Platinen-Entwurf M-BUS Modul

Technik Bastel-Ecke
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Hallo Helmut,

ich möchte ein letztes Mal versuchen Dich doch noch zu überzeugen.

Wiederhole bitte Deinen Versuch noch einmal. Diesesmal lässt Du die Dioden D5 und D7 einfach weg. Du wirst feststellen, dass Du mit Deinem Spannungsschieber zu exakt dem selben Ergebnis kommst wie vorher.

Damit zeigt sich, dass diese Dioden überflüssig sind. Sie stören allerdings auch nicht wesentlich. Die Schaltung wird mit oder ohne sie funktionieren.

Ich habe eine Grafik angehängt, die den derzeitigen Stand für den positiven Zweig zeigt. Für den negativen gilt analog dasselbe.

Während der positiven Halbwelle leiten beide Dioden, währen der negativen sperren beide. Die negative Halbwelle geht also für diesen Zweig verloren. Umgekehrt geht die positive Halbwelle für den negativen Zweig verloren.
Auch wenn Du noch ein paar Dioden mehr hinzuschaltest kannst Du den Strom nicht „noch gleicher“ machen.

Es handelt sich hier um einen Einweggleichrichter und dafür genügt eine einzige Diode.

Du kannst die Schaltung nur dadurch verbessern, indem Du auf Vollweggleichrichtung umstellst. In diesem Falle werden dann auch beide Halbwellen verwendet und zwar für beide (!) Zweige.

Nichts für ungut…

Gruß
HJH

M-Bus Stromversorgung 3.gif

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Jo, du hast Recht !
Die Dioden sind really über.
Als ich meine selbst gemalten Ströme nochmal im Forum gesehen habe, fand ich die dann auch recht überflüssig.:slight_smile: und recht krikkelich…:slight_smile:
Torro bekommt noch 'nen Trafo auf die Platine und da spendiere ich noch zwei Brückengleichriecht Er.
Und was hälst du von meinem Vorschlag mit den elektronischen Schaltungen für IPsymcon?
MfG Helmut

Schaltung_.jpg
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Hallo Helmut,

die Idee find ich prima…

Übrigens:
Für die symmetrische Stromversorgung benötigst Du nur einen Brückengleichrichter, nicht zwei. Sieh Dir noch einmal meine erste Schaltung an. Die dort eingesetzten vier Dioden bilden bereits einen Brückengleichrichter. Du kannst durchaus bei den verwendeten Dioden bleiben, sie müssen nur etwas anders verschaltet werden. Wie schon gesagt, die Änderungen sind minimal.

Gruß und viel Erfolg
HJH

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Hallo Torro,

ich habe mir die Schaltung einmal etwas näher angeschaut. Sie ähnelt in gewisser Weise dem Minimaster der Uni Paderborn, behauptet aber für 6 Clients (statt für 4) geeignet zu sein.

Ich habe die Schaltung einer SPICE-Simulation unterzogen. Dabei habe ich festgestellt, dass bei 4 ULs (Unit Load = 1.5mA) Schluss ist. Bei mehr Clients wird kein verwertbares Rx-Signal mehr erzeugt.

Es ist aber möglich hier Abhilfe zu schaffen. Wenn ein paar Bauteile anders dimensioniert werden, kann es auch mit 6 Clients funktionieren. Es ist sogar durchaus möglich, dass die Schaltung auch unverändert ihre Pflicht tut, nämlich dann, wenn die verwendeten Clients weniger als 1UL benötigen. Garantieren kann das aber niemand.

Unter diesen Umständen ist es eigentlich unsinnig den im Fehlerfall spezifizierten hohen Kurzschluss-Strom (100mA) bereitstellen zu müssen. Eine Kommunikation ist dann mit dieser Schaltung ohnehin nicht mehr möglich.

Wenn man bereit ist auf diesen Kurzschluss-Strom zu verzichten, kann man die notwendige Stromversorgung wesentlich schlanker auslegen (6 Clients + max. Sendestrom = 29mA). Eine Stabilisierungsschaltung in der Art wie sie Helmut auf seiner Platine vorsieht ist in jedem Fall nötig. Aber bei so geringer Last könnte man sich überlegen die hohe Spannung (35V) aus einer leicht zu beschaffenden Standard-(Gleich-)Spannung (z.B. 12V) zu gewinnen, z.B. durch Spannungsverdopplung oder mit einer Ladungspumpe. Dies ist bisher aber nicht mehr als ein Gedanke. Möglicherweise ist der Aufwand zu hoch. Aber ich werde noch ein bisschen darüber nachdenken.

Gruß
HJH

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Hallo Helmut,

kannst Du mal bitte die Bauteile in der Schaltung noch ergaenzen, was die genau fuer Werte haben? Zum Test machen wir erstmal eine Fliegende Schaltung dann fertig.

