Apakah perlu untuk memisahkan kabel daya DC dan kabel data?

Saya sudah berdiskusi dengan kolega saya sebelumnya. Catu daya DC bersifat non-bolak-balik, sehingga medan magnet yang dihasilkan oleh kabel daya DC adalah konstan (bukan?). Sekarang, saya tahu aturannya adalah untuk memisahkan kabel daya dan kabel data, tetapi saya berasumsi saat itulah mengenai daya AC. Apakah ini aturan yang sama ketika datang ke catu daya DC yang diatur?

Kami menggunakan kabel twisted pair CAN bus di sebelah kabel daya DC yang diatur (12V dan GND). Saya mengerti bahwa BISA kebal terhadap kebisingan, tetapi jika Anda memiliki kabel data yang berbeda (katakanlah UART alias serial, atau Ethernet), apakah kabel daya DC akan berdampak apa pun? Jika demikian, mengapa?

Jawabannya adalah "Itu semua tergantung".

• Berapa beban pada DC? Jika beban induktifnya sangat bising, Anda akan mengalami gangguan pada saluran DC, dan itu mungkin jauh lebih banyak daripada yang Anda kira
• Berapa laju pensinyalan pada jalur data? Tingkat lebih cepat jauh lebih sensitif
• [EDIT] Encoding baris apa yang Anda punya? Perbedaan apa pun, seperti RS-485, akan jauh lebih kuat daripada sesuatu berbasis tegangan, seperti RS-232

• Skema pengkodean apa yang Anda gunakan? Jika Anda punya skema dengan deteksi kesalahan, mungkin itu akan baik-baik saja

• Apa yang terjadi jika ada kesalahan di telepon? Jika memperbarui tampilan jam, dengan efek kemiringan waktu yang sedikit berbeda dengan menjatuhkan mesin berat ke pekerja.

Memiliki mengatakan semua itu, itu adalah sangat umum untuk memiliki sinyal dan listrik DC yang berdekatan. Saya memiliki banyak telemetri bawah air di mana kami menggunakan daya DC dan kabel twisted pair yang dibuat khusus untuk 24 VDC dan 250 Kbit / s RS-485. Di lingkungan yang jauh lebih berisik kami menggunakan 9600 bit / detik. Per komentator, tentu saja power-over-ethernet adalah salah satu contoh terbaik dari DC kecepatan tinggi, jarak jauh, daya tinggi dan data dalam kabel yang sama. (Panjang dan tinggi dibandingkan dengan misalnya USB atau bus pada PCB. 100 meter, 12 Watt.)

Singkatnya: ini sangat bisa dilakukan, tetapi perhatikan baik-baik.

Arus yang ditarik melalui catu daya DC biasanya tidak konstan. Mengubah hasil saat ini dalam medan magnet yang berubah.

Jadi mungkin perlu memisahkan daya dan data, mungkin tidak. Di USB atau PoE Power dan data tidak terpisah. Di SATA itu.

Jadi, Anda mungkin perlu melakukan pengukuran dan memisahkan kabel atau mendapatkan perlindungan yang lebih baik antara daya dan data.

Jujur AC vs DC tidak benar-benar sangat relavent.

Ada dua alasan untuk memisahkan daya dari jalur data.

Yang pertama adalah keamanan. Tegangan di atas 50V atau lebih bisa menjadi risiko kejut. Arus lebih dari beberapa amp dapat menjadi risiko kebakaran. Karena alasan ini, peraturan kelistrikan sering mengharuskan pemisahan tertentu antara hantaran listrik dan sirkit komunikasi atau prasyarat tambahan yang harus diambil (seperti penghalang logam yang dibumikan atau insulasi pengenal listrik pada kedua kabel listrik dan komunikasi, dengan tepat apa yang dapat dan tidak diijinkan tergantung pada pada standar apa Anda bekerja).

Yang kedua adalah gangguan. Seperti yang Anda katakan, DC konstan tidak akan dipasangkan ke jalur komunikasi Anda. Jika Anda menggunakan twisted pair yang layak untuk jalur data maka 50Hz juga tidak akan menjadi masalah. Masalah sebenarnya adalah transien dan interferensi yang terlalu sering berakhir pada kabel listrik. Seberapa buruk hal ini akan sangat tergantung pada karakteristik pasokan dan muatan Anda.

