ALC8500 Web fähig machen.

[Ingo (cubeschrauber)]

Hallo liebe Gemeinde,

ich versuche mein ALC 8500 Expert Ladegerät webtauglich zu machen.
Dazu habe ich den werkseitigen USB-Adapter entfernt (siehe Bilder) und 
duch eine Kombination aus ADUM1201 (Isolator/Level Shifter) und 
Raspberry-Pi-Pico mit Wiz5500 Ethernet-Chip ersetzt.
Der Pico kann damit sowohl die ursprüngliche USB-Funktion übernehmen, 
also auch eine Web-Oberfläche zur Steuerung präsentieren.

Nun hat sich der Hersteller beim USB-Adapter einige Mühe gegeben eine 
elektrische Isolation zu realisieren. Bevor ich eine eigene Platine aus 
meinem bisherigen Projekt mache überlege ich nun in wie weit ich 
ähnliche Maßnahmen umsetzen soll oder will.

Dazu würden mich eure Meinungen interessieren. Mir fällt da momentan nur 
ein:

- nichts weiter zu tun
- eine Zenerdiode plus Sicherung
- Crowbar und Sicherung

Schon mal vielen Dank für euren Input.

[Jens M. (schuchkleisser)]

Das ist ein fertiges ELV-Modul, das aus einem DSub-Stecker-Loch eine 
moderne USB-Buchse macht, plus "das ist isoliert".

Wenn du das gegen ein LAN ersetzt, hast du die Isolation schon, denn LAN 
ist üblicherweise galvanisch getrennt, bis auf den Schirm der Buchse.

Wie willst du den Pi mit Strom versorgen?
Ich für meinen Teil würde ein Netzteil für den Pi mit einbauen, wenn 
möglich mit PE an den LAN-Schirm, und fertig wär's. Die Lademaschinerie 
wird schon ggü. Netz isoliert sein, denn die ist ja normal anfassbar, 
oder?
Also wurde der USB nur isoliert weil "hat man" oder maximal um 
Brummschleifen o.ä. zu vermeiden, keine Sicherheitsisolation. Das kann 
die LAN-Buchse m.E. ebenso leisten.

[Ingo (cubeschrauber)]

Momentan versorge ich den PI über die 5V, die an der Pin-Leiste für den 
USB-Adapter verfügbar sind.

Bei reinem LAN-Anschluss würde ich mir auch weiter keine Gedanken 
machen. Aber man könnte den USB-Anschluss des PI für den klassischen 
Betrieb nutzen. Und da stellt sich die Frage ob der angeschlossene PC 
schützenswert ist.

PE gibt es da nicht. Das Gerät hat nur ein C7-Buchse.

[Jens M. (schuchkleisser)]

Ingo schrieb:
> versorge ich den PI über die 5V, die an der Pin-Leiste für den
> USB-Adapter verfügbar sind.

Ob die genug Strom liefert?

Ingo schrieb:
> Und da stellt sich die Frage ob der angeschlossene PC
> schützenswert ist.

Könnte etwas kribbeln wenn man da eine Masseverbindung herstellt.
Dann brauchst du eine isolierte Com und ein eigenes Netzteil (das würde 
ich sowieso einbauen).

[S. M. (lichtmensch)]

Ohne da jetzt zu viele Gedanken reinzustecken:

Die Datenleitung von der USB-Platine ist eine serielle Verbindung. Der 
USB-Seriell-Wandler sitzt auf der kleinen Platine. Dadurch macht USB die 
Sache eigentlich nur unnötig kompliziert.

Ich würde ohne großen Aufwand, ggf. mit einem Pegelwandler, einen ESP32 
dort einbauen. Die Datenübertragung läuft dann per WLAN. Das ist perfekt 
isoliert, und du musst am Gehäuse nichts sägen.

[Ingo (cubeschrauber)]

Was ist denn von einem DC/DC-Wandler mit Isolierung zu halten, wie z.B. 
so etwas hier:

https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/dc_dc-wandler_1_w_5_vin_single_5_vout_200_ma_dil-140647

Ich würde das ganze halt gerne auf einer Platine unterbringen, die ins 
Gehäuse passt und den alten USB-Seriell Adapter ersetzt.

Das direkte Anzapfen der 5V-Versorgung funktioniert jedenfalls 
problemlos.

[Harald K. (kirnbichler)]

Wenn man bei der Netzwerkbuchse den Schirm weglässt, entfällt ein 
Problem.

