CAN-USB-Interface und galvanische Trennung...

[Marte Schwarz]

Hi Joerg,

Hier wird das Thema am Beispiel eines sehr langsamen Optokopplers der
Methusalem-Klasse erklaert:

https://www.ti.com/lit/pdf/slua135

Das ist ja schon sehr alt... LM358 und High-Speed ;-)

Im Prinzip geht es vor allem darum, die Spannung über die Ube konstant
zu halten, um den Effekt der Basiskapazität zu minimieren. Bei
Photodioden nutzt man ja auch nicht den photovoltaischen Effekt, sondern
holt sich die generierten Ladungen via Kurzschlußstrom oder konstanter
negativer Vorspannung heraus.

Marte

 

[Rolf Bombach]

Hans-Peter Diettrich schrieb:

Auf der umlaufenden Masseschiene (ca. 3*10 cm) in einer Werkhalle wurden schon mal 4V Spannungsdifferenz gemessen, auch wenn der Brückenkran nicht lief.

Das heisst übrigens nicht, dass in dieser Schiene Strom fliesst.

--
mfg Rolf Bombach

 

[Rolf Bombach]

Sieghard Schicktanz schrieb:

Hallo Hans-Peter,

Du schriebst am Thu, 13 Oct 2022 06:46:56 +0200:

Auf der umlaufenden Masseschiene (ca. 3*10 cm) in einer Werkhalle
wurden schon mal 4V Spannungsdifferenz gemessen, auch wenn der
Brückenkran nicht lief.

Wie mißt Du eine Spannung \"auf\" einer Schiene?

Mit der Messspitze, auf der Oberfläche. Oder hättest du jetzt
zuerst ein 1.5 cm Loch (Ostfriesen 5.8 cm) gebohrt, um die
Spannung IN der Schiene zu messen?

--
mfg Rolf Bombach

 

[Rolf Bombach]

Holger schrieb:

Am 12.10.22 um 19:05 schrieb Joerg:

Nur mal als Anekdote, was passieren kann: Einer meiner Kunden rief aus
Vietnam an, Anlageninstallation. Es gab ein Datenkabel zwischen zwei
Maschinen, die in einer Werkshalle etwas voneinander entfernt standen.
An beiden Seiten alles vorschriftsgemaess geerdet, inklusive Datenkabel.
Der Schirm dieses Datenkabels wurde heiss ...

Auf zumindest einer Seite das Datenkabel lösen, um die Spannung zwischen
den Erdungen der beiden Maschinen und den Strom durch den Schirm des
Datenkabels messen. Was sein kann, wäre das folgende Szenario:
Erdungswiderstand erstens zu hoch, und bei mindestens einer der
Maschinen liegt zweitens ein Gehäuseschluß vor, ohne das Schutzmittel
abschalten. Also fließt ein Strom über dieses Datenkabel, und dessen
Schirm wird dann heiß.

Ist der Erdwiderstand zu hoch, fliesst kein hoher Strom.

Gehäuseschluss ist nicht mal nötig. Ist industrietypische
PEN-Verdrahtung da, reicht ein starker einphasiger Verbraucher,
um den Mittelpunkt wegzuziehen. Das ist dann blöd, wenn der
Rechner an einem andern Anschluss hängt.

Spannung kann auch da sein, wenn kein Strom fliesst. Da reicht
es, wenn die Erdschiene \"ungünstig\" um den Ortstrafo verlegt ist
oder so was. Wo du natürlich Recht hast, irgendwelche Kurzschlüsse
und Verschaltungsfehler können jahrelang unentdeckt bleiben.
Kann ich mir zwar auch nicht wirklich erklären, habe aber schon
zu viel zu seltsames beobachtet.

--
mfg Rolf Bombach

 

[Marte Schwarz]

Hi Rolf,

Auf der umlaufenden Masseschiene (ca. 3*10 cm) in einer Werkhalle
wurden schon mal 4V Spannungsdifferenz gemessen, auch wenn der
Brückenkran nicht lief.

Das heisst übrigens nicht, dass in dieser Schiene Strom fliesst.

Erklär mal, wie das an Georg Simon Ohm vorbei gehen soll?

Marte

 

[Joerg]

On 10/12/22 9:15 PM, olaf wrote:

Joerg <news@analogconsultants.com> wrote:

trennen. Sie brauchen lediglich eine Versorgungsspannung auf der
empfangenden Seite, aber das ist ja kein Problem.

