Navigationssysteme galvanische Trennung

Kombination von Interkomanlagen / Navigationssysteme / Funktechnik / galvanische Trennung

Täglich werden wir zu diesen Themen kontaktiert, da im Internet sehr viele unterschiedliche Informationen zu finden sind, und die Verunsicherung bei Hilfesuchenden verstärken.

Der Kern aller Problematik liegt in der Verwendung von Audioendstufen die im Gegentakt arbeiten, denn diese arbeiten nur störungsfrei, wenn die Masse / Abschirmung der Audioendstufe keinen Bezug zum Massepotential der Versorgungsspannung hat. Nehmen wir als Beispiel das Navigationssystem Garmin Zümo 550 oder ein ähnliches. Wird dieses Navigationssystem mit einem eigenständigen Headset betrieben, arbeitet alles perfekt. Selbst ein Telefonieren über die integrierte Bluetooth Schnittstelle funktioniert einwandfrei. Dieses liegt daran, weil die Massezuleitung (Abschirmung) zum Headset keine elektrische Verbindung zu der Masse (Minuspol) der Versorgungsspannung hat. Genau so ist es, wenn ein Bluetooth Headset verwendet wird. Durch die Funkverbindung besteht keine elektrische Verbindung zum Minuspol der Versorgungsspannung. Probleme zeigen sich erst, wenn mehrere Systeme untereinander elektrisch leitend miteinander verbunden werden, und die Masse der Gegentaktendstufe "irgendwie" einen "Weg" zur Masse (Minuspol) der Versorgungsspannung findet. Dieses kann eine direkte Verbindung über eine Kabelabschirmung oder eine indirekte, z.B. über die Elektronik angeschlossener Audioquellen, z.B. Funkgerät, MP-3 Player usw. sein.

Ein Beispiel

Ein Garmin Zumo 550 wird gemeinsam mit einer Interkomanlage, z.B. Verso XL, MIT-100, Starcom 1, Autocom oder Softline usw. an ein 12 Volt Bordnetz betrieben. Beide Geräte haben für die Versorgungsspannung den gleichen Bezugspunkt (Minuspol der Batterie). Wird jetzt der Audioausgang vom Navigationsgerät (3,5 mm Stereoklinkenstecker oder ähnlich) direkt mit dem Audioeingang der Interkomanlage verbunden, kann es sein, dass nur noch ein verzerrtes Ausgabesignal auf Seite der Interkomanlage zu hören ist.

Ist dieses der Fall, ist die Audioschnittstelle der Interkomanlage galvanisch nicht entkoppelt, über die Interkomanlage findet die Abschirmung / Masse des angeschlossenen Audioausganges einen Weg zum Massepotential (Minuspol) der Versorgungsspannung. Diese systembedingte Problematik kann man auf zwei Wege abstellen.

1. Man verwendet eine zweite Energiequelle. Z.B. könnte die Interkomanlage über einen 12 Volt Akku mit Energie versorgt werden. Wenn jetzt sichergestellt ist, dass der Minuspol der Interkomanlage, Akku und die Abschirmung der Verbindungsleitung (Interkomanlage / Navigationsgerät) keine elektrischen Verbindung zu Fahrzeugrahmen (Minuspol der Batterie) haben, sind die Störungen weg. Jetzt soll aber klar sein, dass ein aufladen des Akkus über das Bordnetz eine Verbindung zu Minuspol der Bordspannung bedeuten würde! Diese Methode ist sicher keine elegante Lösung, jedoch sehr hilfreich, wenn bei komplexeren Interkomanlage eine Störungsquelle aufgespürt werden soll.

2. Es kommt eine galvanische Trennung zum Einsatz. Z.B. das Audio-Verbindungskabel vom Navigationssystem zur Interkomanlage wird mit einem NF-Übertrager (galvanisches Element) elektrisch getrennt, wobei die Übertragung der Information weiterhin erfolgt.

Aus der Praxis

Es gibt viele merkwürdige Umstände, welche zu Fehlfunktionen führen. Hier ein aktuelles Beispiel: Ein Kunde meldet sich bei uns und beschreibt sein Dilemma. Er weiß nicht weiter, selbst der Händler der Interkomanlage / Hersteller kann nicht helfen.

Es liegt nachstehend beschriebene Konstellation vor. Es wird ein PMR446-Funkgerät und ein Navigationsgerät gemeinsam an einer Interkomanlage betrieben. Alle Geräte werden direkt über das 12 Volt Bordnetz mit Energie versorgt. Es werden herstellerspezifische Adapterkabel ohne galvanische Trennung verwendet. Alles funktionierte prima - ein zufriedener Kunde.

Da sich Navigationsgeräte in den letzten Jahre sehr schnell weiterentwickelt haben, wurde ein neues modernes Navigationsgerät gewünscht, angeschafft und das "Alte" ersetzt. Die Marke wurde nicht gewechselt, so konnte auch das vorhanden Adapterkabel weiterverwendet werden.

Nun stellte sich heraus, dass die Audioausgabe vom Navigationsgerät sehr stark verzerrt war und das PMR446-Funkgerät nicht mehr funktionierte. Beim PMR446 Gerät wurde im nachhinein festgestellt, dass die Audioendstufe defekt ist. Wie kann das sein?

