Güneş Enerji Sistemlerinde (GES), sensörlerin doğru ve güvenilir veri iletimi büyük önem taşır. Ancak çoğu zaman göz ardı edilen bir detay, sensör ile kontrol birimi arasındaki kablo uzunluğu ve toprak bağlantısıdır. Özellikle PT1000 sıcaklık sensörleri, rüzgâr sensörleri gibi hassas ölçüm yapan cihazlarda, uzun kablo mesafeleri ciddi sinyal zayıflamalarına veya iletişim hatalarına neden olabilir.
Bu yazımızda, kablo uzunluğunun sensör sinyali üzerindeki etkilerini, kullanılan haberleşme yöntemlerine göre değerlendirecek, ayrıca zayıflamayı önlemek için alınabilecek pratik çözümleri paylaşacağız.
Kablo Uzunluğu Sensör Sinyalini Nasıl Etkiler?
Uzayan kablo, elektriksel olarak bir rezistans (R), kapasitans (C) ve indüktans (L) oluşturur. Bu durum aşağıdaki olumsuz etkilere yol açabilir:
- Gerilim düşüşü: Analog çıkış sinyallerinde ölçülen değerde sapmalar görülür.
- Parazit etkisi: Ortamdaki elektromanyetik girişimler sensör sinyaline karışabilir.
- Zaman gecikmesi ve veri kaybı: Dijital protokollerde iletim kalitesi bozulur.
Özellikle uzun mesafeli saha uygulamalarında, kullanılan haberleşme türü bu etkilerin ne derece hissedileceğini doğrudan belirler.
Analog Haberleşmede (4-20 mA vs 0-10V) Kablo Uzunluğu
4-20 mA Sinyaller
- Akım tabanlı olduğu için kablo direnci sinyal kalitesini çok az etkiler.
- Uzun mesafeler için idealdir. 1000 metreye kadar güvenli iletim sağlanabilir.
0-10V Sinyaller
- Gerilim tabanlıdır. Kablo direncinden doğrudan etkilenir.
- 50-100 metrenin ötesinde hassasiyet kaybı yaşanabilir.
- 0-10V sinyalde kablo mesafesi arttıkça voltaj düşüşü mutlaka hesaplanmalıdır.
Dijital Haberleşmede (Modbus RTU) Kablo Uzunluğu
Modbus RTU, sahada çokça tercih edilen RS485 tabanlı bir protokoldür.
- Diferansiyel sinyal yapısı sayesinde uzun mesafeye dayanıklıdır.
- 9600 bps gibi düşük baud rate ile 1000 metrenin üzerinde iletişim sağlanabilir.
- Ancak topoloji, sonlandırma direnci ve kablo kalitesi büyük rol oynar.
SevenSensor olarak RS485 tabanlı tüm sensörlerimizde Modbus RTU kullanarak saha ile merkezi sistem arasında güvenli veri iletimi sağlıyoruz. Tüm meteorolojik sensörlerimize buradan göz atabilirsiniz.
Sinyal Zayıflamayı Önleme ve Koruma Yöntemleri
SEVEN tarafından size önerilen kabloları kullanmanızı öneriyoruz. Sensörlerimizde kullanılan kablolarda; ek yapılmasını, kablo kalkanının açıkta bırakılmasını veya doğru topraklama yapılmaması gibi durumları kesinlikle önermiyoruz.
1. Uygun Kablo Seçimi
- Kalkanlı (shielded) kablo kullanarak elektromanyetik girişimi azaltılabilir.
- Düşük dirençli ve yüksek kaliteli bakır kabloları tercih edilebilir.
2. Sonlandırma Direnci Kullanımı (Modbus RTU)
- Ağın başı ve sonuna 120 ohm direnç ekleyerek yansımalar önlenebilir.
- Topolojiye uygun bağlantılar kullanılmalıdır. Örneğin daisy chain bağlantı tercih edilmeli, yıldız topolojiden kaçınılmalıdır. Bu topolojiler ile ilgili makalemize buradan ulaşabilirsiniz.
3. Toprakla Koruma
- Kablonun kalkanı tek bir noktadan toprağa bağlanmalıdır.
- Kablolara kesinlikle ek yapılmamalı veya kablo kalkanı açıkta bırakılmamalıdır.
- SEVEN Sensörlerini aşağıda örnek olarak gösterilen 3S-TP-MB-A Termopil Piranometrede olduğu gibi tüm sensörlerimizde siyah kablo bağlantısını koruyucu toprak bağlantısı yapılmalıdır. 3S-TP-MB-A Termopil Piranometre, RS485 ile 1200 metrelik kabloda dahi başarıyla test edildi. Topraklama ve direnç kuralları uygulandığında %0.2 hata oranı ile çalıştı.
Kablo uzunluğu, kablolara ek yapmak, kablonun toprak ucunu açık bırakmak, toprak bağlantısının yapılmaması çoğu zaman göz ardı edilen ama saha uygulamalarında ciddi sonuçlara yol açabilen bir parametrelerdir. Analog ve dijital haberleşme yöntemlerine göre farklı etkiler görülse de, doğru kablo seçimi ve koruma önlemleri ile bu sorunlar kolayca kontrol altına alınabilir.
Seven Sensor olarak, meteoroloji sensörlerini analog ve RS485/Modbus çözümlerimizde saha şartlarına uygun bağlantı yöntemlerini mühendislerimizle sunuyoruz. Daha fazla bilgi almak için bizimle iletişime geçebilirsiniz.
Sık Sorulan Sorular (SSS)
1.Kablo uzunsa hangi sinyal türünü seçmeliyim?
4-20 mA veya Modbus RTU tercih edin. 0-10V sistemlerde 50 metreyi geçmemek daha güvenlidir.
2.Modbus hattına neden direnç takıyoruz?
Uzun kablolarda oluşan sinyal yansımalarını önlemek için sonlandırma dirençleri şarttır.
3.Kabloda ek yaparsam ne olur?
Ek yerlerinde empedans değişir. Bu da veri kaybına veya sensör okumalarında sapmalara neden olur.