Author Topic: Produktwunsch/-vorschlag: Bricklet-Anbindung mit galvanischer Trennung  (Read 2464 times)

adeuring

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Es gibt ja eine ganze Reihe Bricklets mit analogen oder digitalen Ein- oder Ausgängen: IO-16, IO-4, AnalogIn/-Out, Voltage/Current fallen mir grade ein.

Gemeinsam ist allen, dass sie galvanisch mit "ihrem" Brick verbunden sind und häufig dann vom Brick über ein USB-Kabel mit dem Steuerrechner.

Häufig stört das nicht weiter, aber es gibt viele Szenarien, wo die gemeinsame Masse die Nutzung verhindert. Was mir grade in den Sinn kommt:

  • Messung von zwei Spannungen mit Voltage/Current- oder AnalogIn-Bricklets, wobei eine positiv gegen Masse und die andere negativ gegen Masse ist
  • Steuerung eines schlichteren Labornetzteils mit analogen Steuereingängen, die ihrerseits nicht galvanisch vom Rest der Netzteils getrennt sind, wo aber eine andere galvanische Verbindung mit dem Steuerrechner existiert
  • Vermeidung von Masseschleifen

Ich hab mir einen "galvanischen I²C-Bus-Trenner" schon selbst gebastelt, in Anlehnung an AN460 für den Philips/NXP-Chip P82B96 (http://www.zlgmcu.com/philips/iic/P82B96/I2C_AN460_1.pdf). Läuft auch bisher sehr ordentlich – aber es gibt aufregendere Dinge, die sich auf Lochrasterkarten aufbauen lassen ;)

OK, es lässt auch ersatzweise pro "Trennstelle" ein MasterBrick in Kombination mit einen Raspberry + WLAN-Stick oder einer WLAN-Extension – aber das ist doch recht aufwendig...

[edit: link zu AN460 korrigiert]
« Last Edit: February 03, 2014, 18:37:51 by adeuring »

borg

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Die galvanisch getrennten Bricklets heißen bei uns "Industrial ... Bricklet". Die Industrial Digital In, Industrial Digital Out und Industrial Quad Relay Bricklet sind galvanisch getrennt.

Ein (galvanisch getrenntes) Industrial Bricklet um Spannungen/Ströme zu messen ist schon länger geplant, wir sind aber noch nicht ganz damit durch.

Dazu hätte ich aber eine Frage wo wir das Thema gerade haben. Es gibt zwei Möglichkeiten das zu machen:

1. Die Spannung für die Messseite wird von außen eingespeist
2. Die Spannung für die Messseite wird über den Brick durch einen DC/DC Wandler auf dem Bricklet bereitgestellt.

Bei der 2. Lösung muss man keine Spannung einspeisen, dafür kostet sie im Verkauf ca. ~10€ mehr. Was wäre euch da lieber?

Eine galvanisch getrennte Spannungsmessung die von 0V bis zur (vom Benutzer eingespeisten) Eingangsspannung misst wäre denke ich die günstigste Variante.
« Last Edit: February 03, 2014, 21:31:29 by borg »
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Equinox

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Hallo,

Quote
2. Die Spannung für die Messseite wird über den Brick durch einen DC/DC Wandler auf dem Bricklet bereitgestellt.

Ich bevorzuge diese Variante.

Unexpected

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Ich würde auch die zweite Variante bevorzugen.
Einfacher zu handeln, würde ich schätzen.

Allerdings hätte ich da noch zwei fragen:
Wie groß wäre der Messbereich bei der zweiten Variante? Und maximal bei der zweiten Variante?
Wären beide Varianten möglich? Z.B. mittels Jumper

Grüße
Unex


adeuring

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Die galvanisch getrennten Bricklets heißen bei uns "Industrial ... Bricklet". Die Industrial Digital In, Industrial Digital Out und Industrial Quad Relay Bricklet sind galvanisch getrennt.

Ein (galvanisch getrenntes) Industrial Bricklet um Spannungen/Ströme zu messen ist schon länger geplant, wir sind aber noch nicht ganz damit durch.

