USB RS485 Adapter mit Heizungssteuerung verbinden

OP #8101265
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Hallo Leute.

Ich bin mehr Softwareentwickler und habe daher nicht so viel Ahnung von Hardware. Ich würde gerne meine Heizungssteuerung (Gamma 2 B) über RS485 auslesen. Eine Verbindung über RS485 baue ich zum ersten mal auf und es sollte nichts an der Heizungssteuerung kaputt gehen. Die Kabelstrecke wird geschätzt 15 bis 20 Meter lang (CAT7-Netzwerk-Verlegekabel). Die Heizungssteuerung befindet sich allerdings in der anderen Wohnung unseres 2-Familien-Hauses mit eigenem Stromzähler.

Ich besitze einen USB to RS232/485/TTL Adapter von Waveshare, der über USB an einen Desktop-PC angeschlossen ist:

https://www.waveshare.com/usb-to-rs232-485-ttl.htm

An der Wieland-Steckerleiste gibt es einen Anschluss für eine Raumstation mit GND, +12, B, A. Der Datenbus arbeitet vermutlich mit 12 Volt. In der Anleitung des USB-Wandlers ist ein Foto eines RS485-Aufbaus, bei dem kein GND am RS485-Bus mitgeführt wird. Ich habe aber gelesen, dass man GND immer anschließen sollte. Auf der Produkt-Webseite steht auch etwas zur Isolation, aber ich bin wie gesagt mehr Sotwareentwickler:

"Safer Isolated Design

Onboard unibody power supply isolation, provides stable isolated voltage, needs no extra power supply for the isolated terminal

Onboard unibody digital isolation, allows signal isolation, high reliability, strong anti-interference, low power consumption"

Muss ich etwas beachten, damit ganz sicher nichts an der Heizungssteuerung kaputt geht?

Oder kann ich gefahrlos über eine Doppelader A mit A sowie B mit B und über eine weitere Ader GND mit GND verbinden und dann mit der Software loslegen?

Grüße Christian

#8101274
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RS485 ist ein Bus. Die Teilnehmer hängen hintereinander wie Klammern auf einer Wäscheleine auf dem Bus, und an jedem Ende ist ein Abschlusswiderstand - üblicherweise 100 bis 120 Ohm je nach Kabel. Alle Geräter werden parallel draufgeschaltet, also A an A, B and B, und GND an GND.

fchk

#8101278
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Christian schrieb:

Auf der Produkt-Webseite steht auch etwas zur Isolation, [...]: "Safer Isolated Design [...] allows signal isolation, high reliability, strong anti-interference, low power consumption"

Das übliche China-Marketing-Geblubber. Alles maximal schwammig, ohne jegliche Aussagekraft.

Christian schrieb:

Der Datenbus arbeitet vermutlich mit 12 Volt.

Wissen ist besser als vermuten; die englische Wikipedia ist oft ein guter Ausgangspunkt, dort sind auch brauchbare Quellen angegeben.

Christian schrieb:

Ich habe aber gelesen, dass man GND immer anschließen sollte.

Das wäre sicherlich sehr empfehlenswert.

OP #8101291
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Vielen Dank für die Antworten.

Johannes F. schrieb:

Ich habe aber gelesen, dass man GND immer anschließen sollte.

Das wäre sicherlich sehr empfehlenswert.

In dem von Dir verlinkten Wikipedia-Eintrag habe ich nun folgenden Hinweis gefunden:

Care must be taken that an SC connection, especially over long cable runs, does not result in an attempt to connect disparate grounds together – it is wise to add some current limiting to the SC connection. Grounds between buildings may vary by a small voltage, but with very low impedance and hence the possibility of catastrophic currents – enough to melt signal cables, PCB traces, and transceiver devices.

Also scheinen meine Bedenken die 3 Anschlüsse einfach zu verbinden nicht völlig unbegründet gewesen zu sein. Für eine Strombegrenzung müsste ich doch erstmal herausfinden, welche Ströme da im schlimmsten Fall fließen können. Oder kann ich irgendwie herausfinden, ob ich die GNDs ohne Strombegrenzung gefahrlos verbinden kann? Diverse Multimeter hätte ich da.

#8101318
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Christian schrieb:

Oder kann ich irgendwie herausfinden, ob ich die GNDs ohne Strombegrenzung gefahrlos verbinden kann?

