LAN-Anbindung für BSB-Bus (Brötje, Elco Thision etc.)

[freetz]

Eine Frage mal wieder an die Elektroniker:
Um den Zusammenbau weiter zu vereinfachen und die Zahl der Bauteile zu senken, frage ich mich, ob man die beiden Optokoppler gegen ein kombiniertes Bauteil wie dieses hier:
https://www.reichelt.de/2-x-optokoppler-5kv-35v-50ma-50-dip8-ltv-827-p80592.html?&trstct=pos_2
Oder dieses hier:
https://www.reichelt.de/2-fach-optokoppler-5kv-35v-50ma-ctr-200-400-dip8-ltv-827-c-p251950.html?&trstct=pos_10
austauschen könnte?
Ich als Halb-Wissender sehe nur, dass im Vergleich zu den jetzigen OKs die Basis auf der Empfangsseite nicht herausgeführt wird, was in unserer Schaltung im TX-Pfad genutzt wird. Im Netz finde ich aber nur den Hinweis, dass dadurch Sende- und Empfangszeiten angeglichen werden.
Bei den oben genannten OKs ist die Basis nicht herausgeführt.

Könnte/sollte man so eine Ersetzung vornehmen? Wenn ja, welchen der beiden o.g. OKs würdet Ihr bevorzugen? Oder nimmt sich das nichts?

Danke schon mal für Eure Einschätzungen!

[postman]

Moin freetz,
ich habe jetzt die Daten vom verwendeten nicht vor mir; aber waren die OKs nicht genauso aufgebaut, nur mit einem OK?
Da der einzige Unterschied die Verstärkung ist, ist es wohl egal, welchen Du nimmst.
Da wirst Du allerdings die Platine ändern müssen. Lohnt sich da der Aufwand, weil vereinfacht wird es dadurch ja nicht wirklich. Es wird nur ein Bauteil eingespart. Ich würde das so lassen, wie es ist, da der Aufbau  m.E. nicht vereinfacht wird und die Kosten sich nur um ein paar Cent senken, wenn sie es überhaupt tun.

Gruß Uwe

[freetz]

Hallo Uwe,

danke für die schnelle Rückmeldung - nein, die OKs sind nicht identisch aufgebaut, die 4N25er haben einen herausgeführten Basisanschluss, diesen hat Gero damals in seiner Schaltung im TX-Pfad auch genutzt. Mikrocontroller.net schreibt dazu:

Bei Optokopplern mit Transistorausgang und herausgeführtem Basisanschluß kann man durch einen passenden Widerstand zwischen Basis und Emitter vor allem die Abschaltgeschwindigkeit deutlich steigen, allerdings auf Kosten der Empfindlichkeit.

Die von mir gefundenen OKs haben diesen herausgeführten Basisanschluss nicht. Ich frage auch deshalb, weil es ja bei manchen Thermen das Problem gab, dass die gesendeten Daten nicht "verstanden" wurden, obwohl es bei anderen wiederum problemlos lief, wofür Timing-Probleme ja eine Erklärung sein könnten.

Die Platine wäre schnell neu geroutet, da es ja bei den grundsätzlichen Anschlüssen bliebe. Dafür würde man zwei Bauteile einsparen (einen OK und einen Widerstand), die zwar nicht die Welt kosten, aber beim Einbau sind die OKs schon immer etwas wackelig, da finde ich ein größeres Bauteil schon einfacher zu handlen als zwei kleine. Außerdem wäre die Platzersparnis irgendwann bei einer Migration auf ESP8266 oder Nachfolger auch relevant.

[Maista]

Hallo @freetz,

also ich war froh das meine OKs die Basis herausgeführt haben 

Soweit ich das weis sind die bisher Verwendeten OKs schon ziemlich in die Jahre gekommen.
Es gibt mit Sicherheit neuere die ein besseres Übertragungsverhältnis haben.

Da aber nicht einfach nur ein Port Ein/Aus geschaltet wird, muss der OK auch entsprechend schnell umschalten können.

Die Diagramme meiner OKs stehen hier im Forum. Dort sieht man ja gut welche Auswirkungen der Basis-R bei meinen
Verwendeten 4N27 auf die Signalform hat.

