KNX Controller - LED driver galvanisch trennen

OP #7728659
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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 :-)

Angehängte Dateien:
#7728665
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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.

Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #7728667
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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.

OP #7728680
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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 :)

#7730585
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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.

OP #7730784
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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 :)

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