Hallo, ich habe ein HART-Modem konstruiert, bei dem die höherfrequenten Signal (1,2 und 2,2 kHz) über einen Trafo ein- und ausgekoppelt werden. Der Trafo ist aber nicht zufriedenstellend. Nun habe ich mal 'ne Mail an den Hersteller geschickt, ob Trafo sein muss. Die Antwort war, dass auch eine Kondensatorschaltung geht: "It is possible to have a solution using capacitors. However, if they decide to go this route, I would recommend adding a fast action fuse (50-100mA) and a crowbar circuit (two zener diodes facing opposite directions) to protect against any high voltage spikes occurring on the line. Also, make sure that the isolating capacitor is rated up to at least 100V." Ich nehm also an, die Sicherung (Fuse) in Reihe zum Kondensator und die Z-Dioden entgegengesetzt jeweils parallel dazu, oder? Was nehm ich da am Besten für Bauteile? Kondi, Sicherung, Z-Dioden? Und was passiert bei einem Spannungspeak, wenn die Z-Dioden leitend werden? Bisher konnten beide Seiten auf unterschiedlichen Potentialen arbeiten, da die Kopplung nur induktiv war und keine leitende Verbindung bestand. Das ist in dem Fall dann ja nicht gegeben. Kann das Probleme machen? Danke schonmal im Voraus Alex
Die verwendeten Frequenzen sind etwas sehr tief, bedingen daher einen grossen Trafo und auch grosse Kondensatoren. Die 100V sind natuerlich ein Witz, sollte 650VAC heissen falls man auf's Netz koppelt. Die beiden Seiten sind galvanisch nicht verbunden. Wenn eine Spannungsspitze kommt, werden die ZDioden leitend und leiten den Strom ab. Das ist ok. Ich wuerde auch Transzorb empfehlen, die sind etwas schneller. Falls auf das Netz gekoppelt wird, ist zu bedenken, dass es Vorschriften bezueglich Blindstrom gibt. Ich glaube mich zu erinnern, dass das Limit fuer Koppelkondensatoren bei bei 220nF liegt. Da kriegt man bei den genannten Frequenzen nicht viel Strom rueber. Eine bessere Wahl waere zB 30-100kHz. Was soll denn die Reichweite sein ? auf dem Netz ?
@rene >ein Witz, sollte 650VAC heissen falls man auf's Netz koppelt. HART-Modems werden üblicherweise eigentlich nur auf 4-20mA Stromschleifen gekoppelt, die Spannungen dort sind typ. 24V, teilweise höher. >Frequenzen nicht viel Strom rueber. Eine bessere Wahl waere zB >30-100kHz. HART ist HART, das läuft mit 2100/1100 Hz FSK. MFG Falk
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Soweit ich das hier verstehe, geht die HART-Kommunikation huckepack auf einer 4-20mA-Stromschleife. Das steht nichts von Netzspannung: http://www.hartcomm2.org/hart_protocol/applications/white_papers/hart_driving_product_dev.html Die unterere Grenzfrequenz liegt laut Zeichnung bei 500 Hz, die obere bei 10kHz.
Ihr habt natürlich beide recht. Was nehme ich also für einen Kondi? Sprich: was für eine Kapazität? Und sollte ich dann auch eine Z-Diode mit annähernd 100V Z-Spannung nehmen? MfG alex
@Alexander >Was nehme ich also für einen Kondi? Sprich: was für eine Kapazität? Nun, da muss man mal rechnen. Wenn das Modem Daten auf die Stromschleife schickt, dann passiert die Einspeisung AFAIK auf einen 250 Ohm Serienwiderstand. Die beiden Koppel-Cs liegen damit faktisch in Reihe. Bei der niedrigsten Frequenz (1100 Hz) sollte noch keine nennenswerte Dämpfung eintreten (RC-Hochpass). f = 1/(2*Pi*R*C) f = 1100Hz R = 250 Ohm -> C = 0,578 uF Macht pro Kondensator etwas mehr als 1 uF. >Und sollte ich dann auch eine Z-Diode mit annähernd 100V Z-Spannung >nehmen? Das ist wohl eher ein wenig viel. Ich würde zwei Z-Dioden jeweils gegen Masse sowie differentiell einen Varistor/Transorb schalten. Die Z-Dioden/Varistorspannungen müssen naürlich im Bereich der Spannung liegen, die die Schaltung verkraftet, also irgendwo bei 5V. MFG Falk
hi falk, was heißt "koppel-Cs in reihe"? kann ich mir das so vorstellen: <meine schaltung> | | = = | | --|-R-|--<4-20mA-Schleife> | | Z Z | | GND GND ? Mit R=250 Ohm? MfG alex
Wobei deine Z-Dioden auf der Seite deiner Schaltung sitzen müssen, nicht an der Stromschleife. MFG Falk
also eher so:
<meine schaltung>
| | | |
Z = = Z
| | | |
GND | | GND
| |
----|-R-|--<4-20mA-Schleife>
?
mfg
alex
Fast. Es fehlt noch der diiferentielle Schutz zwischen den Cs (auf der Seite deiner Schaltung). MFg Falk
<meine schaltung>
| | | |
Z = = Z
| | | |
GND | Z Z | GND
|--->|--|<---|
----|-----R------|--<4-20mA-Schleife>
Etwa so. Wie es der Supportmensch schrieb, zwei Z-Dioden 'face-to-face'.
wie funktionieren dann die gegensätzlichen Z-Dioden? und was für welche nehm ich da am besten?