Das kann man aber mit Sicherheit nur im Versuch sagen. Kennt man die Schaltung in den Heizungen?

Gruss Gerd

[freetz]

Hallo Gerd,

ja, an Deine Versuche und Deine Tabelle hatte ich mich erinnert, als ich auf den Basiswiderstand gestoßen war.
Dieser Artikel hier zeigt schön, dass der Widerstand von der Basis des Phototransistors zur Masse eine deutliche Verbesserung der fallenden Flanke darstellt (letzte Seite):
http://www.digikey.com/Web%20Export/Supplier%20Content/NEC_51/PDF/cel-AN3011.pdf?redirected=1

Je nachdem, wie "schlecht" die fallende Flanke beim 4N25 ist, kann der Empfänger am Bus den vorherigen Zustand länger als gewünscht wahrnehmen und damit die übertragenen Daten verfälscht wahrnehmen. Wobei ich mich frage, welche Zeiten dann "kritisch" und welche unkritisch sind, denn bei 4800bps, also maximal 4800 möglichen Schaltungen pro Sekunde, hätte man frühestens nach 208 Millisekunden einen Schaltvorgang im Optokoppler. Die in dem Artikel gezeigten Zeiten ohne Widerstand an der Basis liegen bei 123 Microsekunden, also 0.123 Millisekunden. Das wäre eine Abweichung von 0,1%. Ob daher die Fehler rühren können? Da waren ja die von mir gemessenen Abweichungen der Oszillator-Frequenzen fast 10 Mal größer, die ja die Grundlage für die serielle Schnittstelle (zumindest bei SoftwareSerial) des Arduino sind.

Wenn es aber wirklich an dem Widerstand liegen sollte, würde es vermutlich auch deshalb für einen anderen/besseren OK sprechen, weil dieser dann ohne einen experimentell ermittelten oder Pi mal Daumen ermittelten Widerstand laufen würde, bzw. dort schon im OK integriert wäre, so wie dem dort gezeigten PS2514 (den es leider nicht bei Reichelt gibt).

[miwi]

Die einzelnen Optokoppler haben eine ausreichend grosse Kriechstrecke zwischen Eingangs- und Ausgangsseite, weil diese gegenueber liegen.  Diese Platinenauslegung ist gut.

Die dualen Optokoppler haetten einen Hochvolteingang und Niedervolteingang direkt benachbart, Gleiches gilt fuer die Ausgaenge ==> nix gut.  Am besten nachlesen: Kriechstrecken, Leiterbahnabstaende, VDE 0110

[freetz]

Danke, aber woraus entnimmst Du den Datenblättern, dass die genannten OKs Hochvolteingänge haben bzw. Ein- und Ausgangsseite nicht gegenüber liegen? Letzteres ist zumindest der Schemazeichnung nicht zu entnehmen. Und wenn Ersteres sich auf die Isolationsspannung bezieht, ist die beim bisher verwendeten 4N25 mit über 1000V auch nicht im Niedervoltbereich. Vce liegt bei 30 bzw. 35V. Oder lässt sich von der Isolationsspannung bzw. der Verstärkung auf die Kriechstrecke schließen? Wenn nein, woraus hast Du die entnommen?
Dass die nach VDE 0110 empfohlenen 0,025mm unterschritten werden (https://www.mikrocontroller.net/articles/Leiterbahnabst%C3%A4nde#Mindestkriechstrecken_bei_Leiterplatten) kann ich aus beiden Datenblättern nicht entnehmen.

[Maista]

Moin,

wurde den die Schaltung wegen VDE 0100 mit OKs gebaut oder weil es vieles Einfacher macht?
Es gibt auf beiden Seiten keine Netzspannung, nur Kleinspannung bis ~15V.
Ob hier die VDE 0100 überhaupt zum Tragen kommt?

Auf beiden Seiten werden vermutlich Netzteile zum Einsatz kommen die irgend wann nach VDE geprüft/konstruiert worden sind.

