5. Kommunikationsverdrahtung

In diesem Abschnitt:

Geräte in modernen Systemen müssen miteinander oder mit einem Steuer- oder Überwachungsgerät kommunizieren können. Um die Kommunikation zu ermöglichen, werden Kommunikationskabel benötigt. Sie senden Informationen von einem Gerät zu einem anderen Gerät. Nicht selten handelt es sich dabei um missionskritische Kommunikation. Wenn das Kabel ausfällt, stoppt die Kommunikation und das System kann den Betrieb einstellen.

Einige Beispiele für Kommunikationskabel, die in Wechselrichter/Ladegeräte-Systemen verwendet werden:

Kommunikationskabel zwischen mehreren Wechselrichtern oder Wechselrichter/Ladegeräten zum Aufbau eines parallelen und/oder 3-phasigen Systems.
Kommunikationskabel zur Steuerung von Geräten, z. B. zwischen einer Solarladung und dem Color Control GX oder einem anderen GX-Gerät.
Kommunikation zwischen einem Messgerät und einem Überwachungsgerät, wie dem BMV-Shunt und dem BMV-Hauptgerät, oder zwischen einem Temperatursensor und einem Wechselrichter/Ladegerät.
Internet- oder Netzwerkkabel.
Zwei Draht-Signal- oder Steuerkabel, z. B. zwischen einem Alarmrelais und einem Generator-Autostart, oder einem Fahrzeugzündschalter und einem DC/DC-Wandler, oder zwischen einer Batterie BMS und einem BatteryProtect.

5.1. Datensignale

Ein Datensignal ist ein Signal, das sich mit den gesendeten Informationen ständig ändert. Es kann analog oder digital sein.

Die Signale in Kommunikationskabeln können beliebige dieser Art sein. Diese Signale haben eine geringe Spannung und einen geringen Strom. Oft nicht mehr als 5 V.

Die verschiedenen Signaltypen:
Analoges Signal:	Die Spannung kann einen beliebigen Wert haben und es besteht eine direkte Korrelation zwischen Spannung und Wert.
Digitales Signal:	Die Spannung des Signals ist auf einen endlichen Satz von Spannungen begrenzt.
Binäres Signal:	Es gibt nur zwei Spannungswerte. Das Signal stellt eine Ein-/Ausschaltbedingung dar oder dient zur Übertragung von Daten durch das Senden von Folgen von Einsen und Nullen.

5.2. Störungen

Wie bei allen Verkabelungen ist es wichtig, dass die Kommunikationskabel von guter Qualität sind. Außerdem müssen ihre Stecker von guter Qualität sein und korrekt am Kabel gecrimpt worden sein. Es spielt auch eine Rolle, wie gut die Verbindung zur Empfangsbuchse ist.

Kommunikationskabel tragen Niederspannungssignale mit niedrigem Strom. Wenn diese Signale über eine Entfernung reisen, kann es natürlich zu einem Spannungsabfall kommen, aber das ist nicht so häufig, da diese Signale nur einen sehr geringen Strom führen. Spannungsabfälle sind normalerweise kein Problem, es sei denn, die Kabel sind sehr lang.

Ein weiterer Aspekt ist jedoch entscheidend für Kommunikationskabel, wenn Niederspannungssignale über eine große Entfernung gesendet werden, und das sind Störungen.

Die verschiedenen Störungsarten und deren Ursachen:

Elektromagnetische Störungen – von Generatoren, Transformatoren, Elektromotoren und Messerschaltern.
Hochfrequenzstörungen - von Funksendequellen, Radar und schlecht abgeschirmten Geräten.
Elektrostatische Störungen - durch statische Elektrizität.
Übersprechstörungen - Störungen durch benachbarte Kabel.
Häufige Störungen - verursacht durch Stromfluss zwischen verschiedenen Potentialmassen in einem System.

In den ersten 4 Fällen fungiert das Kabel als Antenne und empfängt diese Störungen. Die Störung induziert zusätzliche Elektrizität in den Kommunikationskabeln. Dadurch verändert sich die Spannung des Signals, was zu einer Veränderung der gesendeten Daten führt und die Kommunikation stört oder beeinträchtigt.

In wirklich schlechten Fällen, in denen es zu vielen Störungen oder Erdungsproblemen kommt, können die Spannungen im Kabel so hoch werden, dass sie die Kommunikationsschaltung in den Geräten, die mit dem Kommunikationskabel verbunden sind, beschädigen.

Es gibt Möglichkeiten, Störungen zu begrenzen oder zu verhindern, diese sind:

Kabel kurz halten.
Verdrillte Kabel verwenden.
Geschirmte Kabel verwenden.