Ethernet muss nicht geschirmt werden, solange man nicht mit Datenraten > 
1 GBit/sec unterwegs ist. 1000BaseT ist für Cat5e UTP spezifiziert, und 
das "U" in "UTP" steht für unshielded.

Und wenn man sich die Ethernetbuchsen in vielen einfachen Switches und 
Routern ansieht, wird man erkennen, daß da kein Schirm vorgesehen ist. 
Wie z.B. bei diversen Fritzboxen.

Und wenn einem Isolation wirklich wichtig ist, dann baut man in das 
Ladegerät keinen Ethernetport ein, sondern nimmt einen ESP32 (oder 8266) 
und nutzt WLAN. Das isoliert perfekt.

[Ingo (cubeschrauber)]

Bei einem Gerät, das einen festen Standort (z.B. im Keller) hat, an dem 
LAN verfügbar ist, bevorzuge ich immer LAN.

WLAN wäre natürlich trotzdem eine Option, die ich mit dem PICO-W 
realisieren könnte. (Immerhin läuft der ganze Kram ja bereits auf einem 
PICO).

Aber was spricht nun gegen eine Isolation mit Hilfe eines ADUM1201 
(brauche ich sowieso als Pegelwandler) und einem entsprechenden DC/DC 
Wandler?

Es geht mir nur darum einen eventuell per USB angeschlossenen Rechner im 
Fehlerfall des Ladegeräts (den es bisher nie gab) zu schützen.

[Soul E. (soul_eye)]

Ingo schrieb:
> Bei einem Gerät, das einen festen Standort (z.B. im Keller) hat, an dem
> LAN verfügbar ist, bevorzuge ich immer LAN.

So sollte es sein.


> Es geht mir nur darum einen eventuell per USB angeschlossenen Rechner im
> Fehlerfall des Ladegeräts (den es bisher nie gab) zu schützen.

Also Du willst den USB isolieren? Speziell dafür gibt es den ADuM4160.

LAN ist ja automatisch isoliert durch die Impulsübertrager. Das 
Buchsengehäuse (Schirm) legt man HF-mäßig auf Masse über 4,7 nF || 1 
MOhm.

[Ingo (cubeschrauber)]

Soul E. schrieb:
>
> Also Du willst den USB isolieren? Speziell dafür gibt es den ADuM4160.

USB direkt wird nicht gehen. Der USB-Anschluss ist ja direkt auf der 
Raspberry-PI-PICO-Platine.

Andererseits dürfte, wenn das mal alles fertig ist kaum mehr Bedarf am 
USB-Anschluss bestehen.

[Jens M. (schuchkleisser)]

Ingo schrieb:
> Das direkte Anzapfen der 5V-Versorgung funktioniert jedenfalls
> problemlos.

Bei den meisten Elektronikgeräten kann man die Hälfte der Bauteile 
rausnehmen, ohne das sich was an der Funktion ändert.
Irgendwann stirbts dann aber doch.
Oder auch: wenn da ein z.B. USB-Port drin wäre, und der könnte 500mA 
liefern, dann könntest du den beruhigt als Stromquelle benutzen, wenn du 
dafür sorgst das die Buchse nicht gleichzeitig mit deiner Schaltung 
benutzt wird.
Oder falls z.B. deine Schaltung den Stromverbrauch des USB-Adapters 
nicht überschreitet.
Ansonsten könnte es evtl. dazu kommen das du das Netzteil überlastest.
Die bauen da ja nicht zum Spaß ein paar hundert mA Reserve ein, das ist 
auf Kante genäht.

Ingo schrieb:
> Aber was spricht nun gegen eine Isolation mit Hilfe eines ADUM1201
> (brauche ich sowieso als Pegelwandler) und einem entsprechenden DC/DC
> Wandler?

Nichts, außer das du statt DCDC besser ACDC nehmen solltest, m.M.n.
Ich halte das für sauberer als da irgendwo Strom zu klauen ohne das klar 
ist das da entsprechende Reserve da ist.

Ingo schrieb:
> Es geht mir nur darum einen eventuell per USB angeschlossenen Rechner im
> Fehlerfall des Ladegeräts (den es bisher nie gab) zu schützen.

Da geht's eher um Störungen denn um Explosionen.

Ingo schrieb:
> Andererseits dürfte, wenn das mal alles fertig ist kaum mehr Bedarf am
> USB-Anschluss bestehen.

Dann weglassen, Problem gelöst. Bleibt das mit dem Strom.