Forum: Platinen Abstand Bussysteme untereinander ?


von F800 G. (f800gs)


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Hallo,

Projekt: Steuerplatine mit FPGA, AVR´s und externen Schnittstellen, wie 
CAN, Profibus, Ethernet, USB usw.....

An allen Schnittstellen kann (Theoretisch) jeweils ein Gerät 
angeschlossen werden, welches über sein Netzteil an einem anderen 
Stromkreis hängt!

Die Schnittstellen sind alle über Optokoppler (o.ä.) vom Rest der 
Steuerplatine isoliert.
Leider finde ich nirgendwo eine "Norm" welche mit den genauen 
Isolationsabstand sagt/beschreibt.

Kennt jemand was genaueres?

Für meine Dokumentation (auch gegenüber TÜV) würde ich das gerne 
untermauern wollen.
Einen Abstand von 3mm auf den Außenlagen und 1,7 auf den Innenlagen kann 
und halte ich ein, aber das ist für mich nur "gefühlt" richtig.

Danke schonmal für eure Rückmeldung

Schöne Grüße
Lutz

: Bearbeitet durch User
von TestX (Gast)


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Die Frage ist doch eher wofür das Ding gut sein soll. Ist es ein 
Bastelprojekt/Uniprojekt für ein Einzelstück ? Dann nimm als Richtwert 
1kv Spannungsfestigkeit und sein glücklich. Den TÜV interessiert sowas 
bei einer Einzelzulassung für Forschungsfahrzeuge nicht.

Falls das Ding in Serie gehen soll musst du alle möglichen iso/iec Tests 
bestehen können und dafür ist der normale TÜV nicht zuständig... TÜV 
nord/süd bieten soetwas ggf. als Dienstleister an....kostet aber locker 
10...100k ... Daher die frage wofür s sein soll...

von F800 G. (f800gs)


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Hi,

na das ist ja eine schnelle Rückmeldung . .

Die Baugruppe wird natürlich in Serie gebaut und auch über den TÜV 
Safety Zertifiziert (Maschienensteuerung).

Betriebsspannung der Steuerung ist 24VDC.

von Max G. (l0wside) Benutzerseite


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F800 G. schrieb:
> Für meine Dokumentation (auch gegenüber TÜV) würde ich das gerne
> untermauern wollen.
> Einen Abstand von 3mm auf den Außenlagen und 1,7 auf den Innenlagen kann
> und halte ich ein, aber das ist für mich nur "gefühlt" richtig.

Es wäre hilfreich, wenn du wüsstest, welche Spannungen im schlimmsten 
Fall auf den Leitungen auftreten können. Dazu steht vermutlich im 
jeweiligen Busstandard was (USB, Ethernet, CAN, ...), zum anderen in den 
Normen, die hier aufgelistet sind: 
https://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetische_Vertr%C3%A4glichkeit#Normen. 
Das gibt mal einen Einstieg, vor allem die 61000-4-2, 61000-4-4 und 
61000-4-5.

Dann kannst du dir im zweiten Schritt Gedanken machen, was du alles 
lokal wegklammern kannst (ESD-Schutzdioden sind hilfreich, bei 
höherfrequenten Signalen wie USB und Ethernet unbedingt auf geeignete 
Devices mit hinreichend kleiner Eingangskapazität achten, sonst macht 
dir die Kapazität das Signal kaputt).

Im dritten Schritt kannst du dann auf Basis von 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Leiterbahnabst%C3%A4nde die 
tatsächlich einzuhaltenden Abstände ermitteln.


Viel Spaß mit den Normen, Produktentwicklung ist leider zu einem nicht 
unerheblichen Teil Herumwühlen in einschlägigen Normen.