Ungeschirmte und ungedrehte Kabel: Diese Kabel sind sehr störanfällig. Und deshalb haben sie eine Längenbegrenzung. Diese beträgt ca. 10 Meter. Aus diesem Grund verkaufen wir keine VE.Direct-Kabel, die länger als 10 Meter sind. Das VE.Direct-Kabel ist ein ungeschirmtes und ungedrehtes Kabel.		Ungeschirmt, ungedreht.
Verseilte Kabel: Zwei Leiter einer einzelnen Schaltung werden miteinander verdrillt. Dies verbessert die Ablehnung elektromagnetischer Störungen und macht das Kabel weniger anfällig für Übersprechen durch benachbarte Kabel.		Ungeschirmt, verseilt.
Kabelschirmung: Eine Metallfolie oder -geflecht bedeckt eine Gruppe von Kabeln oder kann sogar verdrillte Paare bedecken.
Folienschirm	Geflechtschirm	Mehrfache Abschirmung

5.3. Typen von Kommunikationskabeln

Dieser Abschnitt enthält eine kurze Auswahl häufig verwendeter Kommunikationskabeltypen, wie sie in Wechselrichter-/Ladesystemen verwendet werden.

Typen von Kommunikationskabeln:
Gerades RJ45-UTP-Kabel: Dieses Kabel wird für Computernetzwerke, Internet, Ethernet, aber auch für Wechselrichter/Ladegeräte verwendet, um miteinander und mit einem Steuergerät, wie dem multifunktionalen Bedienungspanel oder einem GX-Gerät, zu kommunizieren. Dieses Kabel besteht aus 8 Adern. In einem geraden Kabel verbinden Sie Pin 1 auf der einen Seite mit Pin 1 auf der anderen Seite, Pin 2 mit Pin 2 und so weiter. Um zu testen, ob das Kabel richtig verdrahtet ist, verwenden Sie einen Kabeltester. Victron verwendet dieses Kabel für VE.Bus- und VE.Can-Produkte. Es wurde auch für die inzwischen veralteten VE.Net-Produkte verwendet. In der Vergangenheit hatten diese Kabel in der Regel eine blaue Farbe, aber in letzter Zeit sind mehr verschiedenfarbige Kabel erschienen. Victron fertigt Kabel unterschiedlicher Länge wie andere Hersteller. Für weitere Informationen siehe: https://www.victronenergy.de/cables/rj45-utp-cable. Es wird nicht empfohlen, diese Kabel selbst herzustellen. Ein schlecht gecrimpter Steckverbinder kann die Ursache für schwer zu diagnostizierende Systemfehler sein. Um ein RJ45-Kabel zu testen, ersetzen Sie zuerst das Kabel und sehen Sie nach, ob das Problem behoben ist. Eine weitere Fehlerquelle ist, wenn der RJ45-Stecker nicht richtig in die RJ45-Buchse gesteckt ist oder wenn die Kontakte der RJ45-Buchsen ihre Federkraft verloren haben und keinen guten Kontakt mehr haben. Wichtig Achten Sie auf gekreuzte RJ45-Kabel. Sie sehen aus wie ein normales "gerades" RJ45 UTP-Kabel. Diese wurden in alten Computernetzwerken oder bei anderen Wechselrichterherstellern eingesetzt. Es kann sehr ungünstig sein, wenn eines dieser Kabel dort verwendet wird, wo ein gerades Kabel hätte verwendet werden sollen. Diese Kabel können nicht für Victron-Geräte verwendet werden. Einige Victron-Produkte haben nur einen einzigen RJ45-Steckverbinder. Verwenden Sie in diesem Fall einen RJ45-Splitter. Für weitere Informationen siehe: https://www.victronenergy.de/cables/rj45-splitter.
RJ45-Abschlusswiderstand: Wird verwendet, um ein CAN-bus-Netzwerk mit Verkettung zu beenden. Ein Abschlusswiderstand wird am ersten Element in der Kette und einer am letzten Element in der Kette platziert. Sie werden als Paar geliefert, da ein VE.Can-System immer zwei Abschlusswiderstände benötigt. Für weitere Informationen siehe: https://www.victronenergy.de/accessories/ve-can-rj45-terminator.
RJ45-Kabel mit speziellen Pinbelegungen. Sie sehen aus wie normale „gerade“ RJ45 UTP-Kabel, wurden aber für einen bestimmten Zweck neu verdrahtet. Diese Kabeltypen sind für spezielle Anwendungen geeignet. Sie haben oft nur eine einzige Anwendung. Im Falle von Victron werden sie zwischen einer intelligenten Batterie und einem Color Control GX oder einem anderen GX-Gerät eingesetzt. Die Kennzeichnung der Kabel ist sehr wichtig. Das Etikett muss angeben, wie das Kabel intern verdrahtet ist. Das bedeutet, dass diese Kabel zu einem späteren Zeitpunkt nicht in einem regulären System landen, wo sie möglicherweise einen Kommunikationsfehler verursachen können. Für weitere Informationen siehe: https://www.victronenergy.de/cables/ve-can-to-can-bus-bms.
RJ12-UTP-Kabel: Diese werden zwischen dem BMV-Shunt und der BMV-Haupteinheit verwendet. Dies ist ein Kabel mit 6 Leitern. Diese Kabel werden normalerweise zum Senden digitaler Daten verwendet, aber das BMV verwendet sie zum Senden analoger Daten. Das BMV wird mit einem dieser Kabel geliefert. Victron fertigt Kabel in verschiedenen Längen, wählen Sie eines davon, wenn ein maßgeschneidertes Kabel benötigt wird. Verwenden Sie wie beim RJ45-Kabel nur vorgefertigte Kabel. Wir empfehlen nicht, dass Sie dieses Kabel selbst herstellen. Zu oft ist ein schlecht gecrimpter Stecker die Ursache für ein schwer zu diagnostizierendes seltsames Systemverhalten. Kabel mit RJ12-Anschlüssen werden auch häufig für Telefone verwendet. Bei einem Telefonkabel sind jedoch nicht alle 6 Adern vorhanden. Außerdem ist das Telefonkabel nicht verdrillt. Sie können nicht für ein BMV verwendet werden. Für weitere Informationen siehe: https://www.victronenergy.de/cables/rj12-utp-cable.
VE.Direct-Kabel: Dies ist ein 4-adriges Datenkabel. Dies ist ein spezielles Kabel zur Überwachung oder Steuerung bestimmter Victron-Produkte wie BMV oder MPPT. Für weitere Informationen siehe: https://www.victronenergy.de/cables/ve.direct.cable.
Signal- oder Verbindungsdraht: Dabei handelt es sich meist um einen dünnen Draht, in der Regel nicht dicker als 1,5 mm². Sie sind als Kabel in einer Vielzahl von Farben und mit einzelnen, doppelten oder mehreren Leitern erhältlich. Diese Kabel übertragen in der Regel analoge Signale mit geringem Strom oder Ein/Aus-Signale. Verwenden Sie für Schifffahrtsanwendungen Draht mit verzinnten Kupferlitzen.
NMEA 2000-Kabel und -Steckverbinder: Werden in CAN-bus-Datennetzwerken für Schifffahrtsanwendungen verwendet. Diese Verkabelung besteht aus einem speziellen Datenkabel für Schifffahrtsanwendungen und wasserdichten Steckverbindern, T-Stücken und Abschlusswiderständen. Weitere Informationen finden Sie auf Wikipedia.
RS485-Kabel: Wird für die serielle Kommunikation verwendet. Im Falle von Victron wird es für die Kommunikation zwischen Energiezählern und einem GX-Gerät verwendet. Weitere Informationen zu RS485 finden Sie auf Wikipedia.
USB-Kabel: Erhältlich in einer Vielzahl von Typen. Victron verwendet hauptsächlich den Typ-A-Stecker. Weitere Informationen über USB Sie auf Wikipedia.