Das sagst du so in deinem jugendlichen Leichtsinn. Ich mach aber viel
Zeug wo extrem wenig Leistung angesagt ist. Da tun selbst die mA fuer
die LEDs schon echt weh. Da sind die modernen Koppler deutlich besser.

Geht magnetisch (Ringkerne) auch, man muss dann pulsen. \"Das macht auf
der Atlantikstrecke doch nichtmal ein Zehntel Pfund Kerosin aus, ist das
wirklich die Welt?\" ... \"Oh ja!\"

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

 

[Joerg]

On 10/13/22 11:35 AM, Sieghard Schicktanz wrote:

Hallo Joerg,

Du schriebst am Wed, 12 Oct 2022 12:45:30 -0700:

Deine Beispiele sind alles spezielle Typen mit irgendeiner
aufwendigen Innenschaltung um das maximum rauszuquetschen. Ich hab
...
Die haben aber jetzt keine speziellen Pulsformer, nur Puffer.

Na, ein Schmitttriggergatter ist eigentlich schon ein (Im)\"Pulsformer\".

Klar, im Prinzip ist auch eine Fliegenpatsche ein Pulsformer ...

Optokoppler ist aber LED + Transistor.

Und zwar als _analoge_ Bauteile.

Dann aber bitte wie frueher mit Papproehrchen dazwischen

Rein photovoltaisch gibt es auch flottere, die weit ueber 115kBd
kommen:

Mit genügend (Strom-) Aufwand sicher.

Ja nun, das ist auch bei Autos so. Ein Ferrari schluckt bei hohem Tempo
mehr als eine Isetta.

Noch besser wird das, wenn die Basis direkt herausgefuehrt ist wie
beim 6N136:

Ja, das kann - oder könnte - helfen. Meistens ist die aber nicht
herausgeführt, und die Basiskapazität (-ladung) bzw. deren Abbau ist
halt ein wesentlicher Faktor für die Geschwindigkeit.

Gut, aber Koppler mit herausgefuehrter Basis gibt es genuegend. Obwohl
.... derzeit vielleicht nicht immer. Ich musste gerade fuer einen Kunden
ein ordinaeres Load Switch IC wegen Nichtverfuegbarkeit rausreissen und
habe das durch Transistoren ersetzt. Wie ueblich. Aber immerhin gibt es
im Grossmarkt wieder Klosettpapier

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

 

[Joerg]

On 10/14/22 2:09 AM, Rolf Bombach wrote:

Holger schrieb:
Am 12.10.22 um 19:05 schrieb Joerg:

Nur mal als Anekdote, was passieren kann: Einer meiner Kunden rief aus
Vietnam an, Anlageninstallation. Es gab ein Datenkabel zwischen zwei
Maschinen, die in einer Werkshalle etwas voneinander entfernt standen.
An beiden Seiten alles vorschriftsgemaess geerdet, inklusive Datenkabel.
Der Schirm dieses Datenkabels wurde heiss ...

Auf zumindest einer Seite das Datenkabel lösen, um die Spannung zwischen
den Erdungen der beiden Maschinen und den Strom durch den Schirm des
Datenkabels messen. Was sein kann, wäre das folgende Szenario:
Erdungswiderstand erstens zu hoch, und bei mindestens einer der
Maschinen liegt zweitens ein Gehäuseschluß vor, ohne das Schutzmittel
abschalten. Also fließt ein Strom über dieses Datenkabel, und dessen
Schirm wird dann heiß.

Ist der Erdwiderstand zu hoch, fliesst kein hoher Strom.

Gehäuseschluss ist nicht mal nötig. Ist industrietypische
PEN-Verdrahtung da, reicht ein starker einphasiger Verbraucher,
um den Mittelpunkt wegzuziehen. Das ist dann blöd, wenn der
Rechner an einem andern Anschluss hängt.

Spannung kann auch da sein, wenn kein Strom fliesst. Da reicht
es, wenn die Erdschiene \"ungünstig\" um den Ortstrafo verlegt ist
oder so was. Wo du natürlich Recht hast, irgendwelche Kurzschlüsse
und Verschaltungsfehler können jahrelang unentdeckt bleiben.
Kann ich mir zwar auch nicht wirklich erklären, habe aber schon
zu viel zu seltsames beobachtet.

