KNX Controller - LED driver galvanisch trennen

[Basti (exotelis)]

Hey,

ich habe mir einen KNX-Transceiver auf Basis eines NCN5130 gebaut.

Datenblatt NCN5130: 
https://www.onsemi.com/download/data-sheet/pdf/ncn5130-d.pdf

Auf dem gleichen PCB befindet sich ein RP2040, mit dem bisher 
hauptsächlich alle Arten von Sensoren gesteuert wurden.

Datenblatt RP2040: 
https://datasheets.raspberrypi.com/rp2040/rp2040-datasheet.pdf

Die Spannung bekommt das KNX-Board vom Bus (30V). Im NCN5130 befinden 
sich 2 DC-DC-Converter, die eine 3V3- und 5V-Spannung liefern. Der 
RP2040 sowie z.B. ein Temperatursensor werden dann darüber versorgt.

Soweit so gut. Jetzt habe ich mit dem Gedanken gespielt, die PWM-Outputs 
des RP2040 zu nutzen, um LED-Streifen zu dimmen. Der Plan ist, ein 
Driver-Board zu bauen, das über MOSFETs die LEDs schaltet. Die LEDs 
bekommen ihre Spannung von einem 24V-Netzteil. Eine exemplarische 
Schaltung befindet sich im Anhang. Soweit ich weiß, MUSS KNX galvanisch 
von anderen Potentialen getrennt sein. Nimmt man also meine Schaltung, 
wäre das ja nicht mehr gewährleistet.

Was ist denn eure Meinung zu dem Thema und welche galvanische Isolation 
wäre denn für PWM geeignet, ein Optokoppler? Welche anderen Optionen 
hätte ich, isolierter DC-DC-Converter? Die beste Lösung wäre natürlich 
platzsparend und günstig. Die PWM Frequenz liegt vermutlich irgendwo 
zwischen 300Hz und 1kHz.

Vielen Dank :-)

[Frederic S. (frederics)]

Genau, für die Trennung der LED Ansteuerung reicht ein Optokopler pro 
Kanal. Für Frequenzen bis 1kHz reicht jeder Feld Wald und Wiesen 
Optokopler z.B  CNY17
Schwerte aber auf ausreichend hohes CTR oder schalte einen Transistor 
nach um das Gate des Mosfets zu schalten.

Die Sensoren und z.B. das USB des RPi sind weiterhin mit KNX Potential 
verbunden.
Evtl. Wäre es sinnvoll die KNX Schnittstelle galvanisch zu trennen. 
Dafür benötigst Du schnelle Optokopler z.B. 6N137
Und einen galvanisch trennenden DC DC, dieser kann die Wandlung auf 5V 
gleich mitübernehmen.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Basti schrieb:
> Die LEDs bekommen ihre Spannung von einem 24V-Netzteil.
> Eine exemplarische Schaltung befindet sich im Anhang. ... Nimmt man
> also meine Schaltung, wäre das ja nicht mehr gewährleistet.
Warum? Wenn dein 24V-Netzteil wie üblich einen potentialfreien 
DC-Ausgang hat, dann kannst du dessen Minusanschluss anklemmen, wo es 
dir gefällt.

[Basti (exotelis)]

> Genau, für die Trennung der LED Ansteuerung reicht ein Optokopler pro
> Kanal. Für Frequenzen bis 1kHz reicht jeder Feld Wald und Wiesen
> Optokopler z.B  CNY17

Danke für die Antwort, dann werde ich das direkt mal testen :)

> Die Sensoren und z.B. das USB des RPi sind weiterhin mit KNX Potential
> verbunden.
> Evtl. Wäre es sinnvoll die KNX Schnittstelle galvanisch zu trennen.

Das wird tatsächlich nicht nötig sein, da USB und KNX nie zeitgleich in 
Betrieb sein werden, das gilt meist auch für andere KNX-Geräte. Die 
maximalen 40mA die von KNX Bus kommen reichen bisher ohne Probleme für 
den rp2040, sowie mögliche Sensoren :)

[Basti (exotelis)]

Lothar M. schrieb:
> Warum? Wenn dein 24V-Netzteil wie üblich einen potentialfreien
> DC-Ausgang hat, dann kannst du dessen Minusanschluss anklemmen, wo es
> dir gefällt.

Kommt es dann nicht ggf. dennoch zu Problemen, wenn verschiedene 
Netzteile die LEDs versorgen? Wobei wenn alle Potentialfrei sind, sollte 
das ggf. auch gehen hmmm.

[Frederic S. (frederics)]

Wenn Du die Masse aller Netzteile Verbindest und die Netzteil sonst 
Potentialfrei sind solltest Du erstmal keine Probleme haben.

Beachte aber, das über Ethernet Leitungen, Wasserrohre, mit Ground 
verbundenen Gehäuse die zufällig einen Heizkörper berühren oder USB 
Anschlüsse zur Konfiguration unter Umständen weitere elektrische 
Verbindungen entstehen können die zu Ausgleichströmen und Problemen 
führen.

[Basti (exotelis)]

Sonst gäbe es absolut keine Berührungspunkte, höchstens das Aluprofil in 
dem die LEDs kleben, aber solange die keinen Produktionsfehler haben...

Ich habe mir in der Zwischenzeit ein paar Optokoppler zum Testen 
bestellt, sicher ist sicher.

Ich gebe gern Feedback sobald ich dazu kam :)