Vor dem Verbinden einfach mal die Spannung messen. Mit Belastung, also "Batterietester-Modus" vom Multimeter oder kleinem Widerstand.

Wenn der Widerstand raucht, nicht verbinden. Weder GND noch A/B.

Irgendwo hier im Forum gibt's noch die tragische Geschichte (oder Urban Legend?) von einem Bastler, der Akku-BMS und Wechselrichter am selben RS485-Bus anschließen wollte. Zwei-Draht ohne GND. Und leider erst beim Verbinden der Datenleitungen festgestellt hatte, dass beide Geräte eine um 48V und viele 100A unterschiedliche Vorstellung von "GND" hatten.

#8101368
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Christian schrieb:

Also scheinen meine Bedenken die 3 Anschlüsse einfach zu verbinden nicht völlig unbegründet gewesen zu sein.

Falls dein USB-RS-485-Adapter sein Werbeversprechen einhält, daß beide Seiten mittels Digitalisolatoren und DC-DC-Wandler galvanisch voneinander getrennt sind, dann sind die Bedenken völlig unbegründet.

Der Grund für die Verbindung beider GNDs ist übrigens im Absatz zuvor erläutert:

This connection may be used to limit the common-mode signal that can be impressed on the receiver inputs. The allowable common-mode voltage is in the range −7 V to +12 V, i.e., ±7 V on top of the 0–5 V signal range. Failure to stay within this range will result in, at best, signal corruption, and, at worst, damage to connected devices.

: Bearbeitet durch User
OP #8101382
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Vielen Dank für die Antworten.

Andreas B. schrieb:

willst Du verschiedene Gebaeude verbunden? Ansonsten ist das nicht von Belang.

Es sind unteschiedliche Wohnungen in einem Gebäude, aber die Elektro-Installation der einen Wohnung wurde mal erneuert, während die der Anderen noch aus den 70ern stammt. Ich habe früher viel Netzwerk-Verkabelung gemacht und hatte gelegentlich Einfamilienhäuser, in denen vom Keller zu einer höheren Etage Potentialunterschiede auftraten. Das mögen dann fehlerhafte Elektro-Installationen gewesen sein, aber ein Risiko besteht dann ja trotzdem.

Johannes F. schrieb:

Falls dein USB-RS-485-Adapter sein Werbeversprechen einhält, daß beide Seiten mittels Digitalisolatoren und DC-DC-Wandler galvanisch voneinander getrennt sind, dann sind die Bedenken völlig unbegründet.

Da bin ich mir eben nicht sicher. Auf der RS485-Seite hat der Waveshare-Adapter die Anschlüsse A+, B- und GND. Müsste für eine vollständige Isolation nicht auch noch VCC bereitgestellt werden? Ich habe hier ein paar andere Isolatoren (z.B. I2C) und da hat jede Seite ihre eigene Spannungsversorgung.

Εrnst B. schrieb:

Vor dem Verbinden einfach mal die Spannung messen. Mit Belastung, also "Batterietester-Modus" vom Multimeter oder kleinem Widerstand. Wenn der Widerstand raucht, nicht verbinden. Weder GND noch A/B.

Das werde ich mal ausprobieren.

: Bearbeitet durch User
#8101383
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Christian schrieb:

Da bin ich mir eben nicht sicher. Auf der RS485-Seite hat der Waveshare-Adapter die Anschlüsse A+, B- und GND.

Es genügen (auch wenn das hier wieder vehement bestritten wird) bei einem galvanisch getrennten RS485-Konverter sogar nur A+/B-.

Ob Dein Adapter galvanisch getrennt ist, kann man der Platine ansehen. Da ist dann ein DC-DC-Konverter zur galvanisch getrennten Stromversorgung und drei Optokoppler zur Ansteuerung des RS485-Treiberbausteins drin.

Der fehlende Massebezug wird durch eine Vorspannung an den Signalleitungen wiederhergestellt, dazu gibt es einen Pullupwiderstand gegen Vcc und einen Pulldown gegen Gnd - beide natürlich auf der isolierten Seite des DC-DC-Wandlers.