Wieder gilt: Eine einzelne Diode hat etwa den Wert was deine Schaltung an Spannung kann. Funktion: Angenommen eine die Z-Dioden haben jeweils eine Durchbruchspannung von 5V (in 'Sperrrichtung') und eine Flussspannung (in 'Flussrichtung') von 0,7V. Wenn nun eine Spannungsspitze auftritt (generiert über den Strom durch R) die über 5,7V ist, wird die Diode, die in Sperrichtung ist, leitend (evtl. Randeffekte um herum diesen Spannungswert sind hier nebensächlich) und somit wird der Eingang kurzgeschlossen - die Schaltung wird geschützt.
Entschuldige bitte meine Grammatik. Es ist noch früh. ; )
kein problem mit der deutsch ;-) danke nochmal. dann kann ich ja die zwei z-dioden von meiner schaltung auf masse weglassen.
Nochwas: Wenn die Stromschleife einen Arbeitspunkt hat, dann pack die Z-Dioden hinter die Kondensatoren.
wie könnte eine stromschleife einen arbeitspunkt haben? das hängt doch von den geräten, die dranhängen und deren eingangswiderständen ab, oder nicht? innenwiderstand eines HART-Systems ist 230-1100 ohm...
'Arbeitspunkt' war in der Tat ein etwas unglücklich gewähltes Wort. Ich meinte allgemein nur einen Konstantstrom (der Gleichspannung über R erzeugt).
oder eher so:
<meine schaltung>
(+) (-)
| |
|--|--->|--|<---|----|
| Z Z |
= =
| |
| |
----|-----R------|--<4-20mA-Schleife>
?
na der Strom variiert zwischen 3,5 und 20,5 mA (4-20-mA-Stromschnittstelle + HART-Signal mit VAC=0,5mA). also kein Konstantstrom.
oder eher so:
<meine schaltung>
(+) (-)
| |
|--|------------|----|
| |
|--->|--|<---|
| Z Z |
= =
| |
| |
----|-----R------|--<4-20mA-Schleife>
?
aber so sind die z-dioden kurzgeschlossen. ist auch mist.
bloß bei der variante oben müsste der widerstand meines systems doch
kleiner als das R (230 ohm) sein, damit überhaupt der hauptteil des
stroms durch mein system fließt, oder nicht? und das wäre nicht der
fall...
Welche Kondensatoren nimmt man dafür. Sind Tantal OK oder gehen auch schlechtere bzw. brauch man da bessere? Welche Kondensatoren sind allgemein für die kap. Kopplung geeignet? Grüße Robért
@Robért >Welche Kondensatoren nimmt man dafür. Sind Tantal OK oder gehen auch AHHHH, bloss nicht! Die sind a) polar (+ und minus muss beachtet werden) und ausserdem SEHR sensibel gegenüber Überspannung und Pulsströmen. >schlechtere bzw. brauch man da bessere? Welche Kondensatoren sind >allgemein für die kap. Kopplung geeignet? Ich würde in die Richtung Folienkondensator oder Metall-Papier gehen, die sind unpolar und spannungsfest (wenns sein muss bis 1000V und mehr). Und sie sind nicht so sensibel gegen überspannung, einige Typen sind sogar selbstheilend. MFG Falk
Hallo allerseits, ich versuche momentan auch ein HART-Modem zum laufen zu bringen. Es soll ein HART-Master sein. Eine Induktive Ankopplung kommt vermutlich nicht in frage, da ich keine Transformatoren gefunden hab, die eine Temperatur von -40°C verkraften. Also interessiere ich mich für die hier besprochene Ankopplung. Mein Problem dabei ist folgendes: Wo kann ich die 24VDC Spannungsquelle für die Stromschleife anschließen und v.a. kann ich das HART-Modem mit gleichem GND-Potenzial wie dem der 24V-Spannungsquelle betreiben, oder muss ich eine Galvanische Trennung vorsehen? Ausserdem habe ich in meinem vorläufigen Modem-Layout nur eine Verbindung zur Stromschleife (nach http://www.amis.com/pdf/transceivers/a5191hrt_an.pdf , Seite 22), die 2. Verbindung soll vermutlich über GND gehen. Vielen Dank im Vorraus, Tobias
Transformatoren sollten ueberigens jkein Problem sein. Schau mal unter "stromkompensierte Drossel" von EPCOS. Ein Ferrit Ringkern mit 2 Wicklungen drauf. Ich wuerd so bei 1mH schauen.
Ich hab mir jetzt mal 5 so Drosseln von EPCOS besorgt, mal sehn obs klappt.
@ Tobias Kölling (dakalle) >Ich hab mir jetzt mal 5 so Drosseln von EPCOS besorgt, mal sehn obs >klappt. Was glaubst du, warum die Drossel Drossel heisst und nicht Trafo? Mfg Falk
> @ Tobias Kölling (dakalle) > >>Ich hab mir jetzt mal 5 so Drosseln von EPCOS besorgt, mal sehn obs >>klappt. > > Was glaubst du, warum die Drossel Drossel heisst und nicht Trafo? Ich habe absolut keine Ahnung... Grüße, Tobias
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