Hallo Forum, mich beschäftigt zur Zeit eine Frage, die auch schon häufiger hier diskutiert wurde. Es geht um eine Schutzbeschaltung gegen Surge eines RS485 Bussystems. Neben einigen Threads hier habe ich von TI eine relativ neue interessante Schrift dazu gelesen: http://www.ti.com/lit/an/slla292a/slla292a.pdf Einschlägig und auch in dieser AN wird zum Schutz gegen Surge oft zum Einsatz von bidiretkionalen TVS geraten, eine zwischen den Busleitungen und je eine von jeder Busleitung nach GND. Nun meine Frage: Der Spannungshub an den Leitungen ist, wenn ich es richtig verstanden habe, bei RS485 in einem Bereich zwichen -7V und +12V definiert. Die heute erhältlichen RS485-Transceiver arbeiten mit einer Spannungsversorgung von +5V bzw. manche auch schon mit 3.3V. Also müsste sich doch alles auf den Busleitungen im Bereich zwischen 0V und 5V (differentiell gesehen zwischen -5V und +5V) bzw. 3.3V abspielen. Reicht da nicht jeweils eine unidirektionale Transzorb von den Busleitungen gegen GND aus, wenn das ganze Bussystem mit solchen Bausteinen aufgebaut ist? Sind die bidirektionalen Transzorbs nur der (historischen) Spezifikation geschuldet oder können in einem Bussystem derartige Potentialverschiebungen auftreten? Danke für Eure Hilfe und Gruß Michael
Hi >Der Spannungshub an den Leitungen ist, wenn ich es richtig verstanden >habe, bei RS485 in einem Bereich zwichen -7V und +12V definiert. Die >heute erhältlichen RS485-Transceiver arbeiten mit einer >Spannungsversorgung von +5V bzw. manche auch schon mit 3.3V. Also müsste >sich doch alles auf den Busleitungen im Bereich zwischen 0V und 5V >(differentiell gesehen zwischen -5V und +5V) bzw. 3.3V abspielen. Hast du nicht. Beim Sender liegen die Pegel auf jeden Fall innerhalb des Versorgungsspannungsbereichs. Aber mal ehrlich, hast du ein konkretes Problem oder ist das eine akademische Frage? MfG Spess
Hallo Spess, danke für Deine Antwort. Im Moment habe ich noch kein konkretes Problem und insofern ist es eine akademische Frage. Ich möchte aber vermeiden, daß ein Problem auftaucht. Was ich im Moment gemacht habe ist ein Aufbau mit RS485-Transceivern, geschützt mit je einer unidirektionalen TVS an A und B gegen GND. Allerdings im Moment nur mit ganz kurzen Leitungen unter 50cm und nur einem Master und einem Slave, die Datenrate liegt mit 9600 Bd auch nicht gerade im kritischen Bereich. Bisher traten keine Probleme auf. Nun möchte ich mehrere Slaves anschließen, die Entfernung kann auch mal 100m betragen und die Datenrate würde ich gerne auf 19.200 Bd erhöhen. Deiner Antwort entnehme ich, daß ich am Empfänger offensichtlich außerhalb der Versorgungsspannung liegen kann? Mir fehlt hier leider die Erfahrung und der theoretische Hintergrund. Gruß, Michael
Hi Bevor du Geister bekämpfst: http://www.google.de/search?hl=&q=Bulletproof+RS&sourceid=navclient-ff&rlz=1B3DVFA_de___DE282&ie=UTF-8 MfG Spess
Also. Die Signale sind am Ausgang limitiert auf die Spannungsversorgung. Am Eingang koennen hoehere Spannungen Auftreten duch Potentialdifferenzen zwischen den GND der einzelnen Teilnehmer. Das geschieht im Labor nicht, in der Praxis von elektrischen Maschinen aber schon. Man sollte einen GND zur Referenz mitfuehren. Der Gleichtakt Eingangsspannungsbereich betraegt bei den standardtreibern +-7V, bei anderen Herstellern kann der Bereich auch +-25V betragen. Um nun diesen Bus abzusichern sollte man einen Fehlerfall erwarten. Man kann die Leitungen mit bidirektionalen Transzorb gegen die speisung absichern. Das bedeutet wenn diese Spannung ueberschritten wird fliesst Strom. Ein Flachband kann dann durchbrennen. Ausser man limitiert mit einer Sicherung. Oder einem PTC. Man kann auch den GND der stationen als 2.5^2 Kabel mitfuehren, und dann wird das Potential ausgeglichen, und es fliesst ein Strom. Reicht ein 2.5^2 ? Ist es sicher ? Moesst man genau ueberlegen.