Dein Waveshare-Adapter aber ist nicht galvanisch getrennt, jedenfalls nicht, wenn seine Innereien so aussehen wie auf diesem Bild hier:

https://www.waveshare.com/img/devkit/accBoard/USB-TO-RS485/USB-TO-RS485-details-5.jpg

: Bearbeitet durch User
#8101389
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Auf der Suche nach einem Schaltplan stößt man mit obigen Link auf das: https://www.waveshare.com/wiki/USB_TO_RS232/485/TTL

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Question: Should the RS485 communication connect to GND?
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 Answer:
3
No, but it is more stable with a connection to GND. For better performance, reliability, and anti-interference, it is recommended to connecting to GND for a long-distance communication.

Da steht aber auch Zeug wie:

1
Question: What is the isolating voltage?
2
 Answer:
3
The isolation voltage is 5V.

Ich hoffe da fehlt ein k! 😁

#8101401
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Harald K. schrieb:

Ob Dein Adapter galvanisch getrennt ist, kann man der Platine ansehen. Da ist dann ein DC-DC-Konverter zur galvanisch getrennten Stromversorgung und drei Optokoppler zur Ansteuerung des RS485-Treiberbausteins drin.

Es gibt zumindest eine Version von dem Waveshare-Teil, die einen ADUM1411(-Klon) verwendet.

https://pallavaggarwal.in/2022/01/20/waveshare-usb-to-rs485-rs232-converter/

Angehängte Dateien:
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#8101409
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Christian schrieb:

Auf der RS485-Seite hat der Waveshare-Adapter die Anschlüsse A+, B- und GND. Müsste für eine vollständige Isolation nicht auch noch VCC bereitgestellt werden?

Nein, wozu? Das unbekannte zu verbindende Gerät (in deinem Fall die Heizungssteuerung) hat seine eigene (ebenfalls unbekannte) VCC, die hat mit dem RS-485 nix zu tun.

Harald K. schrieb:

Es genügen (auch wenn das hier wieder vehement bestritten wird) bei einem galvanisch getrennten RS485-Konverter sogar nur A+/B-.

Schaden tut die GND-Verbindung aber dann ganz sicher auch nicht. Sie ist nur ggf. nicht unbedingt nötig.

OP #8101423
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Hmmm schrieb:

Er hat einen anderen. Aber bei allem, wo Waveshare draufsteht, würde ich trotzdem sicherheitshalber reingucken, die liefern auch solchen Murks ab: https://files.waveshare.com/upload/0/02/Pico-2CH-RS485.pdf

Ich würde gerne nachsehen, aber ich bekomme die Platine nicht aus dem Gehäuse. Das flache Gehäuse hat an den Stirnseiten mit den Anschlüssen angeschraubte Blenden. Die Blende auf der Seite mit dem Schraubterminal kann ich nur losschrauben, da das Schraubterminal im Weg ist. Die Blende auf der Seite mit der USB-Buchse lässt sich abnehmen. Die Platine scheint seitlich in Schienen zu sitzen und bewegt sich keinen Millimeter, wenn ich versuche sie entlang der Schienen herauszudrücken. Gibt es bei diesen Gehäusen einen Trick?

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#8101428
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Christian schrieb:

Das flache Gehäuse hat an den Stirnseiten mit den Anschlüssen angeschraubte Blenden.

Typisches Profilgehäuse.

Christian schrieb:

Die Blende auf der Seite mit dem Schraubterminal kann ich nur losschrauben, da das Schraubterminal im Weg ist.

Sicher, dass das kein gesteckter Klemmenblock ist, den Du einfach abziehen kannst?

Aber normalerweise wird die Platine nur durch die beiden Frontplatten (und ggf. damit verschraubte Buchsen) gehalten, sollte sich also in beide Richtungen rausschieben lassen.

OP #8101440
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Hmmm schrieb:

Sicher, dass das kein gesteckter Klemmenblock ist, den Du einfach abziehen kannst?

Ja, Du hast recht, der lässt sich herausziehen.

Hmmm schrieb:

Aber normalerweise wird die Platine nur durch die beiden Frontplatten (und ggf. damit verschraubte Buchsen) gehalten, sollte sich also in beide Richtungen rausschieben lassen.

Ich habe es inzwischen geschafft. Die Platine war sehr fest eingespannt und ich musste Ober- und Unterseite des Gehäuses mit relativ viel Kraft ein wenig zusammendrücken. Dadurch rutschte die Platine dann fast von selbst heraus.

Da ich den ADUM1411 sehe, gehe ich davon aus, dass ich die Version mit galvanischer Trennung habe und die Heizungssteuerung problemlos anschließen kann.

Vielen vielen Dank.

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