Mit dem Thema Smart Metering erhält der M-Bus (Meter-Bus) neue Aufmerksamkeit. Einfache Verkabelung und die Energieversorgung durch den Bus ermöglichen einfache Installation von Verbrauchszählern in der Liegenschaft. Während die Slaves recht einfach aufgebaut sind, erfordert der M-Bus deutlich höheren Aufwand beim Master. Mit unseren OEM-Modulen MBUS-M10, -M12 und -M13 stehen kompakte und leistungsfähige Master zur Verfügung.

Meter-Bus - einfache Architektur

Der M-Bus (Meter-Bus) ist ein Feldbus vorrangig für die Verbrauchsdatenerfassung. Die Übertragung erfolgt seriell auf einer Zweidrahtleitung zwischen einem Master und den angeschlossenen Slaves (z.B. Verbrauchszählern).

Der M-Bus ist in der Norm EN13757 spezifiziert und arbeitet nach dem Anfrage-Antwort-Prinzip. Der Master stellt eine Anfrage über Spannungsmodulation auf den Busleitungen. Der Low-Pegel der Busspannung (logisch 0) beträgt 24V und der High-Pegel (logisch 1) 36V. Über eine Bus-Adresse wird der Slave selektiert, welcher auf die Anfrage antworten soll.

Der angesprochene Slave antwortet durch Strommodulation. Für ein Low-Signal (logisch 0) zieht dieser 11-20mA, für ein High-signal (logisch 1) ca. 1,5mA.

Der M-Bus-Master ist dafür zuständig, dass die Daten von den M-Bus-Slaves gesammelt, gespeichert oder weiterverarbeitet werden. Es darf nur einen Master geben. Der Adressraum für primäre Busadressen erstreckt sich von 0 bis 250. An einem Master können daher bis zu 250 Slaves angeschlossen sein.

Zur Adressierung kann auch die 8-stellige sekundäre Adresse genutzt werden, was viel größere Busse ermöglicht.

Der M-Bus sieht als Baudraten 300, 2400 oder 9600bps vor. So können über eine einfache Zweidrahtleitung Distanzen bis zu 1km überbrückt werden. Üblicherweise werden 2400bps genutzt. Das Umschalten der Baudraten muss von Master und Slave unterstützt werden und wird vom Master initiiert.

Kompakter Sender

Um die M-Bus-Kommunikation vollumfänglich abzudecken, moduliert ein M-Bus-Master beim Senden die Busspannung zwischen 24V und 36V.

Für die Spannungsmodulation sind sowohl 24V als auch 36V auf dem Master zur Verfügung zu stellen. Diese können einfach extern zugeführt werden.

Unsere Module MBUS-M10, -M12 und -M13 hingegen verfügen über einen integrierten Spannungswandler, der aus den industriell üblichen 24V Versorgungsspannung, alle weiteren notwendigen Spannungen generiert. Dies vereinfacht das Design-In erheblich.

Somit steht trotz der Kompaktheit ein komplettes 24V/36VSystem zur Verfügung. Insgesamt können ca. 120mA in den Bus gespeist werden, womit sich bis zu 80 Slaves direkt an einem unserer Module betreiben lassen.

Leistungsfähiger Empfänger

Beim Empfangen gilt es, die Strommodulation der Slaves zu detektieren, um daraus wieder einen Bitstrom zu erzeugen.

Bei bis zu 6 Slaves kann die Detektion über absolute Schwellwerte erfolgen. Da 6 Geräte einen Ruhestrom (logisch 1) von 9mA (6 x 1,5mA) verursachen, kann eine logische 0 durch einen Anstieg auf mindestens 11mA erkannt werden. Dies ist somit die Entscheidungsschwelle.

Bei mehr als 6 Slaves eignet sich dieses Verfahren nicht mehr. Der Master benötigt mehr Intelligenz und muss direkt die Stromänderungen detektieren. Erst dadurch können umfangreiche Installationen angesprochen werden.

Unsere Modul MBUS-M10, -M12 und -M13 arbeiten nach diesem intelligenten Prinzip und detektieren direkt die Stromänderungen auf den Busleitungen. Dadurch lassen sich die bis zu 80 Slaves ohne Zusatzaufwand direkt anschließen und betreiben.

Darüber hinaus werden von unseren Modulen Stromänderungen über 20mA als Kollision aktiv erkannt und signalisiert. Dies tritt beispielsweise auf, wenn mehrere Slaves gleichzeitig antworten.

Kompaktes und kostengünstiges Modul

Für die Integration in Auslesegeräte, MUCs oder auch einfach als Gateway bzw. Pegelwandler zum Anschluss an einen PC müssen OEM-Module äußerst kompakt und natürlich kostengünstig sein.

Unsere OEM-Modul vereinen alle Funktionen auf nur ca. 30mmx33mm. Damit sind sie die kleinste M-Bus-Master am Markt. Der Anschluss erfolgt einfach über Stiftleisten im Rastermaß 2,54mm.

Neben der Kompaktheit konnte durch gezielte Bauteilauswahl der Herstellungspreis sehr niedrig gehalten werden und somit ist es für die Integration als OEM-Modul sehr gut geeignet.

Komplettgeräte verfügbar

Für schnelles Design-In und Tests bietet die solvimus GmbH auch komplette Pegelwandler an, welche sich dank des Gehäuses für die Hutschienenmontage eignen.

Die Pegelwandler beinhalten neben einem Modul MBUS-M10 oder -M13 einen RS-232-Pegelwandler und eine galvanische Trennung zwischen M-Bus und der seriellen Schnittstelle. LEDs an der Vorderseite zeigen die Busaktivität an. Versorgt wird der Pegelwandler mit 24VDC.

Der Pegelwandler kann so einfach an den PC angeschlossen werden, um Zähler direkt mit einer Herstellersoftware anzusprechen, auszulesen oder zu programmieren.