OK, die vorhandenen bzw. geplanten Bricklets sind in der Tat eine Alternative. Aber trotzdem: So ein kleines Adapter zu galvanischen Trennung vorhandener Bricklets fänd ich einfach praktisch.

borg

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OK, die vorhandenen bzw. geplanten Bricklets sind in der Tat eine Alternative. Aber trotzdem: So ein kleines Adapter zu galvanischen Trennung vorhandener Bricklets fänd ich einfach praktisch.

So eine Trennung müsste ganz schön viel leisten. Wir haben auf dem Bricklet Stecker einiges liegen: GND, 3.3V, 5V, 4xIO, 1xAD, 1xI2C, 1xSelect

D.h. man bräuchte einen DC/DC Wandler für die 5V, einen Step-Down Regler für die 3.3V sowie sechs digitale und einen analogen Optokoppler. Puh...

Allerdings hätte ich da noch zwei fragen:
Wie groß wäre der Messbereich bei der zweiten Variante? Und maximal bei der zweiten Variante?
Das kommt halt drauf an was man genau an Bauteilen verwendet, das kann man sich fast beliebig auswählen. Mit größerem Messbereich sinkt aber natürlich die Messgenauigkeit. Da muss man also einen Kompromiss finden.
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adeuring

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So eine Trennung müsste ganz schön viel leisten. Wir haben auf dem Bricklet Stecker einiges liegen: GND, 3.3V, 5V, 4xIO, 1xAD, 1xI2C, 1xSelect

D.h. man bräuchte einen DC/DC Wandler für die 5V, einen Step-Down Regler für die 3.3V sowie sechs digitale und einen analogen Optokoppler. Puh...

Stimmt, mit den direkten I/O-Signalen würd's aufwendig – aber ich meinte eigentlich nur die Signale für den I²C-Bus, also SCL, SDA, Adresse, select. Das würdet Ihr doch auch auf den geplanten Bricklets mit galvanischer Trennung brauchen.

Aber sechs Optokoppler sind auf jeden Fall nötig, weil SCL und SDA bidirektional sind -> zusammen 4 Optokoppler, dann noch Adresse un Select.

borg

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Naja, die Bricklets die du oben aufgezählt hast (IO-16, IO-4, AnalogIn/-Out, Voltage/Current) verwenden in Summe alles was ich zuvor aufgezählt hab (GND, 3.3V, 5V, 4xIO, AD, I2C, Select). Die 4xIO und I2C sind natürlich bidirektional.
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adeuring

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Naja, die Bricklets die du oben aufgezählt hast (IO-16, IO-4, AnalogIn/-Out, Voltage/Current) verwenden in Summe alles was ich zuvor aufgezählt hab (GND, 3.3V, 5V, 4xIO, AD, I2C, Select). Die 4xIO und I2C sind natürlich bidirektional.

Das hast Du mich erwischt: Ich hatte mir die Schaltpläne von IO4 und AnalogIn nicht angeschaut… Wie auch immer – ich meinte eigentlich "nur" eine galvanisch getrennte I²C-Schnittstelle. Hat natürlich kleinere Einschränkungen hinsichtlich Nutzbarkeit, aber dafür überschaubaren Aufwand.

bananaboat

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Servus,
dieses Thema ist vielleicht sogar einen kleinen Warnhinweis in der Doku wert.

Mein Versuch einen 12v-Solarregler mit drei Voltage/Current-Bricklets zu messen hätte fast zu größeren Schäden geführt. Die üblichen Reglern haben nämlich einen gemeinsamen Pluspol. Das bedeutet (nach meiner halbwissenenden Interpretation), dass bei vollem Akku der Versuch des Reglers die Minuspole von Solarzelle und Batterie zu trennen/abzuregeln fehlschlägt, da ein "Fehlerstrom" über den Brick zu einem Messfehler führt.

Daraus folgt: 18 -20 V auf dem 12v-Bleiakku. Das mögen die gar nicht.

p.s. Wie sieht das mit der galv. Trennung beim RS485-Bus aus? Haben zwei über den Bus verbundene Bricks und damit die Bricklets auch ein gemeinsames Minus?