Чи потрібно відокремлювати живлення постійного струму та кабелі передачі даних?

Раніше я спілкувався з колегою. Джерело живлення постійного струму не є змінним, тому магнітне поле, яке генерує силовий провід постійного струму, є постійним (це?). Тепер я знаю, що правило полягає в розділенні силових кабелів та кабелів передачі даних, але я припускаю, що це стосується живлення змінного струму. Це те саме правило, що стосується регульованого джерела постійного струму?

Ми використовуємо дроти витої пари CAN шини поруч із регульованими силовими кабелями постійного струму (12 В та GND). Я розумію, що CAN не застрахований від шуму, але якби у вас був інший кабель для передачі даних (скажімо, UART aka serial або Ethernet), чи мали б силові кабелі постійного струму вплинути? Якщо так, то чому?

Відповідь - "Все залежить".

• Яке навантаження на постійний струм? Якщо це дуже шумні індуктивні навантаження, у вас буде шум на лінії постійного струму, і це може бути значно більше, ніж ви думаєте
• Яка швидкість передачі сигналів на лінії передачі даних? Більш швидкі показники значно набагато чутливіші
• [EDIT] Яке кодування рядків у вас є? Будь-який диференціал, такий як RS-485, буде набагато надійнішим, ніж щось на основі напруги, наприклад, RS-232

• Яку схему кодування ви використовуєте? Якщо у вас є якась схема з виявленням помилок, можливо, це буде нормально

• Що станеться, якщо на лінії є помилки? Якщо це оновлення дисплея годинника, це має ефект невеликого перекосу часу, який відрізняється від перекидання важкої техніки на працівників.

Сказавши все це, він є досить поширеним явищем , щоб мати сигнал і харчування постійного струму прилягає. У мене досить багато підводної телеметрії, де ми використовуємо спеціально виготовлений кабель постійного струму та кручений парний кабель для 24 В постійного струму та 250 кбіт / с RS-485. В іншому набагато більш галасливому середовищі ми використовуємо 9600 біт / с. Зрозуміло, що на коментарів, звичайно, електропередача є одним з найкращих прикладів високошвидкісного, міжміського, високої потужності постійного струму та даних в одному кабелі. (Довгий і високий порівняно, наприклад, з USB або шиною на друкованій платі. 100 метрів, 12 Вт.)

Коротше кажучи: це цілком можливо, але приділіть гарну увагу.

Струм, що надходить через джерело живлення постійного струму, зазвичай не є постійним. Зміна струму призводить до зміни магнітного поля.

Тож може знадобитися розділити потужність і дані, а може не бути. У USB або PoE Power і дані не розділені. У SATA це так.

Тому вам може знадобитися зробити вимірювання або розділити кабелі, або отримати кращу екранування між живленням і даними.

Чесно кажучи, AC проти DC - це насправді не дуже спокійно.

Існує дві причини відокремити живлення від ліній передачі даних.

Перший - це безпека. Напруги, що перевищують 50 В або більше, можуть становити ризик удару. Струми над жменькою ампер можуть становити небезпеку пожежі. З цієї причини електричні правила часто вимагають або певної роздільної лінії між електромережею та комунікаційними ланцюгами, або додаткових запобіжних заходів (наприклад, заземлених металевих бар'єрів або електроізоляції від електричної мережі на лініях електропередачі та зв'язку, залежатиме саме те, що є і не допустимо). над якими стандартами ви працюєте).

Друга - втручання. Як ви кажете, постійний постійний струм не збирається з'єднуватися у ваші лінії зв'язку. Якщо ви пішли на напівпристойну кручену пару для ліній передачі даних, то 50 ГГц навряд чи теж буде великою проблемою. Справжньою проблемою є тимчасові перешкоди та перешкоди, які занадто часто виявляються накладеними на електропроводку. Наскільки це погано, буде дуже залежати від характеристик вашої поставки та вантажів.