Gruss Torro

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Hallo HJH,

es muesste eigentlich genau diese Schaltung sein. Aber egal, ob vier oder sechs Clients, vier Clients reichen: 1 x Waermemengenzaehler, 1 x Grundfoss Pumpe, 1 x Wasserzaehler, 1 x Impulswander.

Ich habe die Schaltung einer SPICE-Simulation unterzogen. Dabei habe ich festgestellt, dass bei 4 ULs (Unit Load = 1.5mA) Schluss ist. Bei mehr Clients wird kein verwertbares Rx-Signal mehr erzeugt.

Das sind jetzt boehmische Doerfer fuer mich. Also 4 Clients brauche ich auf jeden Fall. Beim Impulswand weiss ich, dass dieser maximal die Standardlast des M-Busses mit 1,5 mA benoetigt.

Es ist aber möglich hier Abhilfe zu schaffen. Wenn ein paar Bauteile anders dimensioniert werden, kann es auch mit 6 Clients funktionieren. Es ist sogar durchaus möglich, dass die Schaltung auch unverändert ihre Pflicht tut, nämlich dann, wenn die verwendeten Clients weniger als 1UL benötigen. Garantieren kann das aber niemand.

Ich denke mal, fuer unsere Anwendungen sollten diese 4 Clients ausreichen.

Unter diesen Umständen ist es eigentlich unsinnig den im Fehlerfall spezifizierten hohen Kurzschluss-Strom (100mA) bereitstellen zu müssen. Eine Kommunikation ist dann mit dieser Schaltung ohnehin nicht mehr möglich.

Wenn man bereit ist auf diesen Kurzschluss-Strom zu verzichten, kann man die notwendige Stromversorgung wesentlich schlanker auslegen (6 Clients + max. Sendestrom = 29mA). Eine Stabilisierungsschaltung in der Art wie sie Helmut auf seiner Platine vorsieht ist in jedem Fall nötig. Aber bei so geringer Last könnte man sich überlegen die hohe Spannung (35V) aus einer leicht zu beschaffenden Standard-(Gleich-)Spannung (z.B. 12V) zu gewinnen, z.B. durch Spannungsverdopplung oder mit einer Ladungspumpe. Dies ist bisher aber nicht mehr als ein Gedanke. Möglicherweise ist der Aufwand zu hoch. Aber ich werde noch ein bisschen darüber nachdenken.

Gruß
HJH

Koenntest Du das letztere mal in Praxi machen? Mit einer Spannungsversorgung von 12 Volt waere ich auch gluecklicher, da ich im Haus 12 Volt DC sowieso per Kabel bereitstelle. Wenn man daraus die benoetigten Spannungen machen koennte, waere es sogar moeglich, mittels eines handelsueblichen kleinen Steckernetzteiles das ganze zu versorgen. Aber wie man das schaltungstechnisch umsetzen koennte, da habe ich keine Ahnung.

Gruss Torro

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Hallo Torro,

ich denke z.Z. gerade über eine Schaltung zur Spannungsvervielfachung nach.
In der Simulation erzeugt sie etwa 32V aus 12V Gleichspannung. Sie liefert dabei etwa 50mA Strom. Um stabilisierte +/-15V daraus zu gewinnen ist die Spannung etwas zu niedrig. Wenn man allerdings sog. „Low Drop“-Spannungsregler verwendet muss es auch so funktionieren. Der Aufwand ist jedoch nicht ganz unerheblich: man benötigt etwa ein gutes Dutzend Bauteile (Dioden, Kondensatoren, ein IC…).

Ich werde noch weiter optimieren.

Gruß
HJH

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Hallo HJH,

ich habe gelesen, dass es da auch was von MAXIM geben soll als integrierte Schaltung? Kann aber sein, dass die ICs nur eine sehr geringe Stromstaerke zur Verfuegung stellen.

Bezueglich der Anzahl der Dioden und Kondensatoren sehe ich eigentlich kein Problem, da wird halt die Platine etwas groesser. Aber so haben wir die Moeglichkeit, einfach einen MOLEX Stecker vom PC als Spannungsquelle zu benutzen, der muesste sowohl 12Volt und auch 5Volt fuer 1-Wire stabilisiert zur Verfuegung stellen. Und die Reserven der Netzteile sollten fuer unsere Anwendungen ausreichen.

Auf der anderen Seite ist gerade die Spannungsversorgung fuer viele sicher nicht so einfach, es sei denn, wir haben einfach einen Anschluss per MOLEX-Buchse an den Rechner - ich glaube, das kriegt jeder ohne Probleme hin. Und der IPS Server ist ja eh immer in Betrieb, anderenfalls ist im M-BUS Betrieb ja jedes Geraet fuer die Speicherung selbst verantwortlich und puffert auch mittels Batterie die Daten.

