Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Stromversorgung und Schnittstelle zwischen Modulen


von Ralf (Gast)


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Hallo,

ich grübel gerade darüber, wie man am geschicktesten die Stromversorgung 
und die Schnittstelle zwischen Modulen realisiert.

Modul bedeutet hier Baugruppen mit einer Stromaufnahme von bis zu 
600mA@5V, die Module sollen an einer gemeinsamen Schnittstelle betrieben 
werden. Der Abstand der Module beträgt >= 30cm.

Als Schnittstelle dachte ich an RS485 mit einem Master, wobei ein KO 
ist, dass die Module evtl. sternförmig verbunden werden, je nachdem, was 
aufgrund der Umgebung geschickter ist. Ich könnte aber mehrere 
RS485-Schnittstellen realisieren bzw. evtl. mehrere RS485-Treiber an 
eine Schnittstelle anschließen und die Treiber/Empfänger separat 
ansteuern.

Die Stromversorgung macht mir eher Kopfschmerzen, ich kann nicht jedem 
Modul ein Steckernetzteil zumuten. Ich würde gern eine 
Spannungsversorgung zusammen mit der Schnittstelle durchschleifen, daher 
dachte ich an eine 12V-Versorgung, um zu verhindern, das bei mehreren 
Modulen ein Spannungsverlust aufgrund des Durchschleifens auftritt.
Also ein entsprechendes 12V-Schaltnetzteil und auf den Modulen evtl. 
einen DCDC-Converter oder zumindest einen weiteren Schaltregler.
Der DCDC-Converter spart mir evtl. Platz auf der Platine, wenn er 
galvanisch trennt sollte ich aber auch die RS485-Schnittstelle jeweils 
(nochmals) galvanisch trennen, oder? Sonst macht das auch wieder keinen 
Sinn.

Hat mir jemand einen Tip, wie man das einigermaßen kostengünstig löst? 
Also, ich will nicht mit 0,50€ alles erschlagen, aber es sollten halt 
auch nicht grad 20€ nur allein für die SV und die RS485 sein.

Ralf

von Schlumpf (Gast)


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Was ist auf den Modulen und um wieviele handelt es sich?

von MaWin (Gast)


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> Hat mir jemand einen Tip, wie man das einigermaßen kostengünstig löst?

Linearregler ?

Es müssen ja nicht 12V sein, es reicht ja so viel einzuspeisen, daß das 
letzte Modul daraus noch 5V regeln kann.

von Schlumpf (Gast)


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MaWin schrieb:
> Linearregler ?

Daher meine Frage nach der Anzahl der Module.
Bei entsprechend vielen Modulen addieren sich die 600mA/Modul recht 
schnell zu einer stattlichen Größe auf, die er dann über Kabel und 
Klemmen führen muss und dann würde es sich natürlich anbieten, mit 
möglichst hoher Spannung zu übertragen und einen Schaltregler 
einzusetzen.
Sind es hingegen nur ein paar wenige Module, ist die Linearregler-Lösung 
sicher die einfachere.

Falls du auf den Modulen uC einsetzen willst, dann würde sich anbieten, 
einen Controller zu wählen, der ein CAN-Interface hat.

von Georg W. (gaestle)


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MaWin schrieb:
>> Hat mir jemand einen Tip, wie man das einigermaßen kostengünstig löst?
>
> Linearregler ?
>
> Es müssen ja nicht 12V sein, es reicht ja so viel einzuspeisen, daß das
> letzte Modul daraus noch 5V regeln kann.

Dann musst du aber auch mit dem doppelten Strom rechnen, das müssen vor 
allem die Kontakte aushalten. Ich würde das mit einem R785 pro Platine 
lösen, die kosten auch nicht mehr als ein Linearregler mit Kühlkörper.

Auf die galvanische Trennung würde ich möglichst verzichten. Damit gibt 
es gerne mehr Rasen auf allen möglichen Leitungen.

von Ralf (Gast)


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@Schlumpf:
> Was ist auf den Modulen...
Hauptsächlich ein paar PWM-gesteuerte LEDs und ein kleiner 
Microcontroller.