Oder wenn hierzu akut die Dokumentation abhanden gekommen ist:

https://d2z8ufzpcqvblm.cloudfront.net/sites/www.voltimum.co.uk/files/styles/image_630/public/fields/main_image/1_5_0.jpg

Das Problem ist, dass es manchmal scheppert, wenn man den Schirm an
einer Seite nicht auflegt. Oder die Datensignale kommen nicht mehr
stoerungsfrei durch.

Oft findet man das in kurzen Gespraechen heraus. Etwa dass das jedesmal
passiert, wenn jemand den Lastenaufzug benutzt.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

 

[Axel Berger]

Joerg wrote:

Ja nun, das ist auch bei Autos so. Ein Ferrari schluckt bei hohem Tempo
mehr als eine Isetta.

Da würde ich mich aber keineswegs drauf verlassen. So besonders
windschnittig ist die Isetta nicht. Ein Motor, der sie auf konstante 200
km/h bringt, sollte sich finden lassen, aber ob der dann weniger
verbraucht als ein Ferrari bei gleicher Reisegeschwindigkeit möchte ich
eher bezweifeln. Ein experimenteller Nachweis meiner Behauptung ist mir
allerdings nicht bekannt, Du darfst widersprechen.


--
/¯\\ No | Dipl.-Ing. F. Axel Berger Tel: +49/ 221/ 7771 8067
\\ / HTML | Roald-Amundsen-Straße 2a Fax: +49/ 221/ 7771 8069
 X in | D-50829 Köln-Ossendorf http://berger-odenthal.de
/ \\ Mail | -- No unannounced, large, binary attachments, please! --

 

[Joerg]

On 10/14/22 2:11 PM, Axel Berger wrote:

Joerg wrote:
Ja nun, das ist auch bei Autos so. Ein Ferrari schluckt bei hohem Tempo
mehr als eine Isetta.

Da würde ich mich aber keineswegs drauf verlassen. So besonders
windschnittig ist die Isetta nicht. Ein Motor, der sie auf konstante 200
km/h bringt, sollte sich finden lassen, aber ob der dann weniger
verbraucht als ein Ferrari bei gleicher Reisegeschwindigkeit möchte ich
eher bezweifeln. Ein experimenteller Nachweis meiner Behauptung ist mir
allerdings nicht bekannt, Du darfst widersprechen.

Ich meinte dabei gegenueber einer Isetta bei ihrem \"artgerechten Tempo\".
Bei 250km/h wuerden bei der Isetta wohl die ersten Blechteile
wegfliegen. Woebi man die auch heissmachen kann:

https://www.youtube.com/watch?v=pZ2XhD0trNM

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

 

[Michael Schwingen]

On 2022-10-14, Axel Berger <Spam@Berger-Odenthal.De> wrote:

Michael Schwingen wrote:
Du brauchst eine Masse-Verbindung, trotz
differentieller Übertragung.

Bei hinreichend guter galvanischer Trennung nicht, oder?

Korrekt, dann (evtl.) nicht. \"Hinreichend gut\" ist aber relativ und
schwierig zu erreichen: Du must auch mit Restströmen von DC/DC-Wandler /
Netzteil sicher innerhalb des Common-Mode-Bereiches des Transceivers bleiben
(+-15V beim Klassiker AM26LS32). Wie machst Du das ohne Masseverbindung?

cu
Michael

 

[Axel Berger]

Michael Schwingen wrote:
> Wie machst Du das ohne Masseverbindung?

Ich bin ja nur nur Maschinenbauer und habe mir keine konkrete Lösung
gezeichnet, aber den Gleichtaktanteil des Signals zur Empfängermasse
abzuleiten und den Gegentaktanteil trotzdem auszuwerten scheint mir kein
großes Problem zu sein. Erleichternd kommt dazu, daß die Frequenz der
Gleichtaktanteile in der Regel um Größenordnungen unter der
Signalfrequenz liegen sollte. Allein dadurch bekommt man ja schon
Gleichspannungen auf nichtdifferenziellen Audioleitungen gut weg, nur
der Brumm liegt schon im Hörspektrum. Und den kann man differentiell
loswerden.


--
/¯\\ No | Dipl.-Ing. F. Axel Berger Tel: +49/ 221/ 7771 8067
\\ / HTML | Roald-Amundsen-Straße 2a Fax: +49/ 221/ 7771 8069
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[Gerald Oppen]

Am 15.10.22 um 12:40 schrieb Axel Berger:

Michael Schwingen wrote:
Wie machst Du das ohne Masseverbindung?

