Чи потрібно відокремлювати кабелі живлення постійного струму та кабелі передачі даних?

Я вже раніше обговорював це зі своїм колегою. Джерело живлення постійного струму не є змінним, тому магнітне поле, яке створює провід живлення постійного струму, є постійним (чи не так?). Зараз я знаю, що правило полягає у розділенні силових кабелів та кабелів передачі даних, але я припускаю, що це стосується живлення змінного струму. Це те саме правило, коли йдеться про регульоване джерело живлення постійного струму?

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

6 Відповіді 6

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 сигналізації на лініях передачі даних? Швидші тарифи набагато більш чутливі
[EDIT] Яке кодування рядка у вас є? Будь-яка різниця, така як RS-485, буде набагато надійнішою, ніж щось на основі напруги, таке як RS-232

Яку схему кодування ви використовуєте? Якщо у вас є яка-небудь схема з виявленням помилок, можливо, це буде нормально

Що станеться, якщо на лінії будуть помилки? Якщо це оновлення дисплея годинника, з ефектом невеликого перекосу часу, що відрізняється від скидання важкої техніки на робітників.

Сказавши все це, досить часто зустрічається сусідній сигнал і потужність постійного струму. У мене досить багато підводної телеметрії, де ми використовуємо спеціально виготовлений кабель живлення постійного струму та виту пару для 24 В постійного струму та 250 Кбіт/с RS-485. В іншому набагато більш галасливому середовищі ми використовуємо 9600 біт/сек. Для коментаторів, звичайно, передача даних через Ethernet є одним з найкращих прикладів високошвидкісного, міжміського, потужного постійного струму та передачі даних в одному кабелі. (Довгий і високий у порівнянні, наприклад, з USB або шиною на друкованій платі. 100 метрів, 12 Вт.)

Коротше кажучи: це цілком здійсненно, але приділіть належну увагу.

Струм, який надходить на джерело постійного струму, зазвичай не є постійним. Зміна струму призводить до зміни магнітного поля.

Тому може знадобитися розділити живлення та дані, можливо, цього не буде. На USB або PoE живлення та дані не відокремлюються. У SATA це так.

Тож вам може знадобитися провести вимірювання та або розділити кабелі, або отримати кращий захист між живленням та даними.

Чесно кажучи, змінна напруга проти постійного струму насправді не надто відповідна.

Є дві причини відокремлювати живлення від ліній передачі даних.

Перший - це безпека. Напруга вище 50 В може становити ризик удару. Струм над кількістю підсилювачів може становити пожежу. З цієї причини електричні норми часто вимагають або певного розділення між мережею та ланцюгами зв'язку або додаткових попереджень (таких як заземлені металеві бар'єри або номінальна ізоляція як на лініях електропередач, так і на лініях зв'язку, саме те, що є, а що не можна, буде залежати на яких стандартах ви працюєте).

Другий - втручання. Як ви вже сказали, постійний постійний струм не збирається з'єднуватися з вашими лініями зв'язку. Якщо ви вибрали напівпристойну скручену пару для ліній передачі даних, то 50 Гц навряд чи буде великою проблемою. Справжньою проблемою є перехідні процеси та перешкоди, які занадто часто потрапляють на накладення на електропроводку. Наскільки це погано, буде сильно залежати від характеристик вашого запасу та навантажень.

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

Будь-який сертифікований пристрій CAN повинен пройти тест на стійкість до перехідних перехідних шумів (ISO 7637 або подібний), який визначає досить суворі умови, такі як повторювані високочастотні порушення (наприклад, від дуги реле під навантаженням). Можливо, це набагато гірше, ніж шум ліній електропередач вашого власного пристрою, тому, якщо вам вдасться сертифікувати свій пристрій для використання в автомобілі, він матиме достатню стійкість, так що ваш власний кабель живлення 12 В поблизу не буде проблемою.

UART, швидше за все, не працюватиме в середовищі, де використовується CAN.

Причиною відокремлення мережі змінного струму від комунікації є електричний код.

Причиною цього кодексу є ризик пошкодження дротів живлення та короткого замикання напруг розподілу змінного струму (100-277 В) на комунікаційні дроти, що створює небезпеку дуги/пожежі та удару там, де їх найменше очікували.

Є один виняток із Кодексу. Якщо комунікаційна схема, від штока до корми, від кінця до кінця, повністю ізольована відповідно до стандартів електропроводки (клас 1), включаючи обладнання в місцях використання, тоді так, що електромережа, що ізольована від мережі, може змішуватися з мережею. Кілька прикладів:

3-смугові розумні комутатори, які повторно використовують старий комунікаційний провід як їх комунікаційний провід.
офісне освітлення з фіксуючими реле RR7, де вони посилають 24 В на всі місця вимикачів, які потім встановлюють миттєвий контакт, щоб відправити 24 В назад на реле. Зазвичай ця проводка проводиться в трубопроводі, розрахованому на електромережу.
Проводка Ethernet між контрольним обладнанням SCADA, де все це обладнання розміщене всередині корпусів, розрахованих на закриття електромереж. Все це обладнання розраховане на те, що карта Ethernet приймає 277 В.

Що ви не можете зробити, це пропустити кабель Ethernet у трубопроводі з мережевими проводами, а потім вимкнути ланцюг LV/comms з електромережі через кришку Ethernet, загальний кабель та підключити до ПК. Цей "вихід" - це те, чого ти не можеш зробити.