Die Erklärung ist sehr einfach. Die verbaute Interkomanlage verfügt über eine galvanische Trennung der Audioeingänge (Abschirmung / Masse) zur Spannungsversorgung (Minuspol der Bordspannung), wobei alle Abschirmungen der Audioeingänge miteinander elektrisch verbunden sind.

Beim ausgetauschten Navigationsgerät war die Abschirmung der Audioausgänge und Minuspol der Energieversorgungen ebenfalls galvanisch getrennt. Bei dem verbauten PMR446 Gerät war es jedoch wichtig, das die Masse / Abschirmung vom Audioausgang keine elektrische Verbindung zum Minuspol der Versorgungsspannung haben darf. Dieses war bislang auch kein Problem, da alle im Systemverbund integrierten Geräte eine galvanische Trennung von Masse / Abschirmung der Audioeingänge zum Minuspol der Versorgungsspannung hatten. Durch Integration des neuen Navigationsgerätes war dieses nicht mehr gegeben. Die Abschirmung der Audioleitungen fanden jetzt über die fehlende galvanische Trennung am neuen Navigationsgerät einen Weg zur Massepotential der Energieversorgung.

Leider sind viele versierte Motorradfachhändler weniger gute Elektroniker und umgekehrt. Jedoch erreichen die Anbieter von Interkomanlagen die Kunden oft nur über den klassischen Motorradfachhändler. Einfache Plug and Play Lösungen können dort betriebssicher verbaut werden, nur wer umfangreichere Lösungen benötigt, oder nicht weiter weiß, kommt am einem Motorradfachhändler / mit fundierten Grundlagen der Elektronik / Funktechnik selten vorbei.

Es gibt sehr viele produktspezifische Spezialisten, die den Schwerpunkt bei Systemlösungen von IMC, Baehr, Autocom, Softline, Starcom 1 und Co. haben. Jeder ist von seiner Produktlösung überzeugt, weiß jedoch kaum etwas über technische Eigenschaften von Produkten der Mitbewerber. In Foren findet man Hinweise darüber, dass Original baehr Einbauheadsets nur an baehr Intercom Anlagen funktionieren. Das ist aus erster Sichtweise sicherlich richtig, jedoch nur die halbe Wahrheit. Die Antwort auf die Frage warum das so ist und wie man dieses ändern kann, wissen vielleicht eine handvoll Fachhändler. Oder welche Gemeinsamkeiten haben eine MIP-200 und eine baehr Capo? Warum funktioniert die Bluetooth-Audioübertragung eines Garmin Zumo 550 zu eine Interkomanlage nicht immer zuverlässig usw. Dieses Breite Spektrum kann nicht nebenbei oder nach Feierabend erarbeitet werden. Man muss alle Marken bevorraten um Kundenlösung vor der Auslieferung auf Funktion zu testen. Dieses erfordert viel Zeit, eine hohe Investition und noch mehr Enthusiasmus.

Quelle: Uwe Evers bmw-bike-forum

NF-Übertrager was ist das?

Übertrager wird ein Transformator genannt, der nicht primär zur Energie- bzw. Leistungsübertragung, sondern zur Informationsübertragung dient.

Ein NF-Übertrager besteht aus zwei Spulen die mit einem Eisen- oder Feritkern verbunden sind. Die Signale werden dabei magnetisch übertragen. Dadurch entsteht eine elektrische Entkopplung.

Um die Signale in eine Kommunikationsanlage einzubinden die eine Masseverbindung der NF haben ist ein NF Übertrager 1:1 notwendig. Der Übertrager sollte mit ca. 2 X 18 Ohm Widerständen an die Impedanz von z.B. Garmin angepasst werden. Garmin bietet sehr viele fertige Kabel für solche Zwecke an. Wer da unsicher ist sollte auf jeden Fall mit einem Garmin Spezialisten Kontakt aufnehmen.

Bei Conrad http://www.conrad.de gibt es unter Art.#379234 einen sogenanten Masseschleifen-Isolator der als Fertiggerät auch verwendet werden kann.

Weiter gibt es bei Autocom gute Fertigteile die mit passenden Steckern für Autocom versehen sind. Wenn die Stecker abgeschnitten werden aber auch zum isolierten Anschluss eines anderen Gerätes verwendet werden können. http://www.autocom-d.de/ Hier nach isolierter Adapter für Anschluss von GPS suchen.

Weiter gibt es unter http://www.pmr446-funkversand.de/200mip.htm eine fertiges Teil.

Es gibt sicher noch weitere Händler und Hersteller.

Grundsätzlich sollte versucht werden alle Kommunikationsanlagenteile auf denselben Stromanschluss zu bringen.

Wer es genau Wissen möchte schaue unter http://www.jogis-roehrenbude.de/Radiobasteln/Trafobasteln/Uebertrager.htm

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Anmerkung von Harald Herden http://www.motorrad-herden.de

Alle baehr-Anlagen mit Universalschnittstelle: Verso XL, Ultima XL, K1200LT usw. haben die Entkopplung schon eingebaut. Dort kann man das Garmin Gerät dann ohne galvanische Entkopplung anschließen.

Oft verwende ich an diesen baehr-Anlagen aber weiterhin die Kabel mit Entkopplung/Bedämpfung um den Signal-Störabstand zu vergrößern... einfach um Störungen zu vermeiden.

--Dieter Siever