Gruss Gerd

[miwi]

Zur Verdeutlichung: Die Schaltung hate einen Ein- und einen Ausgang auf der Heizungsseite.  Wenn da im Fehlerfall eine hohe Spannung auftritt, dann nenne ich das die Hochvoltseite.

Die Schaltung hat einen Ein- und einen Ausgang auf der Computerseite, die vor hohen Spannungen im Fehlerfall geschuetzt werden soll.  Das nenne ich die Niedervoltseite.  Ist ganz einfach.

Wenn an einem Optokoppler alle Eingaenge (Dioden) auf einer Seite versammelt sind, dann liegt ein Eingang, der von der Heizung kommt und im Fehlerfall hohe Spannung fuehrt, direkt neben einem Eingang, der vom Computer kommt.
Wenn an einem Optokoppler alle Ausgaenge (Phototransistoren) auf einer Seite versammelt sind, dann liegt ein Ausgang, der zu der Heizung geht und im Fehlerfall hohe Spannung fuehrt, direkt neben einemAusgang, der zum  Computer geht.

Der Fehlerfall ist bei einer selbst gebauten Interface-Schaltung natuerlich auch moeglich.  Dann schutzen die Optokoppler die Heizungselektronik vor Ueberspannungen.

Bei einzelnen  Optokopplern sind Eingang und Ausgang JEWEILS weit genug voneinander getrennt, naemlich um den Abstand der Pin-Reihen.  Wie jemand die Schaltung nun auslegt, bleibt dessen Entscheidung.

[freetz]

Ok, verstehe ich vom Grundgedanken her, aber auch bei einzelnen OKs sind Ein- und Ausgang doch nicht vom Abstand der Pinreihen her voneinander isoliert, sondern nur durch die (sehr viel kürzere) Strecke zwischen LED und Phototransistor. Wie groß diese Distanz ist (und aus welchem Material sie besteht) erschließt sich für mich nicht aus den Datenblättern, weder bei einem einzelnen OK, noch bei einem Dual-OK (wobei da da noch die Frage wäre, wie zwischen den beiden Ein- und Ausgängen auf jeder seite untereinander isoliert wird.

[miwi]

"auch bei einzelnen OKs sind Ein- und Ausgang doch nicht vom Abstand der Pinreihen her voneinander isoliert, sondern nur durch die (sehr viel kürzere) Strecke zwischen LED und Phototransistor. "

Schon.  Aber dafuer spezifiziert der Hersteller die max. Isolationsspannung im   Datenblatt, z.B. 5000 V.  Selbstverstaendlich  muss  auch die Platine auf die ggf.  auftretenden Spannungen hin ausgelegt sein.

Wie gesagt, jeder darf die Bauteile und die Platine nach seinem Gusto waehlen.  Niemand verbietet es ihm.  Wenn es raucht oder womoeglich brennt und es um Geld geht, faengt die Ursachenanalyse an, Stichwort Versicherung.

[freetz]

Da die von mir vorgeschlagenen OKs eine höhere Isolationsspannung haben, als der bisher verwendete (den Gero damals deswegen ausgewählt hatte, weil er ihn in seiner Bastelkiste hatte), wäre ich jetzt davon ausgegangen, dass die Isolation dort besser ist als bei den bisher verwendeten Modellen.
Aber wie dem auch sei: Selbstverständlich ist nichts auf der Platine dahingehend überprüft und somit gesichert ausgelegt, dass es etwaigen Spannungsspitzen standhalten würde. Das ist m.W. schon der Arduino nicht (geschweige denn dessen Clones). Die diesbezügliche Warnung findet man daher auch an prominenter Stelle.

Meine ursprüngliche Frage bezog sich ja auf die Geschwindigkeit, und da habe ich zum einen die Info, dass ein höherer CTR für langsamere Schaltzeiten sorgt, und die läge bei den von mir genannten Modellen bei 100% statt 20% beim 4N25. Auf der anderen Seite arbeiten die genannten Modelle mit Fotodioden und nicht mit Fototransistoren. Erstere sollen ja deutlich schneller sein, vertragen aber nur niedrigere Ströme.
Mein Hauptziel neben der Platzersparnis wäre eben eine stabilere Übertragung, die nicht von der von Gerd bestätigten Variation des Basis-Widerstands auf Ausgangsseite abhängig ist. Wenn mich dazu noch jemand erleuchten könnte, wäre ich sehr dankbar.