Untuk bus CAN 12V biasanya tidak ada alasan yang baik untuk memisahkan saluran data dari saluran listrik perangkat itu sendiri.

Setiap perangkat BISA bersertifikat harus lulus tes untuk kekebalan terhadap kebisingan sementara ditambah (ISO 7637 atau serupa), yang menentukan kondisi yang cukup keras seperti gangguan frekuensi tinggi berulang (misalnya dari relai melengkung di bawah beban). Bisa dibilang ini jauh lebih buruk daripada kebisingan dari saluran listrik perangkat Anda sendiri, jadi jika Anda berhasil mensertifikasi perangkat Anda untuk penggunaan mobil, itu akan memiliki cukup kekebalan sehingga kabel listrik 12V Anda sendiri di sekitarnya tidak akan menjadi masalah.

UART kemungkinan tidak akan bekerja di lingkungan tempat CAN digunakan.

Alasan untuk memisahkan daya AC dari komunikasi adalah kode listrik .

Alasan dalam Kode adalah risiko kabel daya rusak dan korslet tegangan distribusi AC (100-277V) ke kabel komunikasi, menciptakan bahaya busur api dan kebakaran dan kejutan listrik di tempat yang paling tidak diharapkan.

Ada satu pengecualian untuk Kode. Jika sirkuit koms, dari batang ke buritan, ujung ke ujung sepanjang jalan, diisolasi ke standar pengkabelan listrik (Kelas 1), termasuk peralatan pada titik penggunaan , maka ya, bahwa kabel koms yang diinsulasi induk dapat bercampur dengan induk. . Beberapa contoh:

• Sakelar pintar 3 arah yang menggunakan kembali kawat messenger lama sebagai kabel komunikasi mereka.
• pencahayaan kantor dengan relay kait RR7, di mana mereka mengirim 24V ke semua lokasi sakelar, yang kemudian membuat kontak sesaat untuk mengirim 24V kembali ke relai. Kabel itu biasanya dijalankan dalam saluran yang diperingkat untuk listrik.
• Pengkabelan Ethernet antara peralatan kontrol SCADA, di mana semua peralatan tersebut ditempatkan di dalam penutup yang diperingkatkan untuk pemasangan kabel utama. Semua peralatan itu dinilai memiliki kartu ethernet yang menerima pukulan 277V.

Yang tidak bisa Anda lakukan adalah menjalankan kabel ethernet di saluran dengan kabel listrik, dan kemudian minta LV / comms keluar dari kabel listrik melalui pelat penutup Ethernet, kabel biasa dan colokkan ke PC. "Keluar" itu adalah hal yang tidak bisa Anda lakukan.

Merupakan tanggung jawab Anda untuk memiliki penyimpanan muatan lokal, dengan peredam untuk mencegah dering.

Itu menjaga fluktuasi arus frekuensi tinggi ke minimum.

Mari kita jalankan sebuah contoh: sampah Power Wiring frekuensi tinggi (puncak 0,1 ampere, pada Fring 100MHz, sehingga dI / dT adalah 0,1amp * d / dt (100MHz) == 63 Juta amp / detik Untuk menyederhanakan matematika, asumsikan daya KEMBALI kawat agak jauh, jadi kita akan menganggap kabel daya TUNGGAL , dengan dering cepat irksomely.

Anggap korban adalah 1 meter kawat untuk data, dan data_return berjarak 1mm, dan bukan pasangan bengkok.

Asumsikan jarak 1mm antara kabel listrik dan data.

Vinduce = [MU0 * MUr * Area / (2 * pi * Jarak)] * dI / dT

Untuk MU0 = 4 * pi * e-7, MUr = 1 (udara, tembaga, aluminium, FR-4),

Vinduce = 2e-7 * Area / Jarak * dI / dT [kita mengabaikan koefisien natural_log yang lemah]

Dan kita pasang angkanya

Vinduce = 2e-7 * 1 meter * 1mm / 1mm * 63 Juta amp / detik

Vinduce = 2e-7 * 1 * 0.63e + 7 = 1.26 volt gangguan

solusi: gunakan twisted-pair, dengan putaran berbeda / inci ppwer panas versus sinyal data

Jadi apa yang harus dilakukan, jika SATU bundel kabel adalah satu-satunya pilihan? Gunakan "Baterai Lokal".

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}