Max

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> F800 G. schrieb:
> Die Baugruppe wird natürlich in Serie gebaut und auch über den TÜV
> Safety Zertifiziert (Maschienensteuerung).
> Betriebsspannung der Steuerung ist 24VDC.
dann ist anzunehmen, dass die 24V als Kleinspannung mit einer sicheren 
galvanischen Trennung zur Netzspannung erzeugt werden, oder.
https://de.wikipedia.org/wiki/Kleinspannung

Jeder Stromkreis, der aus solch einer Stromversogung geüsiest wird und 
nicht anderweitig irgendwie gefährliche Spannung führen kann, ist aus 
Sicht der VDE erstmal als unkritisch zu bewerten.
Was anderes sind Konzepte zur Vermeidung von Störunegn und Ausfällen 
infolge von Überspannungen (Blitzschlag), ESD, Funkeinstrahlung und 
anderen Störungen (auch Kabelgebundene).
Da kann es auch norwendig sein, Luft und Kerichstrecken zu beachten.
Ich setze z.B. gegen Blitzschlag und sonstige Gleichtaktstörungen oft 
Gasbableiter mit Auslösespannung 90V ein. Diese haben eine max. 
Durchbruchspannung unter 500V. Damit sind dann z.B. auch ganz einfache 
DCDC-Wandler mit 500V-Spannungsfestigkeit ausreichend.
Das ganze kann dann z.B. aussehen, wie die Schaltung im Anhang.

von Georg (Gast)


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Max G. schrieb:
> Dazu steht vermutlich im
> jeweiligen Busstandard was

Das geht garnicht, weil das ja vom Einsatz abhängt - es könnte ja jemand 
auf die Idee kommen, einen Busknoten in einer 30 kV-Hochspannungsanlage 
einzusetzen. Ähnliche Fragen gabs hier ja schon.

Georg

von F800 G. (f800gs)


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Georg schrieb:
> Das geht garnicht, weil das ja vom Einsatz abhängt - es könnte ja jemand
> auf die Idee kommen, einen Busknoten in einer 30 kV-Hochspannungsanlage
> einzusetzen. Ähnliche Fragen gabs hier ja schon.
>
> Georg

Moin,

genau darum geht es ja..... Niemand weiß vorher, wo der Kunde seine 
Schnittstelle her bekommt und an welchem Stromkreis sie angeschlossen 
ist.... da kann schon mal KV´s zwischen liegen.

Ich denke ich belasse es bei der max. Isolation, die die Optokoppler 
machen. In diesem Fall 3mm auf Außenlagen und 1,7mm auf Innenlagen. 
Damit liege ich bei (Verschmutzungsgrad II/I) 4KV.
Zusätzlicher ESD Schutz ist natürlich bei jeder Schnittstelle nach 
Herstellerapplikation, vorhanden.
Der TÜV wird dazu natürlich nichts sagen, da nach der 61800-5-1, nach 
der wir testen müssen, wir hier nach OVCII und einer Stoßspannung von 
500V, NUR 0,2mm gegen PE einhalten müssen.

Ich dachte nur, dass es irgendwo etwas "einheitliches" (DIN / EN) zum 
Schnittstellenproblem gibt.
Gesucht hab ich ja auch schon, aber nichts gefunden und es wäre ja schön 
gewesen, wenn man seine "Gedanken" auch schriftlich untermauen kann..... 
ich meine auch schon einmal (in den letzten 25 Jahren!) etwas über 
dieses Problem gelesen zu haben, kann mich aber nicht erinnern, wo das 
war. . . . ich glaub ich werd alt . . .

Lutz

von Max G. (l0wside) Benutzerseite


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F800 G. schrieb:
> genau darum geht es ja..... Niemand weiß vorher, wo der Kunde seine
> Schnittstelle her bekommt und an welchem Stromkreis sie angeschlossen
> ist.... da kann schon mal KV´s zwischen liegen.

OK, nachvollziehbar. Die Welt wäre ohne Kunden viel einfacher ;) 
Letztendlich muss dann der Hinweis auf die maximale Differenzspannung in 
die Anleitung; ob das jemand liest und wer haftet, wenn es trotzdem 
knallt, ergibt sich wie üblich im Nachhinein.

Neugierdehalber: setzt du isolierende CAN-Transceiver ein? Wenn ja, wie 
löst du das Problem der isolierten Spannungsversorgung?

;ax

von F800 G. (f800gs)


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Max G. schrieb:
> Neugierdehalber: setzt du isolierende CAN-Transceiver ein? Wenn ja, wie
> löst du das Problem der isolierten Spannungsversorgung?
>

ziemlich kompliziert . . .
Spannung wir über einen kleinen Trafo erzeugt.
CAN und Profibus gehen über ADuM1301CRWZ und ADUM1201AR.

von Max G. (l0wside) Benutzerseite


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Danke, hatte mir so was gedacht (und leise auf die ultimative Lösung 
gehofft).

Max

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