[miwi]

Meine Antwort bezog sich darauf:

Um den Zusammenbau weiter zu vereinfachen und die Zahl der Bauteile zu senken, frage ich mich, ob man die beiden Optokoppler gegen ein kombiniertes Bauteil wie dieses hier: ...

Was saubere Signale angeht (das ist jetzt keine Bauanleitung):

Meine Eingangsschaltung, d.h. die BS-Bus-Seite, ist durch einen etliche mm breiten Isolationsstreifen komplett von der Computerseite, getrennt.  Den Streifen ueberbruecken nur zwei Optokoppler und ein kleiner 5V DC/5V DC-Wandler.  Der erzeugt auf der BS-Bus-Seite die 5 Vcc fuer den einen aktiven Optokoppler Ausgang und die gate-Spannung, mit der ich einen MOSFET ansteuere, der den Bus auf null Volt Signalpegel herunterzieht.  Nebenbei verwende ich die 5V auf der BS-Bus-Seite fuer einen diskret aufgebauten Schmitt-Trigger, der die SIEMENS-Spezifikation der BS-Bus Pegelbaender einhaelt und das BS-Bus-Signal beim Lesen sauber fuer den Optokoppler-Eingang aufbereitet.  Das letztere ist eine Verbesserung gegenueber der einfacheren SIEMENS OCI700 Eingangsschaltung.  Beim OCI700 sind uebrigens Bus- und Computerseite ebenfalls mit Optokopplern und DC/DC-Wandler voneinander getrennt.  Das laesst einen Entwickler ruhig schlafen.

Meine zwei Optokoppler 6N137 sind ein drop-in replacement fuer die hp 5082-4360 Koppler mit aktivem Ausgang, die ich schon frueher bei besonderen Projekten gerne verwendet habe.  Damit erhaelt dieses Interface beim Lesen und Schreiben ein hervorragend sauberes Signal auf der Optokoppler Ausgangsseite.  Ohne Gewaehr: Wer will, kann auch den SHARP PC900 Optokoppler ausprobieren.  Der hat aber ein anderes Anschlussbild. 

Das ist natuerlich bei 4800 bps etwas mehr Aufwand getrieben als man unbedingt muss.  Funktioniert aber gut und laesst mich auch ruhig schlafen.

[freetz]

Das mag sein, ich würde trotzdem gerne im Rahmen der Möglichkeiten einer begrenzten Optimierung des Adapters hinsichtlich Übertragungsqualität und ggf. Bauteileinsparung die Ausgangs- und meine zuletzt gestellten Fragen diskutieren wollen. Insofern ist Deine Erfahrung mit den 6N137 ja schon mal etwas, womit man arbeiten kann. Für den guten Schlaf ist dann jeder bei der Wahl, welches Interface er nachbauen will, selber verantwortlich.

[sihui]

Moin zusammen,

nachdem ich den BSB LAN Adapter inzwischen erfolgreich in openHAB nutze bin ich auf ein Problem gestoßen:
Ich versuche mit http://192.168.2.150/S0=02.04.2019_21:09:22 die aktuelle Zeit meiner Brötje mit einem NTP Server zu synchronisieren, dazu sende ich den Teil

Code Auswählen Erweitern

02.04.2019_21:09:22 als String:

Code Auswählen Erweitern

sendHttpGetRequest("http://192.168.2.150/S0="+NTP_String.state)
logInfo("BSBLAN","NTP Date and time: "+NTP_String.state)

Im openHAB Log wird der String korrekt angezeigt:

Code Auswählen Erweitern


NTP Date and time: 02.04.2019_21:09:22

doch leider wird die gesendete Zeit nicht von der Steuerung übernommen. Gebe ich den kompletten Befehl im Browser ein

Code Auswählen Erweitern

http://192.168.2.150/S0=02.04.2019_21:09:22 erscheint "FEHLER: Setzen fehlgeschlagen! "

Hat jemand eine Idee?