisen, oder? Ob das schneller geht? Teurer mit Sicherheit. Dachte es gibr vl. einen alternativen Baustein den ich bei Reichelt oder RS Components bekomme.
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