Ich bin ja nur nur Maschinenbauer und habe mir keine konkrete Lösung
gezeichnet, aber den Gleichtaktanteil des Signals zur Empfängermasse
abzuleiten und den Gegentaktanteil trotzdem auszuwerten scheint mir kein
großes Problem zu sein. Erleichternd kommt dazu, daß die Frequenz der
Gleichtaktanteile in der Regel um Größenordnungen unter der
Signalfrequenz liegen sollte. Allein dadurch bekommt man ja schon
Gleichspannungen auf nichtdifferenziellen Audioleitungen gut weg, nur
der Brumm liegt schon im Hörspektrum. Und den kann man differentiell
loswerden.

Bei nicht galvanisch getrennten Signalleitungen brauchst Du ein
gemeinsames Bezugspotential an beiden Enden da die zulässige
Potentialdifferenz zwischen Signal und GND beim jeweiligen Transceiver
sehr begrenzt ist.

Gerald

 

[Gerald Oppen]

Am 14.10.22 um 21:23 schrieb Marte Schwarz:

Hi Rolf,
Auf der umlaufenden Masseschiene (ca. 3*10 cm) in einer Werkhalle
wurden schon mal 4V Spannungsdifferenz gemessen, auch wenn der
Brückenkran nicht lief.

Das heisst übrigens nicht, dass in dieser Schiene Strom fliesst.

Erklär mal, wie das an Georg Simon Ohm vorbei gehen soll?

Stell Dir mal zwei parallel geschaltete Batterien vor.
Da misst Du auch eine Spannung obwohl (idealisiert) kein Strom fließt.

Gerald

 

[Gerald Oppen]

Am 12.10.22 um 17:24 schrieb Marc Haber:

Enrik Berkhan <Enrik.Berkhan@inka.de> wrote:
Vielleicht geht ein ESP32 als CAN <-> WLAN Umsetzer, den man so wie das
Bedienteil versorgen kann? Der zieht nicht so viel wie ein Pi. (Es gibt
ESP32 Boards mit CAN-Transceiver, von Olimex sogar eins mit Ethernet.
Nur halt nicht für EUR 2.50.)

Das Geld wäre mir egal. Wichtig wäre mir aber dass die ergooglebaren
Lösungen funktionieren, weil ich mich mit der CAN-Seite so wenig
auskenne, dass ich nicht mit Sicherheit davon ausgehen kann, dass ein
eventuelles Problem Software- oder CAN-bedingt ist.

Wenn das Geld eine untergeordnete Rolle spielt, warum dann nicht z.b.:
https://www.peak-system.com/PCAN-Optoadapter.215.0.html

(ist dort mit 85Euro bepreist).

Ein Schaden in der Heizung kommt Dir sehr wahrscheinlich teurer.


Gruß
Gerald

 

[Axel Berger]

Gerald Oppen wrote:
> Bei nicht galvanisch getrennten Signalleitungen

Richtig. In diesem Teilthread ist jetzt die galvanische Trennung aber
schon weiter oben vorausgesetzt.


--
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[Gerald Oppen]

Am 12.10.22 um 11:44 schrieb Marte Schwarz:

Hallo Marc,

um der Steuerung meiner Wärmepumpe auf den Grund zu gehen, wird in den
einschlägigen Webforen empfohlen, den USBtin
(https://www.fischl.de/usbtin/) zu verwenden. Regelmäßig wird aber
auch darauf hingewiesen, dass man aufpassen soll, denn der USBtin wäre
nicht galvanisch getrennt.

Keine Ahnung, wie spezifisch die ELM327 auf Autos getrimmt sind, aber da
verbindet man typischerweise ja auch Schlepptop oder Smartphone via BT
oder WLAN.

Der CAN-Bus im Auto ist in der Regel recht gut gegen elektrische
Störungen geschützt.
So weit ich weiss werden hier über die BT/WLAN-Verbindung keine
CAN-Rohdaten übertragen sondern bestenfalls die CAN-Nachrichteninhalte.

Gerald

 

[Gerald Oppen]

Am 11.10.22 um 23:07 schrieb Enrik Berkhan:

Hi,

Marc Haber <mh+usenetspam1118@zugschl.us> wrote:
Der Hersteller der Wärmepumpe bietet ein abgesetztes Bedienteil für
sein Produkt an, das maximal 50 Meter von der Wärmepumpe entfernt
montiert werden darf und auch direkt auf den CAN-Bus kommt. Kann man
daraus schließen, dass der CAN-Bus in der Wärmpeumpe irgendwie
\"geschützt\" ausgelegt ist?