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>Der Spannungshub an den Leitungen ist, wenn ich es richtig verstanden >habe, bei RS485 in einem Bereich zwichen -7V und +12V definiert. Das ist die Gleichtaktspannung, die beide Leitungen aufgrund von Gleichtaktstörungen maximal gegen die Signalmasse haben dürfen. Das eigentliche Nutzsignal ist ein symmetrisches Signal und ist vieeeel kleiner. Schau doch einfach mal in ein Datenblatt und finde selbst heraus, wie das RS485-Signal aussieht. Der Dreh- und Angelpunkt eines surge-festen RS485-Systems ist meiner Meinung nach sowieso die Verwendung eines Kabelschirms, der auf beiden Seiten geerdet wird. Die Signalmasse wird dagegen mit einem Cap weich geerdet, um Brummschleifen zu vermeiden. So machen es die PROFIBUS-Leute seit Jahren mit großem Erfolg. Ich verwende gerne slew-rate begrenzte RS485 Treiber, die +/-60V und ESD an den Busleitungen vertragen. Dann kann ich eine SMD-Transzorb bzw. einen AVX-SMD-Varistor mit höherer Durchschlagspannung verwenden. Was ich davon habe? Die Teile haben eine deutlich kleinere Bauteilkapazität, was deren Ladeströme bei den Umschaltflanken verkleinert und vor allem weniger die Wellenwiderstandsanpassung stört.
Hallo, zunächst mal vielen Dank an alle für Eure hilfreichen Antworten! Einen Treiber mit slew-rate Begrenzung und entsprechend hoher Eingangsschutzbeschaltung samt ESD-schutz habe ich mir schon rausgesucht. @ INA: Eine Frage zur Abschirmung: Meine Stationen sind alles Klasse-II-Geräte, d.h. ich habe keine Erdverbindung, soll man den Schirm dann auf GND auflegen (hart oder weich) oder sollte man für den Schirm auf jeden Fall eine Erde heranziehen? Eine Frage zur Beschaltung mit TZ oder Var: Schaltet man dann jeweils eine TZ an A und B gegen GND und zusätzlich eine zwischen A und B? Gruß, Michael
>Meine Stationen sind alles Klasse-II-Geräte, d.h. ich habe keine >Erdverbindung, soll man den Schirm dann auf GND auflegen (hart oder >weich) oder sollte man für den Schirm auf jeden Fall eine Erde >heranziehen? Naja, wenn du keine Erdverbindung hast, dann läuft die Hauptenergie eines Surges sowieso in die Leere. Dann solltest du den Schirm auf jeden Fall direkt mit dem Metallgehäuse deiner Anwendung verbinden, sodaß auf diese Weise der Faradayische Schirm des Gehäuses auf die RS485-Leitung ausgedehnt wird. >Eine Frage zur Beschaltung mit TZ oder Var: >Schaltet man dann jeweils eine TZ an A und B gegen GND und zusätzlich >eine zwischen A und B? Wenn ich RS485-Treiber (z.B. LT1785) nehme, die +/-60V aushalten, verwende ich insgesamt zwei 24V-Transzorbs bzw. AVX-Varistoren und schalte jeweils einen von A und B nach Signal Ground.
Hallo Ina, danke für Deine Antwort. Wieder ein Problem: Meine Gehäuse sind alle aus Kunststoff. Was mache ich in einem solchen Fall mit dem Schirm? Gruß, Michael
>Wieder ein Problem: Meine Gehäuse sind alle aus Kunststoff. Was mache >ich in einem solchen Fall mit dem Schirm? Auf Masse auflegen. Hast du wenigstens eine lokale RF-Plane, dort, wo alle Kabel auf die Platine gelangen? An dieser RF-Plane solltest du den Schirm anbinden.
Hallo Ina, also: Die LP hat 4 Lagen, darunter eine GND-Lage. An einer Steckerleiste werden alle Leitungen angeschlossen. An einer Position dieser Leiste, die mit GND verbunden ist, würde ich dann den Schirm auflegen. Eine extra R(adio?)F(requency?)-Plane habe ich nicht bzw. weiß ich offen gestanden nicht, was ich darunter verstehen soll, wie würde so etwas aussehen? Gruß + danke, Michael
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>Eine extra R(adio?)F(requency?)-Plane habe ich nicht bzw. weiß ich offen >gestanden nicht, was ich darunter verstehen soll, wie würde so etwas >aussehen? Das ist ein Teil der Massefläche, der nur für Stecker, Schirme und Filter verwendet wird. Im Bild genannt: "Zone solely for connectors,..."
Eigentlich kann man sagen, daß mein Layout fast genauso aufgebaut ist, wie auf dem Bild, nur daß die GND-Plane unter der ganzen Angelegenheit, vollständig durchgängig ist, also die ganze Fläche ausfüllt. Der "Zone solely for connectors,..."-Bereich im Bild ist mit meiner Steckerleiste belegt. Gruß, Michael
>Eigentlich kann man sagen, daß mein Layout fast genauso aufgebaut ist, >wie auf dem Bild, nur daß die GND-Plane unter der ganzen Angelegenheit, >vollständig durchgängig ist, also die ganze Fläche ausfüllt. So wie im Bild, wie links unten zu lesen ist. Da ist ebenfalls eine durchgehende Massefläche unter allen Bauteilen! Nur sind die einzelnen Schaltungsteile eben in bestimmte Bereiche gruppiert, um die Masserückströme auf der gemeinsamen Massefläche in geordnete Bahnen zu leiten.
Hallo Ina, ich denke ich werde es so ausführen, wie es sich in diesem thread als Weg herauskristallisiert hat. Für Deine Hilfe danke ich herzlich! Gruß, Michael
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