In immer mehr Projekten werden Geräte über verschiedene Bussysteme integriert. Am häufigsten kommen hier Kopplungen über Ethernet und 2-Draht Leitungen zum Einsatz. In diesem Beitrag soll es um die 2-Draht Verbindung RS-485 gehen. Der Priva 2-wire Bus soll hier kein Thema sein, warum dazu später mehr. Wenn man feststellen möchte ob ein Relais geschaltet hat weiß sicher jeder Techniker wie er sein Messgerät verwenden muss. Auch bei Sensoren kann man Spannung, Widerstand oder Strom messen. „Normale“ Ein- und Ausgänge sind also kein Problem. Bei Buskommunikationen wird es jedoch schwieriger. Hier kann man nicht einfach Spannungen oder Ströme messen um eine schnelle Fehlersuche zu realisieren.
Was wird also im Projekt normalerweise gemacht?
Wenn man sich sicher ist, dass die verwendeten Datenpunkte richtig sind, wird mit Abschlusswiderständen experimentiert. Manch einer hat auch schon etwas von Bias Widerständen gehört und fragt sich, wo er die anbringen soll.
Wenn all das nicht zum Erfolg führt, ist man mit der Fehlersuche mit der Glaskugel am Ende. Eigentlich war es ja auch keine Fehlersuche, sondern ein experimentieren. Das kann funktionieren, aber wenn, dann weiß man auch nicht zu 100% warum und auch nicht, ob es eine dauerhaft zuverlässige Verbindung ist.
Was also tun?
Das Gleiche wie immer! Das richtige Messgerät verwenden! Wir verwenden für solche Fehlersuchen ein Picoscope 2205A. Das ist ein zweistrahl-Oszilloskop. Natürlich muss man wissen, wie man solch ein Messgerät bedient. Dazu gibt es zum Glück aber einen super Lehrgang in der Priva Academy. Hier werden Spannungspegel erklärt und der Einfluss von Busabschluss- und Bias Widerstanden auf diese. In der Schulung werden auch viele Hintergründe und Grundlagen erklärt. Zum Beispiel warum der 2-Draht Bus vielleicht besser ein 3-Draht Bus werden sollte. Oder auch warum Adern miteinander verdrillt sind oder sein sollten.
Nachdem, mit dem Wissen der Schulung, die Physik des Bussystems untersucht und richtig errichtet ist, hilft die Schulung auch beim decodieren und verstehen der Datenpakete weiter.
Bisher wurde selten ein Oszilloskop auf der Baustelle verwendet. Wenn man sich an die Vorgaben für das jeweilige Bussystem und der Hersteller hält, kann alles auch sofort funktionieren. Sollte dies aber nicht der Fall sein, ist das kleine Messgerät und ein PC eine große Hilfe.
Zusätzlich gibt es für die einzelnen Bussysteme eine Vielzahl an Dokumentationen um Anhaltspunkte für mögliche Fehlerquellen zu finden. Für Modbus zum Beispiel, bietet unter anderem die Seite https://modbus.org/docs/PI_MBUS_300.pdf einen guten zusätzlichen Anlaufpunkt, da hier die einzelnen Funktionen des Modbus mit Beispielen sehr gut beschrieben sind.
Bleibt nur noch die Frage, warum ich den Priva 2-wire Bus hier ausgeklammert habe: Hier wird mit wesentlich höheren Frequenzen als im RS-485er Netzwerken gearbeitet. Diese sind mit dem beschriebenen, recht günstigen, Oszilloskop nicht zu erfassen.