Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 24V als Versorgung über 50m verlustfrei?


von Jens (Gast)


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Hallo Leute,

ich habe eine kabelgebundene Fernbedienung (RS232 differentiell über 
Patchkabel), die eine Strecke von 50m zur Zielschaltung überbrückt. 
Diese Zielschaltung arbeitet mit 24V DC. Nun möchte ich über das 
Fernbedienungskabel diese 24V an die Fernbedienung leiten, sodass sie 
keine eigene Stromversorgung benötigt. Die Fernbedienung arbeitet mit 5V 
und benötigt etwa 200mA (eingebautes Relais). Das 24V-Netzteil der 
Zielschaltung hat 48W und noch ca. 800mA "frei".

Ich dachte mir daher, in die Fernbedienung einen Stepdown einzubauen 
(http://www.reichelt.de/Wandler-Module-DC-DC/SIM5-2405S/index.html?ACTION=3&GROUPID=4956&ARTICLE=35078), 
der die ankommenden 24V auf 5V herunterregelt.

Funktioniert das so bei einer Kabellänge von 50m? Oder gibt es im Kabel 
zu große Verluste?

Gruß
Jens

von StepLeft (Gast)


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Jens schrieb:
> Funktioniert das so bei einer Kabellänge von 50m? Oder gibt es im Kabel
> zu große Verluste?

Kommt auf das Kabel an, insbesondere auf Material und Querschnitt.

von Weingut P. (weinbauer)


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sind dann etwa 42mA auf der 24V Seite ... Leitungsquerschnitt?

von Helmut L. (helmi1)


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Jens schrieb:
> Funktioniert das so bei einer Kabellänge von 50m? Oder gibt es im Kabel
> zu große Verluste?

Du schreibst nichts ueber den Querschnitt der Leitung.
Nehmen wir mal an 0.34mm^2

Dann hast du 100m Leitung (Hin und Rueck).
macht:

Rl = 100m/(56 * 0.34) = 5.25 Ohm

macht bei 200mA:

Uv = 200mA * 5.25Ohm = 1.05V Spannungsabfall.

Sollte also passen.

b.z.w durch das Netzteil nur 42mA

und damit 0.21V Spannungsabfall.

von Jens (Gast)


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StepLeft schrieb:
> Kommt auf das Kabel an, insbesondere auf Material und Querschnitt.

Ganz normales Netzwerkkabel.

Fhutdhb Ufzjjuz schrieb:
> sind dann etwa 42mA auf der 24V Seite ... Leitungsquerschnitt?

Wie kommst du auf die 42mA? Das Kabel ist wie oben schon geschrieben ein 
Netzwerkkabel.

Gruß
Jens

von Tom M. (tomm) Benutzerseite


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Jens schrieb:
> Funktioniert das so bei einer Kabellänge von 50m? Oder gibt es im Kabel
> zu große Verluste?

Wenn der step-down 50% Effizienz schafft (gem. Spec 65% max), muss er 
für die 200mA@5V primär weniger als 50mA@24V ziehen. 100m Telefondraht 
(hin/zurück) sind da sicher kein Problem.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Jens schrieb:
> RS232 differentiell
Das wäre dann also etwa RS422?

Fhutdhb Ufzjjuz schrieb:
> sind dann etwa 42mA auf der 24V Seite ...
Jens schrieb:
> Patchkabel
Ich habe mal ein "normales" RJ45-Patchkabel ausgemessen: 1 Ohm für 10m.
Das gibt dann für 2x50m (hin&zurück) 10 Ohm. Und damit einen 
Spanungsabfall von weniger als 0,5V...

von Tom M. (tomm) Benutzerseite


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err. < 100mA primärseitig. Wer rechnen kann... ;)

von Jens (Gast)


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Jens schrieb:
> Wie kommst du auf die 42mA?

Ach so, schon klar.

@ All: Hier der Link, ist 100 Mbit Kabel: 
http://www.reichelt.de/Patchkabel-100-Mbit-s/PATCHKABEL-30-BL/index.html?ACTION=3&GROUPID=4312&ARTICLE=30838

Ich frage deshalb, weil ich den spezifischen Widerstand meiner Leitung 
nicht kenne.

Gruß
Jens

von Klaus K. (leo9)


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ab 0,148mm² gehts, drunter wirds eng.

Grüße leo

von Jens (Gast)


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Lothar Miller schrieb:
> Das wäre dann also etwa RS422?

