Kommunikation mit Potenzialdifferenz

[Thomas Korner (Gast)]

Mal angenommen ich habe einen Microcontroller, der am Minuspol einer 
Motorradbatterie (6V) sitzt und mit einem Linearregler von dieser 
Batterie versorgt wird. Dann habe ich noch eine weitere "6V" Batterie 
und schließe sie in Reihe zur Ersten um "12V" zu bekommen. An der 2. 
Batterie gibt es auch einen Mikrocontroller, also auf einem ca. 6-7.4V 
höhern Potenzial als der erste.
Gibt es außer Optokopplern noch eine Möglichkeit, um eine 
UART-Kommunikation zwischen den Beiden aufzubauen? Stromsparender?

[Mario P. (Gast)]

suche mal nach "digital isolator"

Mario P.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Thomas Korner schrieb:
> Stromsparender?
GMR-Koppler, siehe Beitrag "Wer hat schon einen magnetischen bzw. digitalen Isolator verbaut?"

BTW: Zum Glück hast du nicht nach "billiger" gefragt...

[Olaf (Gast)]

> suche mal nach "digital isolator"

ISO7041 ist ziemlich stromsparend. Aber das scheint es gerade ein 
Verfuegbarkeitsproblem zu geben. .-)

Olaf

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

IL721 und ADUM1281 haben je 1 Kanal in jede Richtung...

[Mario M. (thelonging)]

Geschaltete Stromquelle auf Arbeitswiderstand.

[Manfred (Gast)]

Lothar M. schrieb:
> BTW: Zum Glück hast du nicht nach "billiger" gefragt...

Nach einer Bruchlandung mit zu langsamen Optokopplern hatte ich den 
Chinesen bemüht, preislich in bezahlbarem Rahmen, heute für zwei Module 
4,15 Euro: https://www.aliexpress.com/item/32760444838.html

Liegt sogar unter dem Preis, den ich 2017 bezahlt habe und, erstaunlich, 
das Angebot / den Händler gibt es sogar noch.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Thomas Korner schrieb:
> einen Microcontroller, der am Minuspol einer Motorradbatterie (6V) sitzt
> und mit einem Linearregler von dieser Batterie versorgt wird.
Mit welcher Spannung wird der µC versorgt? 5V oder 3V3? Falls ersters: 
wie stellstu du sicher, dass auch bei leerer werdender Batterie noch 5V 
für den µC herauskommen?

> An der 2. Batterie gibt es auch einen Mikrocontroller
Noch eine grundlegende Frage: Warum muss der auf diesem Potential 
sitzen? Geht das nicht anders?

Mario M. schrieb:
> Geschaltete Stromquelle auf Arbeitswiderstand.
Das sieht dann etwa so aus wie im Anhang.
Dort bildet jeweils ein Transistor zusammen mit dem am Emitter 
angschlossenen 1k8 Widerstand eine Stromquelle, die im aktiven Zustand 
ca. (5V-Ube-Ulow)/1k8 = (5V-0,6V-0,2V)/1k8 = 2,3mA "liefert". Über den 
zugehörigen 2k2-Widerstand wird dann dieser Strom in eine Spannung von 
5,1V umgewandelt.

Und letztlich ist es im linken Fall so (u=unten, o=oben):
- TXu=high -> Ib=Ic=0 -> R2 zieht RXo nach high
- TXu=low  -> Ib=Ic=2,3mA -> Ur2=5,1V -> Urxo=5V-5,1V=-0,1V -> RXo=low

Und rechts sieht es so aus:
- TXo=high -> Ie2=Ic2=0 -> R4 zieht Ub von T3 low -> R5 zieht RXu=high
- TXo=low  -> Ic2=2,3mA -> Ib3=2mA -> T3 zieht RXu=low

Der rechte Fall ist ein wenig aufwendiger, weil für den Ruhezustand Tx=1 
ja kein Strom fließen soll.

[Elektrolurch (Gast)]

Also ich würde auch einen Optokoppler verwenden, weil das der geringste 
Aufwand ist.
Z.B.: ACPL-21L der braucht ca. 2mA für die LED.
Der Betriebsstrom ist 1,6mA. Im Vergleich zum Prozessor ist das wenig.
Zusätzlich brauchst du noch einen CMOS-Inverter, wenn bei USART-high 
(Ruhepegel) die LED aus ist.

