Waarom je netwerk op een punt gevoed moet worden

Een NMEA 2000-netwerk krijgt zijn stroom via een power-T op één plek in de backbone. Voed je op twee punten, dan gaan er stromen lopen die niet door de aders horen te lopen maar door de afscherming, en dat levert storingen op die zich als willekeurige uitvallers voordoen. Eén voedingspunt, zo dicht bij het midden van je backbone als je kunt.

De korte versie

Een NMEA 2000-backbone voert twee dingen tegelijk: data over een aderpaar en 12 volt over een tweede aderpaar, allemaal in dezelfde kabel met een gemeenschappelijke afscherming. Die stroom komt op precies één plek het netwerk binnen, via een T-stuk met een voedingsaansluiting dat meestal power-T wordt genoemd.

Dat er maar één voedingspunt mag zijn, is geen fabrikantengril. Het volgt uit hoe het netwerk zijn referentie opbouwt. Zodra je op twee plekken 12 volt aansluit, ontstaat er een pad waarlangs stroom kan rondlopen buiten de bedoelde aders om, en de datalijn verliest de rustige referentie die hij nodig heeft.

Hoe het werkt

De afscherming is de referentie, niet de retourleiding

In een NMEA 2000-kabel zit een afscherming die op één punt met de massa verbonden is. Die afscherming is bedoeld als referentie en als bescherming tegen storing van buiten. Hij is niet bedoeld om stroom te vervoeren.

Sluit je op twee plekken een voeding aan, dan zijn er twee massaverbindingen. Tussen die twee punten zit vrijwel altijd een klein spanningsverschil, want je boordmassa is nergens perfect. Dat verschil drijft een stroom door de afscherming. Vanaf dat moment is je referentie geen rustig nulpunt meer maar een lijn waarover stroom loopt, en dus met een wisselend potentiaal.

Waarom dat zich als een raadsel voordoet

Het vervelende is dat dit zelden meteen alles stuk maakt. Het netwerk werkt, tot het net niet meer werkt. De symptomen zijn precies de soort die je gek maken:

• Een apparaat dat verdwijnt uit de device list en later weer opduikt.
• Data die wegvalt zodra je een andere verbruiker aanzet.
• Storing die alleen optreedt als de motor loopt.
• Een sensor die aan het uiteinde van de backbone problemen geeft en in het midden niet.

Wie in zo'n geval naar de sensor kijkt, zoekt op de verkeerde plek. Loop bij dit soort klachten altijd eerst na hoeveel voedingspunten je netwerk heeft.

Spanningsval over de backbone

Het tweede deel van het verhaal is spanningsval. Elke meter kabel heeft weerstand, en zodra er stroom loopt, blijft er onderweg spanning achter. Het apparaat aan het verste uiteinde ziet dus minder volt dan wat je bij de power-T aansluit.

Hoeveel dat is, hangt af van drie dingen: de stroom die je netwerk trekt, de lengte van de kabel en de dikte van de aders. De eerste twee kun je zelf beïnvloeden, de derde ligt vast in je kabeltype. De stroom die je trekt volgt uit je LEN-som, en hoe je die berekent staat in het artikel over LEN berekenen.

Waarom het midden de beste plek is

Hier zit de belangrijkste praktische winst. Voed je aan een uiteinde, dan moet alle stroom door de volledige lengte van je backbone. Voed je in het midden, dan splitst de stroom zich in twee helften die elk maar de helft van de kabel doorlopen. Je halveert daarmee zowel de stroom per kabeldeel als de afstand, en de spanningsval naar het verste apparaat wordt een stuk kleiner.

Met elektrisch midden wordt niet het meetkundige midden van de kabel bedoeld maar het punt waar de belasting aan beide kanten ongeveer gelijk is. Hangen al je sensoren voorin, dan schuift dat punt naar voren.

Voeden aan het uiteinde of in het midden

Wat dat in de praktijk betekent

Een gezonde voeding van je netwerk ziet er zo uit:

• Eén power-T, zo dicht bij het elektrische midden als je kunt.
• Een eigen gezekerde groep op je paneel, met een zekering die bij je kabel past.
• Een korte, dikke toevoer van het paneel naar de power-T, want de spanningsval daar telt ook mee.
• Twee terminators, één aan elk uiteinde van de backbone, want zonder die twee klopt de rest van het verhaal niet.
• Alle zware apparaten op eigen 12V, zodat de bus alleen sensoren voedt.

De misvattingen die je vaak hoort

"Twee voedingen is veiliger, want redundantie"

De gedachte is goed maar de uitvoering werkt zo niet. Wil je echt redundantie, dan heb je apparatuur nodig die de segmenten galvanisch scheidt en de voeding netjes overneemt. Twee power-T's naast elkaar levert geen redundantie op maar een storingsbron.

"Meer spanning helpt tegen spanningsval"

Je boordnet is 12 volt en dat verhoog je niet. Wat je wel kunt doen, is de stroom verkleinen door zware apparaten van de bus te halen, of de afstand verkleinen door de power-T te verplaatsen.

"Als alles in de lijst staat, is de voeding goed"

Een netwerk dat aan de kade netjes werkt, kan onderweg alsnog omvallen. De echte test is met motor aan, alle verbruikers aan en het liefst bij een lage accuspanning. Dat is het moment waarop een marginale voeding zich laat zien.

"De afscherming is toch ook massa"

Elektrisch lijkt dat zo, en dat is precies waarom deze fout gemaakt wordt. Het verschil zit in de bedoeling: een referentie mag geen stroom vervoeren. Zodra hij dat wel doet, is hij geen referentie meer.

Wat je hiermee kunt

Loop je backbone langs en tel je power-T's. Vind je er meer dan één, dan heb je je verklaring voor storingen die je nooit kon plaatsen, en is er werk te doen. Vind je er precies één, kijk dan of hij ongeveer in het midden van de belasting zit en of de toevoer ernaartoe kort en dik genoeg is.

Weet je niet meer hoe je netwerk loopt, begin dan bij je boordnetwerk in kaart brengen. Valt er een apparaat weg, gebruik dan apparaat niet in de device list. En wil je de basis onder dit alles nog eens teruglezen, dan staat die in NMEA 2000 uitgelegd.

Veelgestelde vragen