Hmm, ich nutze die UART meines uC und schließe statt eines MAX232 einen 
MAX488 an. Weiß eigentlich nicht genau, was für einen Namen das Kind 
hat. Hab es einfach mal differentielles RS232 genannt, mangels besserer 
Kenntnis.

Jens

von chick (Gast)


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RS422

von Jens (Gast)


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Na gut ;-)

Aber was sind denn die kritischen Daten meines Kabels?
http://www.reichelt.de/Patchkabel-100-Mbit-s/PATCHKABEL-30-BL/index.html?ACTION=3&GROUPID=4312&ARTICLE=30838

Es ist AWG 27, das sind nach Wikipedia dann aber nur 0,10217244mm^2 und 
stolze 17,422 Ohm pro 100m. Also nicht gut. Ich kann die verdrillten 
Adern verbinden (meine Fernbed. braucht ja von den 8 Litzen nur vier), 
das halbiert den Widerstand nochmal. Aber irgendwie kommt mir das 
wirklich viel vor... Denkfehler?

Gruß
Jens

von Jens (Gast)


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(Sorry, AWG 26, aber ist auch nicht deutlich besser: 0,12874594mm^2 und 
13,826 Ohm / 100m.

Jens

von Klaus K. (leo9)


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Jens schrieb:
> Aber irgendwie kommt mir das
> wirklich viel vor... Denkfehler?

.. was kommt dir viel vor? die 17 Ohm bei 0,1mm² sind glaubwürdig.

Für meine 0,14mm² bin ich von 2,4V (Vin darf 10% schwaanken) und 200mA 
Imax ausgegangen, ergibt 12 Ohm und die wiederum 0,148mm².

In deiner Schaltung werden die 200mA wohl nicht ausgereizt, damit würde 
eine Ader reichen, da ohnehin genügend da sind leite V+ und GND über je 
zwei Adern und gut ist.

Grüße leo

von MaWin (Gast)


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Auch wenn der Spannungsabfall nur 0.5V beträgt Achtung:


Der Spannungsabfall entsteht nicht nur in der spannungsführenden 
Zuleitung,
sondern auch in der masseführenden Rückleitung.

Damit sind logisch LOW Ausgänge nicht mehr 0V, sondern liefern eben 0.5V 
was je nach Empfänger (TTL) schon recht viel sein kann. 1V wäre nicht 
mehr zulässig.

Also möglichst viele Masseleitungen parallel schalten, damit der 
Spannungsabfall auf Masse gering bleibt, und den Schaltregler einsetzen, 
damit weniger Strom benötigt wird.

Direkt vor dem Schaltregler auf Empfängerseite einen Elko platzieren und 
an ihn die Zuleitung nicht direkt anschliessen sondern über eine 
Drosselspule oder zumindest einen kleinen Widerstand, damit der 
Schaltregler-Ripplestrom nicht über die lange Leizung geht.

von Jens (Gast)


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Nee, ist schon OK, stimmt. Meine 200mA sind auch recht großzügig 
spezifiziert, es werden wohl eher 130mA.

Jens

von Jens (Gast)


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MaWin schrieb:
> Der Spannungsabfall entsteht nicht nur in der spannungsführenden
> Zuleitung,
> sondern auch in der masseführenden Rückleitung.

Dürfte bei mir egal sein, weil alle Signale über RS422 übertragen 
werden, und die Fernbedienung ansonsten eine eigenständige 
5V-Logikschaltung ist.

Jens

von Florian V. (Gast)


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MaWin schrieb:
> Der Spannungsabfall entsteht nicht nur in der spannungsführenden
> Zuleitung,
> sondern auch in der masseführenden Rückleitung.

Dafür hat er einen galvanisch getrennten DC/DC Wandler. Man muss jetzt 
nur die stromführenden GND Leitungen und die nicht stromführenden GND 
Leitungen streng getrennt halten.

Der DC-DC Wandler wird also an ein Adernpaar angeschlossen, die 
Signalmasse für die Datenübertragung bekommt eine eigene Ader. Oder 
kommt RS422 ganz ohne Masse aus?

> Dürfte bei mir egal sein, weil alle Signale über RS422 übertragen
> werden
Auch die RS422 Transceiver haben einen begrenzten Common-Mode Bereich. 
Such mal im Datenblatt.

von Jens (Gast)


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Ich übertrage die Signale mit einem MAX488 differentiell, da braucht es 
keine Signalmasse. Der MAX488 bekommt seine 5V vom Stepdown. Wo siehst 
du da das Problem? Die 5V werden doch lokal erzeugt und auch nur lokal 
verwendet.

Gruß
Jens

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