Gruss Torro

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Hallo Bastler!
Ich habe schon seit längerem eine Gasverbrauchsmessung in Betrieb.
Die meisten Gaszähler kann man nachrüsten mit einem Reedkontakt.
Kostet ab Werk ca. 50.-Euro.(hätte das Energieunternehmen besorgt)
Deshalb von C**** einen Reddkontakt besorgt. In den Einschub gesteckt. Funzt.
Kosten: ca. 2.- Euro. :smiley:
Die Impulse habe ich dann mit einer EIB-Tasterschnittstelle erfasst.
Aber hier gehts ja im Moment nur um Impulserzeugung.
Schönen Gruß
Egon

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Hallo Egon,

tja, leider habe ich keinen Gaszaehler, sonst wuerde ich mir das mal ansehen. Aber das kann man sicher auch mit integrieren.

Gruss Torro

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Hallo Torro,

ich habe das Grübeln eingestellt, da ich bei Reichelt eine passende fertige Lösung gefunden habe.

Dort gibt es winzigkleine DC/DC-Wandler Module für 6,20 Euro.

Eingangsspannung: 5V oder 12V (je nach Typ)
Ausgangsspannung: +/-15V
Ausgangsstrom: +/- 66mA

Bestellnummer:
5V Typ: SIM2-0515D SIL7
12V Typ: SIM2-1215D SIL7

Also: ein einziger Baustein ersetzt die beiden Spannungsregler auf der Platine.

Das Non Plus Ultra: Wenn Du auf der Platine auch noch eine USB-RS232-Brücke vorsiehst, kannst du mit der 5V-Spannung der USB-Schnittstelle gleich noch über den DC/DC-Wandler das gesamte M-Bus Interface versorgen. Du hast dann nur noch zwei Kabel am Gerät: 1 x USB und 1 X M-Bus.

Gruß
HJH

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Hallo HJH,

prima, die passen ja wie die Faust aufs Auge :slight_smile:

Helmut muesste dann mal bitte die Schaltung entsprechend abaendern.

Bezueglich USB: Da haetten wir das Problem, dass softwareseitig von IPS ja nichts vorhanden ist, bei der seriellen Schnittstelle koennen wir sofort mit dem COM Modul loslegen. Ein USB Modul aehnlich COM gibts ja nicht.

Gruss Torro

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Jo,
geht aber erst Ende der Woche, laut Datenblatt sind die Spannungen ungeregelt, ich werde da lieber mal Z-Dioden am Ausgang vorsehen.
Ich hatte vor (bzw.überlegt, da noch keine Zeit) mit Schaltnetzteil zu arbeiten.
Ev. kann HJH das mal simulieren, er scheint so eine Soft zu haben.
Das Netzteil stammt aus meiner Nixieuhr und kann ca 7-10 Watt.
Werde ich mal „umverdahten“ und mit pos. und negativer Spannung testen.
MfG
Helmut

schaltnetzteil.jpg

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Hallo Helmut,

also die M-BUS Schaltung sollte ja so ok sein, fehlt ja im Prinzip nur die Spannungsversorgung. Hier wuerde ich vorschlagen, dass wir diesen von HJH gefundenen Schaltkreis einsetzen. Wir muessten da eigentlich auf der Ausgangsseite auch auf Kurzschlussfestigkeit noch achten, der DC/DC Wandler ist bis maximal <1s kurzschlussfest. Bei einem Zweidrahtbus passiert ja schnell mal was :smiley:

Den Eingang wuerde ich auf der Platine so vorschlagen, dass wir variabel im Anschluss sind. Also zum einen eine Molexbuchse und vielleicht noch eine andere uebliche Strombuchse vorsehen, das kann dann ja jeder nach Bedarf bestuecken. Ich wuerde Molex (sind das die, die an die Festplatten gehen?) benutzen, indem ich einfach eine Verlaengerung aus dem Rechner heraus ziehe. Da sollte ja die benoetigte Spannung vorhanden sein. Also auf der Platine lieber etwas variabel machen, damit jeder nach seinen Bedarf dann bestuecken kann.

Fuer diese M-BUS Schnittstelle brauchen wir auch keine Batterie-Pufferung, aber fuer den Impulsgeber braeuchten wir das, wie auch eine Spannungsversorgung, hatte ich aber schon einmal im anderen Thread geschrieben.

Gruss Torro

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Wenn der Schaltkreis nichts aushält, dann wech damit, gerade wenn man mal was probiert, kommt so etwas vor. Ich lade mir mal das Datenblatt.