[Alois (Gast)]

Elektrolurch schrieb:
> Also ich würde auch einen Optokoppler verwenden, weil das der
> geringste
> Aufwand ist.
> Z.B.: ACPL-21L der braucht ca. 2mA für die LED.
> Der Betriebsstrom ist 1,6mA. Im Vergleich zum Prozessor ist das wenig.
> Zusätzlich brauchst du noch einen CMOS-Inverter, wenn bei USART-high
> (Ruhepegel) die LED aus ist.

Je eine Z-Diode in die Signalpfade einschleifen? Muss man aber per 
pull-up/down-Widerstand für sorgen, dass die Z-Dioden ausreichend Strom 
sehen.

[Dieter (Gast)]

LWL oder kleiner Übertrager (Doppeldrossel). Es geht auch entkoppelt 
über eine Kondensator.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Alois schrieb:
> Je eine Z-Diode in die Signalpfade einschleifen?
Wenn du die Z-Diode dann für 6V ausgewählt hast, dann
schreib da da bei den Batterien statt 6V mal 5,5V hin oder 7,5V. Denn es 
ist keine stabile 6V-Versorgung, sondern wie
Thomas Korner schrieb:
> eine Motorradbatterie (6V)

[Thomas Korner (Gast)]

Kann ein RS485 oder CAN transceiver (also die mit "extended common mode" 
von z.B. +-25V) dauerhaft mit dieser Common Mode Spannung umgehen oder 
sind das nur transiente Zustände?

[Alois (Gast)]

Lothar M. schrieb:
> Alois schrieb:
>> Je eine Z-Diode in die Signalpfade einschleifen?
> Wenn du die Z-Diode dann für 6V ausgewählt hast, dann
> schreib da da bei den Batterien statt 6V mal 5,5V hin oder 7,5V. Denn es
> ist keine stabile 6V-Versorgung, sondern wie
> Thomas Korner schrieb:
>> eine Motorradbatterie (6V)

Und dann? Meinst, die Eingänge würden sich um +-0.5V scheren?

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Alois schrieb:
> Und dann? Meinst, die Eingänge würden sich um +-0.5V scheren?
Das hat mit meiner Meinung nichts zu tun. Es reduziert halt einfach den 
Störabstand der gesamten Schaltung. Denn es sind ja nicht +-0,5V, 
sondern -0,5 ... +1,5V und einfach mal angenommen, wir diskuteren hier 
um µC, die mit 3,3V versorgt werden.


Thomas Korner schrieb:
> Kann ein RS485 oder CAN transceiver (also die mit "extended common mode"
> von z.B. +-25V) dauerhaft mit dieser Common Mode Spannung umgehen
Eingangsseitig durchaus.
Interessant wird es, wenn bei einer potentiellen Buskollision zufällig 
mehrere Ausgangstreiber auf unterschiedlichen "Versorgungsebenen" aktiv 
sind...

[Alois (Gast)]

Lothar M. schrieb:
> Alois schrieb:
>> Und dann? Meinst, die Eingänge würden sich um +-0.5V scheren?
> Das hat mit meiner Meinung nichts zu tun.

Siehste, dass ind wir schon zwei. Mich juckts namlich auch nicht ...

[M.A. S. (mse2)]

Alois schrieb:
> Je eine Z-Diode in die Signalpfade einschleifen? Muss man aber per
> pull-up/down-Widerstand für sorgen, dass die Z-Dioden ausreichend Strom
> sehen.
Ich sehe da ein Problem beim Senden von unten nach oben:
Der untere Sender müsste dann auch wenn er H ausgibt als Stromsenke 
arbeiten...

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

M.A. S. schrieb:
> Der untere Sender müsste dann auch wenn er H ausgibt als Stromsenke
> arbeiten...
Nein, weil im Idealfall dann kein Strom fließt, sondern der "obere" 
Pullup für den nötigen Highpegel sorgt. Stell dir einfach vor, in dieser 
theoretischen Schaltung würden theoretische Z-Dioden verwendet, an denen 
immer 6V abfallen.

Allerdings ist es so, dass "von oben nach unten" der RS232-Ruhepegel 
"high" dazu führt, dass immer Strom fließen muss. Der Idee mit dem 
Stromsparen kommt das nicht direkt entgegen.