Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wue UART vor Spannungssptizen schützen


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von Peter K. (Gast)


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Das Datenkabel läuft direkt an der Spannungsversorgung einer großen 
Leuchtstofröhre entlang, wenn diese geschaltet wird, treten Probleme 
auf.
Ich habe eine Uart Verbindung von etwa 12m. Die Kommunikation und 
signalstärke ist ok.
Eine galvanische Trennung ist wohl nicht möglich?, da auch die 
Empfängerplatine aus der Sendeplatine (24V) gespeist wird.
Es geht auch nicht um kurze Verbindungsabbrüche durch die Störung, 
sondern lediglich das Abstürzen zu verhindern durch die Spannungsspitze.

Z-Dioden sind hierfür vermutlich zu langsam?
eine Umstellung auf CAN oder RS485 etc ist momentan nicht geplant

von Stefan F. (Gast)


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Peter K. schrieb:
> Eine galvanische Trennung ist wohl nicht möglich?

Warum nicht? Weil durch das gleiche Kabel auch die Stromversorgung des 
Gerätes läuft?

Die Stromversorgung kann man mit L/C Filtern entstören. Für die Signale 
würde ich in deinem Fall auf abgeschirmte Kabel setzen. Lieber wäre mir 
RS422, aber das hast du ja quasi ausgeschlossen.

Wichtig: Den Schirm nur einseitig erden und nicht zum Leiten der 
Stromversorgung missbrauchen.

von Peter K. (Gast)


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Es ist Patchkabel, also ja, geschirmtes Kabel habe ich den Schirm habe 
ich auf einer Seite angeschlossen, wenn ich mich nicht täusche.
Das mit dem L/C Filer müsste ich noch mal testen

Ja, ich gehe davon aus das es nichts bringt einen ADUM 1200 oder so, 
komme gerade nicht auf die Nummer, IC einzusetzen, wenn es auch über 
diese gemeinsame Spannung versorgt wird, oder täusche ich mich da?

Ob Optokoppler gehen, weiss ich nicht, da die vermutlich zu niederohmig 
sind, die Datenrate ist mit 9600Baud gering, und könnte auch reduziert 
werden

von Stefan F. (Gast)


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Peter K. schrieb:
> oder täusche ich mich da?

Vermutlich nicht. Ich kann dir keine sichere Aussage geben, ohne den 
Aufbau zu kennen und ohne Messprotokolle vom Fehler.

Erst mal muss die Stromversorgung stabil sein. Erst wenn das sicher ist, 
macht es Sinn, sich die Daten anzuschauen.

Messe auch den DC Spannungsabfall an der GND Leitung im Normalbetrieb, 
und dann nochmal mit einem Oszilloskp im Störfall.

von Peter K. (Gast)


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Die ist stabil, sind dicke Elkos verbaut und dahinter ist ein switcher 
der auf 5V runter geht mit Kerkos etc.
Daher denke ich, wird da nichts kommen, aber wie gesagt, werde den L/C 
Filter noch mal testen

von Stefan F. (Gast)


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Dicke Elkos wirken schlecht gegen hochfrequente Störung. Dazu schaltet 
man Folien- oder Keramik-Kondensatoren mit maximal 1µF parallel zu den 
Elkos.

Schaltpläne und Fotos sind wahrscheinlich hilfreich.

Stefan F. schrieb:
> Messe auch den DC Spannungsabfall an der GND Leitung im Normalbetrieb,
> und dann nochmal mit einem Oszilloskp im Störfall.

Wenn man etwas bekämpfen will, muss man wissen womit man es zu tun hat. 
Man kann weder Ameisen mit einer Bärenfalle schnappen, noch Bären mit 
einem Ameisenköder - falls du verstehst, was ich meine.

von Peter K. (Gast)


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"Dicke Elkos wirken schlecht gegen hochfrequente Störung. Dazu schaltet
man Folien- oder Keramik-Kondensatoren mit maximal 1µF parallel zu den
Elkos."
Ist wie oben erwähnt, verbaut

von Frank K. (fchk)


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Peter K. schrieb:

> eine Umstellung auf CAN oder RS485 etc ist momentan nicht geplant

aber RS422 bzw RS485 vollduplex wäre ohne Softwareänderungen möglich und 
sinnvoll. z.B. damit:

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ADM4850_4851_4852_4853_4854_4855_4856_4857.pdf

https://www.analog.com/en/products/adm4854.html?doc=ADM4850_4851_4852_4853_4854_4855_4856_4857.pdf

Der ADM4854 wäre der passende Chip für Dich: langsam und vollduplex.