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Leute, leute, … tsss

„Eine schaltung ist nut so gut wie sein netzteil“ (ubersetzt) [Willy Lievens 1969, „how to build power supplies“

Ihr macht doch ne platine ?
Wieso nicht einfach ne 220V anschluss, und als trafo ein symmetrischer typ mit 2x 12V~ bei 100mA.
principiel sieht es so aus: am trafo werden beide sec. spulen an einander gehaengt -> GND. Andere ausgänge der spulen uber ein brucken-gleichrichter (also volle 4 dioden). Die + ausgang des gleichrichters gibt etwa 19V= (muss noch mal nachrechnen 12V *1.73 - 1.4V) gegenuber GND. - ausgang -19V=;
dan uber 2x elco’s 200uF, 2x condensatoren 100nF, spannungsstabilisatoren 7815 und 7915 und 2 condensatoren 100nF, bekommt ihr ne perfecte + - 15V= geregelte spannung. Wenn ihr danach noch 5V braucht; auf die + leitung noch ne 7815 mit 2 100nF condensatoren und fertig.

Ich suche mir noch heute die pläne aus mein end-arbeit der schule… bekommt ihr gleich die schaltung.

symps.gif

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Hallo Fredtje,

fein, aber: Sicher kann man auch eine Variante fuer Netzanschluss machen, aber dann muss die Platine auch Netzspannungsfest sein. Die Verantwortung will ich und sicher auch Helmut nicht uebernehmen. Wir wollen ja nur „Hobbymaessig“ hier was fertig machen. Das heisst, Deine Schaltung muesste voelligt separat auf eine Platine und dann in ein entsprechendes Gehaeuse. Das ist mir eigentlich an der Stelle zuviel Aufwand. Zum anderen moechte ich, und da hoffe ich auch auf die anderen Mitstreiter, nicht fuer jedes Geraet einen Netzanschluss. Da hast Du am Ende mal hunderte von Netzteilen, bei mir im Arbeitszimmer haeufen sich jetzt schon diese kleinen Dinger :smiley:

Deshalb mein Vorschlag, die M-BUS Platine mit einer MOLEX Buchse (ich hoffe, das ist die richtige Bezeichnung, also die Buchse, die an der Festplatte ist) zu versehen und darueber die Karte anzuschliessen. Das kann dann jeder an der Stelle selbst weitermachen: Mittels eines eigenen Netzteiles und Molex Stecker an die Platine, per Molex Stecker direkt aus dem Rechner an die Platine oder wie auch immer. Letzteres spart natuerlich ein weiteres externes Netzteil.

Gruss Torro

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Ich würde auch nicht mit offener Netzspannung rumexperimentieren.

Bei Horter gibt es z.B. ein fertiges Steckernetzteil, das für 5,90Euro geregelte +5V, und +/-12V bereitstellt. Billiger kann man das nicht selber machen.

Tommi

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Hallo tommi,

das ist auf jeden Fall eine Moeglichkeit, ich weiss nur nicht, ob die M-BUS Platline mit 12 Volt auch arbeitet, weil urspruenglich sind ja 15 Volt dafuer vorzusehen. Vielleicht kann dazu einer der Elektronik Experten etwas sagen.

Gruss Torro

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Hallo Torro, Helmut und tommi,

  1. Die Schaltung kann nicht mit +/-12V betrieben werden, da dann die Spezifikation nicht mehr erfüllt ist.

  2. Von einer Nachregelung mit Zenerdioden ist dringend abzuraten, da die geregelte Ausgangsspannung immer niedriger ist als die Eingangsspannung. Andernfalls wäre die Regelung unwirksam. Darüberhinaus benötigen Zenerdioden einen Betriebsstrom. Dieser steht dem Ausgang dann nicht mehr zur Verfügung.

  3. Die Wandler werden bei Reichelt zwar als „ungeregelt“ bezeichnet, das Datenblatt nennt aber eine Regelung von 5%, was auch nicht schlechter ist, als herkömmliche Festspannungsregler. Diese Regelung ist für unsere Zwecke völlig ausreichend.

  4. Die mangelnde Kurzschlussfestigkeit des Wandlers ist zumindest während der Experimentierphase ein Problem. Ein Kurzschluss auf dem M-Bus ist aber noch kein Kurzschluss für den Wandler, da ja noch ein paar Widerstände dazwischen sind. Aber zweifellos ist er damit schwer überlastet. Ich denke gerade über eine Strombegrenzung nach.

Hier noch die korrekte Beschaltung des Wandlers:
Achtung! Der Platinen-GND darf nicht mit dem Minusanschluss der Eingangsspannung verbunden werden.

Gruß
HJH

M-Bus DC-DC Stromversorgung.gif