Eher nicht, zumindest nicht wenn das Bedienteil auch über diese Leitung
versorgt wird.

Wie ist da so Eure Meinung dazu? Wäre es eine bessere Lösung, den
USBtin und den Raspberry Pi in die Wärmepumpe einzubauen und auf
Ethernet-Seite stumpf ein nicht geschirmtes Patchkabel zu verwenden,
so dass der Raspberry Pi auf dem Potenzial der Wärmepumpe hängt? Und
wo bekomme ich den Strom für den Pi her?

Vielleicht geht ein ESP32 als CAN <-> WLAN Umsetzer, den man so wie das
Bedienteil versorgen kann? Der zieht nicht so viel wie ein Pi. (Es gibt
ESP32 Boards mit CAN-Transceiver, von Olimex sogar eins mit Ethernet.
Nur halt nicht für EUR 2.50.)

CAN-Rohdaten direkt auf WLAN umzusetzen ist eine größere
Herausforderung. D.h. man sollte hier besser einen Gateway einsetzen der
die Rohdaten interpretiert und in einer WLAN-geeigneten Form
weiterreicht. Das bedeutet aber, dass man am anderen Ende auch wieder
etwas braucht um die Daten in eine gewünschte Form umzusetzen.
Machbar, aber wenn man nicht auf vorhandene Lösungen zurückgreifen kann
eine sportliche Programmieraufgabe.

Gerald

 

[Michael Schwingen]

On 2022-10-15, Axel Berger <Spam@Berger-Odenthal.De> wrote:

Wie machst Du das ohne Masseverbindung?

Ich bin ja nur nur Maschinenbauer und habe mir keine konkrete Lösung
gezeichnet, aber den Gleichtaktanteil des Signals zur Empfängermasse
abzuleiten und den Gegentaktanteil trotzdem auszuwerten scheint mir kein
großes Problem zu sein.

Kommt auf die Streukapazitäten Deiner Isolation an, und Du belastest damit
Dein Datensignal wieder (potentiell asymmetrisch), was das SNR reduziert.
Vermutlich bekommst Du das hin, daß das (je nach Datenrate) geht, \"normal\"
ist das aber nicht.

TI beschreibt in

https://www.ti.com/lit/pdf/slla272

verschiedene Szenarien, und im isolierten Fall gehen die trotzdem von einer
GND-Verbindung parallel zur Datenleitung aus.

Der TIA-485-Standard:

https://www.mikrocontroller.net/attachment/428561/eia485.pdf

meint in A.4.1 ebenfalls:

\"Proper operation of the interface circuits requires the presence of a
signal common path between the circuit commons of the equipment connected
along the balanced interconnecting.\"

Sprich: der Standard geht von einer GND-Verbindung zwischen den Transceivern
aus (die können zum restlichen System-GND isoliert sein). Das ist aus meiner
Sicht auch die Lösung, die mit geringem Aufwand die beste Störunterdrückung
bietet.

cu
Michael

 

[Reinhardt Behm]

On Sat, 15 Oct 2022 12:40:42 +0200, Axel Berger wrote:

Michael Schwingen wrote:
Wie machst Du das ohne Masseverbindung?

Ich bin ja nur nur Maschinenbauer und habe mir keine konkrete Lösung
gezeichnet, aber den Gleichtaktanteil des Signals zur Empfängermasse
abzuleiten und den Gegentaktanteil trotzdem auszuwerten scheint mir kein
großes Problem zu sein. Erleichternd kommt dazu, daß die Frequenz der
Gleichtaktanteile in der Regel um Größenordnungen unter der
Signalfrequenz liegen sollte. Allein dadurch bekommt man ja schon
Gleichspannungen auf nichtdifferenziellen Audioleitungen gut weg, nur
der Brumm liegt schon im Hörspektrum. Und den kann man differentiell
loswerden.

Viel Spaß, das bei einem bidrektionalen Signal zu machen, wo auch die
Laufzeiten wichtig sind. Der Empfänger muss nämlich bei CAN jede Message
aktiv bestätigen.
Wenn dazu noch der Gleichtaktanteil außerhalb des erlaubten Bereichs des
Treiber-Chips liegt und der dabei abgeschossen wird

--
Reinhardt