5.4. Schnittstellen

Schnittstellen sind kleine Geräte, die ein Datenprotokoll in ein anderes Datenprotokoll übersetzen. Sie sind oft in einem Kabel verdrahtet oder befinden sich an einem Ende eines Kabels.

Beispiele für einige Victron-spezifische Schnittstellen:
MK3 zu USB-Schnittstelle: Wird verwendet, um einen Computer mit einem VE.Bus-Produkt zu verbinden. Die MK3 hat die MK2-Schnittstelle ersetzt. Die MK2 kann weiterhin verwendet werden, wird aber nicht empfohlen. Ziehen Sie ein Upgrade auf eine MK3 ernsthaft in Betracht. Weitere Informationen finden Sie unter: https://www.victronenergy.de/accessories/interface-mk3-usb
VE.Direct auf USB-Schnittstelle: Wird verwendet, um einen Computer mit einem VE.Direct-Produkt zu verbinden oder um ein VE.Direct-Produkt mit einem USB-Anschluss eines GX-Geräts zu verbinden. Weitere Informationen finden Sie unter: https://www.victronenergy.de/accessories/ve-direct-to-usb-interface
RS485 zu USB-Schnittstelle: Wird verwendet, um einen Energiezähler an ein GX-Gerät anzuschließen. Weitere Informationen finden Sie unter: https://www.victronenergy.de/accessories/rs485-to-usb-interface
VE.Can zu NMEA 2000 Micro-C-Steckerkabel Wird verwendet, um ein VE.Can-Produkt an ein NMEA 2000-Netzwerk anzuschließen. https://www.victronenergy.de/accessories/ve-can-to-nmea2000-micro-c-male