Для шини 12В CAN зазвичай немає вагомих причин відокремлювати лінії передачі даних від власних ліній електропередач пристрою.

Будь-який сертифікований CAN-пристрій повинен пройти тест на захист від захищеності від перехідного шуму (ISO 7637 або подібний), який визначає досить суворі умови, такі як повторювані високочастотні перешкоди (наприклад, від релейної дуги під навантаженням). Можливо, це набагато гірше, ніж шум ліній електропередач вашого власного пристрою, тому, якщо вам вдасться сертифікувати свій пристрій на користування автомобілем, у нього буде достатньо імунітету, так що ваш власний 12В кабель живлення поблизу не буде проблемою.

UART, ймовірно, не працюватиме в середовищі, де використовується CAN.

Причиною відокремлення живлення змінного струму від комірок є електричний код .

Причиною Кодексу є ризик того, що силові дроти будуть пошкоджувати та скорочувати напруги розподілу змінного струму (100-277 В) на дроти комунікаторів, створюючи небезпеку для стрільби / пожежі та удару там, де їх найменше очікувати.

Є один виняток із Кодексу. Якщо ланцюг комутації, від штока до корми, від кінця до кінця, дотримується стандартів електропроводки мережі (Клас 1), включаючи обладнання в місцях використання , то так, так, що електромережа, що має електричну мережу, може змішуватися з мережею. . Деякі приклади:

• 3-х сторонні розумні перемикачі, які використовують повторно старий провідник обміну повідомленнями як свій провід.
• офісне освітлення з засувками реле RR7, де вони направляють 24 В на всі місця перемикачів, які потім здійснюють миттєвий контакт, щоб відправити 24 В назад до реле. Ця електропроводка, як правило, проводиться в трубопроводі, розрахованому на мережу.
• Ethernet проводка між контрольним обладнанням SCADA, де все це обладнання розміщується всередині корпусів, розрахованих на електромережу. Все це обладнання оцінюється тим, що Ethernet-карта сприймає 277В.

Що ви не можете зробити, це запустити кабель Ethernet в трубопровід з мережевими проводами, а потім змусити LV / comms вийти з електромережі через кришку Ethernet, загальний кабель та підключити до ПК. Цей "вихід" - це те, чого ти не можеш зробити.

Ви несете відповідальність за місцеве зберігання плати, затухаючи, щоб запобігти дзвінку.

Це зводить до мінімуму коливання струму високої частоти.

Давайте приведемо приклад: сміття з високою частотою живлення проводів (пік 0,1 ампера, на 100 МГц Fring, таким чином, dI / dT дорівнює 0,1amp * d / dt (100MHz) == 63 млн. Ампер / сек. провід знаходиться на деякій відстані, тож ми припустимо, що ОДИН ЕЛЕКТРИЧНИЙ ДВИГАТЕЛЬНИЙ ДВИГАТЕЛЬНИЙ ДВИГАТЕЛЬНИЙ ДВИГАТЕЛЬНИЙ ЗВ'ЯЗОК.

Припустимо, жертва має 1 метр дроту для даних, а data_return - 1 мм, а не кручена пара.

Припустимо, 1 мм відстань між провідними жилами та даними.

Vinduce = [MU0 * MUr * Площа / (2 * pi * Відстань)] * dI / dT

Для MU0 = 4 * pi * e-7, MUr = 1 (повітря, мідь, алюміній, FR-4)

Vinduce = 2e-7 * Площа / відстань * dI / dT [ми ігноруємо слабкий коефіцієнт natural_log]

І підключаємо цифри

Віндуче = 2е-7 * 1 метр * 1мм / 1мм * 63 млн. Ампер / секунду

Віндус = 2е-7 * 1 * 0,63е + 7 = 1,26 вольт

рішення: використовувати кручені пари, з різними оборотами / дюймовим гарячим протоколом PPwer проти сигналів даних

То що робити, якщо ОДИН пучок проводів - єдиний вибір? Використовуйте "Місцеві батареї".

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}