Es gibt auch von anderen Herstellern pin- und funktionskompatible Chips.

fchk

von Peter K. (Gast)


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dadurch gibt es weniger Übertragungsfehler, aber mein Problem ist ja 
eher die Spannungsspitze und daraus resultierende Abstürze. Er stürzt 
nicht wegen der Datenfehler ab sondern vermutlich weil es dem Controller 
nicht so gut bekommt.
Da wird mir 485 vermutlich auch nicht helfen, oder?
Eher der L/C Filter und ein irgendwie gearteter Überspannungsschutz auf 
der Datenleitung

von Rainer W. (rawi)


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Peter K. schrieb:
> Eine galvanische Trennung ist wohl nicht möglich?

Warum nicht?
Die Versorgungsspannung kannst du "totfiltern" und die Daten du über LWL 
führen.
https://www.ebay.de/itm/155187476499

von Frank K. (fchk)


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Peter K. schrieb:
> dadurch gibt es weniger Übertragungsfehler, aber mein Problem ist ja
> eher die Spannungsspitze und daraus resultierende Abstürze. Er stürzt
> nicht wegen der Datenfehler ab sondern vermutlich weil es dem Controller
> nicht so gut bekommt.
> Da wird mir 485 vermutlich auch nicht helfen, oder?

Die Spannungsspitzen auf der Versorgung ist das eine. Das sollte der 
Spannungsregler abfangen.

Der RS422-Transceiver isoliert den Controller erstmal von der Leitung. 
Störungen auf der Leitung kommen nicht mehr direkt bis zum Controller 
durch, und die Transceiverchips sind deutlich robuster als ein 
Controller.

Und Übertragungsfehler werden durch die differentielle Übertragung 
vermindert. Die Störung wirkt auf beide Komponenten des Signals 
gleichermaßen, und die Differenz bleibt die gleiche.

Ohne konkrete Messungen kommst es aber auf einen Versuch an. So teuer 
sind die Dinger nicht.

fchk

von Stefan F. (Gast)


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Frank K. schrieb:
> Die Spannungsspitzen auf der Versorgung ist das eine. Das sollte der
> Spannungsregler abfangen.

Kann er nicht. Er kann nämlich nur (begrenzt) Strom liefern, nicht 
aufnehmen.

von Motopick (motopick)


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Vermutlich wuerde es reichen, die Daten ueber simple Optokoppler
zu entkoppeln. Bei der Ansteuerung muss man auch keine
Raketenwissenschaft betreiben. Uebliche RS-232 Treiber schaffen das.
Eingangsseitig koennte man die Optokoppler ueber Pullups direkt
an die Logikeingaenge anschliessen, also die RS-232 Treiber
dafuer umgehen.

von Motopick (motopick)


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Der empfangende Optokoppler gehoert natuerlich dahin, wo auch
auch der Empfaenger ist. Und nicht an das "falsche" Ende der Leitung.

von Purzel H. (hacky)


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Wenn das Geraet durch Stoerunen auf des Kabel gestoert wird, kannst du's 
gleich in die Tonne kloppen. Und eine richtige Loesung erarbeiten. RS232 
ist eigentlich relativ stoerfest. Sofern man nicht alles falsch macht.
Schutzdioden, R/C, LC, Ferrite. Aber erst mal ein passendes Gehaeuse. 
Wahrend die Industrie Metallgehaeuse verwendet, sind Haushaltgeraete mit 
Plastikgehause. Eingestreute Ladungen muessen passend abgefuehrt werden. 
Zeig doch mal, was sonst noch dran haengt, und wie das ausgefuehrt wird.

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