> ... und um wieviele handelt es sich?
Ich schätze, mehr als fünf Module sind nicht machbar aufgrund des 
Leistungsbedarf im worst-case-Fall, das wären 36W bei einer 
12V-Versorgung (12V * 0.6A * 5), es sei denn ich kann noch eine 
Synchronisation zwischen den Modulen realisieren, sodass jeweils nur ein 
oder zwei Module gleichzeitig aktiv sind.

@Mawin:
> Linearregler ?
> Es müssen ja nicht 12V sein, es reicht ja so viel einzuspeisen, daß das
> letzte Modul daraus noch 5V regeln kann.
Klar, das geht natürlich, die 12V sollten einfach "genug Luft" nach oben 
bieten, sodass das letzte Modul noch ausreichend versorgt wird.

@Schlumpf:
> Daher meine Frage nach der Anzahl der Module.
> Bei entsprechend vielen Modulen addieren sich die 600mA/Modul recht
> schnell zu einer stattlichen Größe auf, die er dann über Kabel und
> Klemmen führen muss und dann würde es sich natürlich anbieten, mit
> möglichst hoher Spannung zu übertragen und einen Schaltregler
> einzusetzen.
> Sind es hingegen nur ein paar wenige Module, ist die Linearregler-Lösung
> sicher die einfachere.
Wie gesagt, eine Synchronisation zwischen den Modulen könnte ich evtl. 
realisieren. Der Master könnte die Module nacheinander an- und 
abschalten, aber dann stellt sich die Frage, ob das über die 
RS485-Schnittstelle schnell genug geht, die Übertragungsgeschwindigkeit 
müsste ich dann ordentlich anheben.

> Falls du auf den Modulen uC einsetzen willst, dann würde sich anbieten,
> einen Controller zu wählen, der ein CAN-Interface hat.
Ja, ein kleiner Controller ist drauf, aber der hat kein CAN-Interface, 
lediglich UART/SPI/I2C.

@Georg W:
> Dann musst du aber auch mit dem doppelten Strom rechnen, das müssen vor
> allem die Kontakte aushalten.
Warum der doppelte Strom?

> Ich würde das mit einem R785 pro Platine lösen, die kosten auch nicht
> mehr als ein Linearregler mit Kühlkörper.
Sind das die nicht galvanisch getrennten DCDC-Wandler im 
7805(TO220)-Format?

> Auf die galvanische Trennung würde ich möglichst verzichten. Damit gibt
> es gerne mehr Rasen auf allen möglichen Leitungen.
Hätte ich das Rasen nicht auch eben weil's nicht galvanisch getrennt 
ist?

Ralf

von Georg W. (gaestle)


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Ralf schrieb:
> Warum der doppelte Strom?

Weil die Leistung in nullter Näherung gleich bleibt.

Ralf schrieb:
> Sind das die nicht galvanisch getrennten DCDC-Wandler im
> 7805(TO220)-Format?

Ja, genau.

Bei galvanischer Trennung wird die Masseführung komplizierter, du kannst 
zwar mit dazwischengeschalteten Kondensatoren einiges von den 
HF-Störungen ableiten, aber eben nie alles. Und wenn du an mehreren 
derart getrennten Modulen gleichzeitig etwa mit dem Oszilloskop messen 
willst wird es auch kompliziert (wo sollen jetzt die Masseklemmen hin?). 
Ich bin gerade an einem System mit zwei galv. getrennten Modulen und 
einer Datenübertragung im niederen zweistelligen MHz-Bereich. Einfach 
das Oszi angeklemmt und der Effekt ist weg... Streckenweise bin ich mehr 
am austüfteln von Versuchsaufbauten als am eigentlichen Messen.

von Jens M. (Gast)


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Ralf schrieb:
> Hat mir jemand einen Tip, wie man das einigermaßen kostengünstig löst?

6-12V AC und ein 1:1 Übertrager >= 600mA (oder 24V AC und entsprechender 
Übertrager mit weniger Strom). Spart den DC DC Wandler und wenn du die 
AC Leitung verdrillt ausführst hast du weniger Störungen als bei DC.

Stern oder Bus ist von den Leitungslängen abhängig. Wie lang man bei 
RS485 die Stichleitungen machen kannst wirst du heraus finden. CAN wäre 
eine interessante Alternative.

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