Entwurf UP Binäreingang galvanisch getrennt

[SirSydom]

was passt den mit der bisherigen 8x24V Schaltung nicht, dass du sie komplett überarbeitest?

Ich frag das mehr aus Neugier, Elektronik-Design ist nicht mein Spezialgebiet, ich bin Informatiker..

Beim 8x24V werden die Reed-Kontakte über EIB-DC versorgt. Da ist also keine galvanische Trennung gegeben.. oder?

[Werner]

Symbol oder Kreis wären mir da nicht genug. Es könnte ja auch "GND" und "GND1" zur sicheren Unterscheidung gewählt werden.

Unterschiedliche Symbole sind aber die übliche Art und Weise, die Trennung zu kennzeichnen.
Ob jetzt eine zusätzliche andere Nummerierung hilfreich ist sei dahin gestellt. Nach meinem Kenntnisstand wird aber z.B. nummeriertes GND eher für aus signaltechnischen Gründen getrennte Wege genommen, also für GND, das dann wieder irgendwo miteinander verbunden ist!

Ist aber eh nicht wirklich wichtig. Entscheidend ist, wie dann die Platine geroutet wird.

[Werner]

was passt den mit der bisherigen 8x24V Schaltung nicht, dass du sie komplett überarbeitest?

Nunja, das ganze sollte halt möglichst irgendwo Unterputz Platz haben und möglichst klein und effizient sein. Und dann fehlt eh noch der Schutz der Anschlüsse vor Überspannung (fehlt bei dem schnell skizierten zweiten Entwurf noch, müsste durch neun Dioden und einem zusätzlichen Widerstand möglich sein).

Beim 8x24V werden die Reed-Kontakte über EIB-DC versorgt. Da ist also keine galvanische Trennung gegeben.. oder?

Das kommt wohl auf das verwendete Netzteil an. Bin mir nicht sicher, ob die KNX-Netzteile, die zusätzlich 24V liefern, diese Spannung getrennt liefern. Wohl eher nicht.
Aber das ist auch unerheblich. Wenn wir davon ausgehen, dass versehentlich mal eine 230V führende Ader an die Eingänge kommen würde möchte ich eben diese Spannung nicht wirklich woanders haben - und schon gar nicht auf einer 24V Versorgung...

[Werner]

So, hab jetzt mal nachträglich die zweite Skizze etwas verfeinert (siehe entsprechenden Beitrag).

Hier hätte ich auch noch eine dritte Variante, die der ursprünglichen Schaltung am ähnlichsten wäre, jedoch nicht so platzsparend (aber immer noch besser als acht Optokoppler, deren Eingänge nicht geschützt sind):

8in_iso_shift.png (30.06 KiB) 8563 mal betrachtet

Am einfachsten und saubersten ist wohl immer noch die erste Variante mit nur vier Eingängen, die nicht nur für potenzialfreie Kontakte funktionieren würde sondern auch für Eingangsspannungen.

[Tontechniker]

Find ich jetzt viel übersichtlicher!
Ich würde jetzt nur noch die Bezeichnung am "U1" (LME) nicht "+5V" sondern auch "VCC1" nennen.
Gruß
Hans

[Werner]

Ich würde jetzt nur noch die Bezeichnung am "U1" (LME) nicht "+5V" sondern auch "VCC1" nennen.

Das wäre aber falsch. VCC sind nur 3,3V!

[Werner]

Ich hab jetzt doch noch einen IC gefunden, den ich ursprünglich im Kopf hatte, nämlich eine isolierte Schnittstelle gleich mit integriertem DC/DC-Wandler:

TS_iso.png (26.4 KiB) 8487 mal betrachtet

ADuM 5404 (2.5KV Isolation) oder 6404 (5kV Isolation) sind nicht so leicht zu bekommen, privat wohl nur über HBE-Shop. Notfalls geht auch ein ADuM 6202, der bei Reichelt lieferbar ist. Allerdings hat dieser nur zwei statt vier Kanäle und benötigt außerdem eine andere Belegung von vier Pins.
Insgesamt sind mit 5404/6404 vier bzw. mit zusätzlichem ADuM 1400 acht Eingänge möglich; mit ADuM 6202 zwei, mit zusätzlichem ADuM 1400 sechs Eingänge.

Platz hat das Ganze auf einer Platine etwa so groß wie das TS-Einbaumodul, es wird die obere Lötpad-Reihe 1:1 verbunden.

[StefanSverige]

Da sind schon gute Lösungsansätze dabei, man sollte die Beschaffbarkeit und den Preis der Bauteile allerdings nicht ganz außer Acht lassen. Die Digital Isolator sind im Gegensatz zu Optokopplern kompakter und einfach zur nutzen, daher würde ich darauf setzen. Eine Kombination aus der 1. Schaltung mit externem DC/DC Wandler und der Schutzbeschaltung sowie mit Pull-Down Widerständen dürfte ein guter Kompromiss sein.

Gruß
/Stefan

[Werner]

man sollte die Beschaffbarkeit und den Preis der Bauteile allerdings nicht ganz außer Acht lassen

Also bis auf 3,3V Suppressor Dioden gibt's alles bei Reichelt - man muss ggf. halt auf zwei Kanäle verzichten.
Allerdings werde ich auf dem PCB wohl keinen Platz für Solder-Pads finden, um die vier Pins für den ADuM 6202 einfach "umbiegen" zu können.
Ich bin gerade in der Endphase des Routens. Platine ist so groß wie TS, kann theoretisch einfach mit einer 10 Pin Stiftleiste verbunden werden - und ist einseitig und dadurch auch selbst recht gut herstellbar!
Mit ca. 10 Euro für den ADuM mit integriertem Wandler liegt der Preis auch in etwa gleich hoch wie für separaten Wandler und zusätzlichen ADuM 1400 - aber ist deutlich platzsparender!

Pulldown? Ich habe extra Pullup gewählt. Ich hätte die getrennten 3,3V nach außen führen müssen und extra absichern. Außerdem ist ein potentialfreier Kontakt gegen Null eh praktischer - zumindest bei Fensterkontakten, die im Normalzustand (Fenster zu) auch geschlossen sind. Fenster auf -> Ausgang high.
Aber ich habe im Layout eh einen leeren Pin so vorgesehen, dass das Widerstand-Netzwerk auch umgedreht eingelötet werden kann und tatsächlich ein Pulldown entsteht. Dies habe ich dafür gedacht, das Modul als DC-Eingang (sagen wir mal bis 24V) verwenden zu können. Oder man verwendet zwei Widerstands-Netzwerk mit je vier Widerstände, eins als Pullup für vier potenzialfreie Schließerkontakte, eins für vier Spannungseingänge (möglichst am günstigeren ADuM 1400, falls doch mal zu hohe Spannung einen Eingang schrottet...).
Apropos günstig. Also wer auf den Preis dermaßen schaut, der braucht wohl kein KNX

Hab jetzt die erst mal letzten Änderungen oben hochgeladen. Die vorherigen TVS wären zwar günstiger und kleiner gewesen, aber 3,3V plus zusätzliche Diode waren mir in der Spannung doch zu hoch und hätten die Eingänge der ADuM wohl doch leicht zerstören können. Leider hat Reichelt sowas gar nicht (nur Z-Dioden 3,3V), die gewählten gibt's bei Conrad oder Völkner.

[SirSydom]

ich bin gespannt. Willst du die Platinen selbst ätzen oder auch fertigen lassen?
Ich hätte Bedarf für 10-15 Stück schätzungsweise..