# Bustopologie und Verkabelung
Warnung: Die Installation und Konfiguration von Voldeno-Modulen umfasst Arbeiten an elektrischen Betriebsmitteln. Eine unsachgemäße Installation kann zu Geräteschäden, elektrischen Gefahren und Personenschäden führen.
# Überblick
Der Voldeno Bus ist ein verteiltes Steuerungsnetzwerk, das alle Module innerhalb eines Voldeno Smart-Home-Systems verbindet. Er stellt die Spannungsverteilung (24 V), die Masseverbindung und einen schnellen CAN-FD-Kommunikationsbus (Controller Area Network with Flexible Data-rate) mit dem proprietären Voldeno-Nachrichtenprotokoll bereit, für den koordinierten Betrieb von Beleuchtung, Klima, Sicherheit, Energiemanagement und weiteren intelligenten Funktionen.
# Wesentliche Merkmale
| Parameter | Spezifikation |
|---|---|
| Protokoll | CAN-FD-Bus mit proprietärer Voldeno-Nachrichtenspezifikation |
| Betriebsspannung | 24 V DC |
| Architektur | Lineare Reihenschaltung (Daisy-Chain, keine Schleifen) |
| Maximale Modulanzahl | 40 pro einzelnem Voldeno Bus |
| Maximale Buslänge | 300 Meter gesamt |
| Terminierung | Zwei 120-Ω-Widerstände an den Busenden (60 Ω effektive Busimpedanz) |
| Maximale Stichleitungslänge | 1 Meter |
# Busstecker und Verkabelungsspezifikation
# Steckerausführung
Jedes Voldeno-Modul verfügt über einen einzigen Busstecker mit vier Klemmenpaaren. Jedes Klemmenpaar nimmt zwei Leiter auf, im Folgenden als Input (linke Position) und Output (rechte Position) bezeichnet. Obwohl intern elektrisch gebrückt (durchgehende Verbindung), vereinfacht diese Input/Output-Konvention die Reihenschaltung und dient als visuelle Orientierung für eine saubere Installationspraxis.
| Klemmenpaar | Funktion | Input (links) | Output (rechts) |
|---|---|---|---|
| 24V | 24-V-Spannungsversorgung | 24-V-Eingang | 24-V-Ausgang |
| GND | GND (Masse) | GND-Eingang | GND-Ausgang |
| BUS+ | CAN-High-Signal | CAN-High-Eingang | CAN-High-Ausgang |
| BUS- | CAN-Low-Signal | CAN-Low-Eingang | CAN-Low-Ausgang |
Empfehlung: Verwenden Sie einen angemessen bemessenen Leiterquerschnitt sowohl für die beiden CAN-Signalleiter (CAN+/CAN−) als auch für die 24-V-Spannungsverteilung. Empfohlen wird 0,5 mm² (20 AWG) Kupferleiter, für eine einfachere Push-in-Verdrahtung im Stecker und zur Minimierung des Spannungsabfalls.
Der für den Voldeno Bus in hutschienenmontierten Modulen verwendete Stecker ist der WAGO 235-454/331-000.
Die Klemmenparameter dieses Steckers sind:
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Anschlusstechnik | Push-in |
| Öffnen der Klemme | Drücker |
| Eindrähtiger Leiter | 0,2 … 0,75 mm² / 24 … 18 AWG |
| Abisolierlänge | 9 … 10 mm / 0,35 … 0,39 in |
# Bustopologie und Randbedingungen
# Lineare Reihenschaltung (Daisy-Chain)
Der Voldeno Bus arbeitet als lineare, verzweigungsfreie Topologie:
Anschlussmethode: Jedes Modul erhält Spannung und Bussignale vom vorgelagerten Modul (Input-Klemmen) und gibt sie an das nachgelagerte Modul (Output-Klemmen) weiter, sodass eine lineare Kette entsteht.
Steckerausrichtung: Achten Sie bei der Installation auf eine einheitliche Ausrichtung. Leiteranschlüsse dürfen niemals vertauscht werden: Spannungsversorgung, also 24 V / GND, darf nicht an Signalklemmen gelegt werden und umgekehrt.
# Topologieregeln
-
Keine Schleifen: Der Bus darf keine geschlossene Schleife bilden. Der Startpunkt (erstes Modul) und der Endpunkt (letztes Modul) dürfen niemals direkt miteinander verbunden sein.
-
Keine Verzweigung: Alle Module müssen in einer einzigen linearen Abfolge verbunden sein. Abzweige oder Stichleitungen von der Hauptbusleitung sind nicht zulässig.
-
Keine unterminierten Stichleitungen: Jeder Anschlusspunkt, der nicht zu einem Modul führt, muss ordnungsgemäß terminiert sein. Alle Verzweigungen und Verbindungen müssen möglichst kurz sein (siehe die Stichleitungsvorgabe unten).
# Abstands- und Modulbeschränkungen
Maximale Buslänge: 300 Meter gesamt, gemessen entlang des gesamten Kommunikationsbusses vom ersten bis zum letzten Modul. Die Länge der Versorgungsleitungen ist durch den Spannungsabfall begrenzt und muss durch Prüfung der Spannungspegel an den Modulklemmen kontrolliert werden (auch über Voldeno Studio überprüfbar).
Maximale Modulanzahl: 40 Module an einem einzelnen Voldeno Bus.
Maximale Stichleitungslänge: maximal 1 Meter für jeden Abzweig oder jede Zwischenverbindung, die nicht direkt an ein Modul angeschlossen ist. Diese Vorgabe sichert die Signalintegrität und minimiert Reflexionen im CAN-FD-Netzwerk.
Definition einer Stichleitung: Eine Stichleitung ist jeder Leiter oder Verbindungsabzweig, der von der Hauptbusleitung ausgeht.
Beispiele dafür sind:
- Zuleitungen zu zwischengeschalteten Terminierungswiderständen
- Anschlüsse an Messpunkte
- Anschlüsse überbrückter Module
- Verzweigungen der Spannungsverteilung, die nicht Bestandteil der Reihenschaltung sind
Folge einer Verletzung: Das Überschreiten der Stichleitungslängen führt zu Signalreflexionen, Verfälschung von CAN-Nachrichten, Ausfällen der Buskommunikation und möglicherweise zu einer systemweiten Fehlfunktion.
# Busterminierung
# Überblick zur Terminierung
CAN-FD ist ein differentieller Signalbus. Ohne ordnungsgemäße Terminierung treten an den Busenden Signalreflexionen auf, die Spannungsüberschwinger, Signalverschlechterung und Kommunikationsfehler verursachen. Der Voldeno Bus erfordert eine doppelte 120-Ω-Terminierung (je eine an jedem Ende, woraus 60 Ω Gesamtleitungsimpedanz resultieren), um die Signalintegrität zu wahren.
Die Busterminierung ist in jedem hutschienenmontierten Voldeno-Modul integriert und wird über einen physischen Schalter gesteuert, sodass keine externen Terminierungswiderstände erforderlich sind.
# Lage des Terminierungsschalters
Jedes hutschienenmontierte Voldeno-Modul enthält eine integrierte Terminierung, die über einen physischen Schalter gesteuert wird. Die Lage dieses Schalters hängt von der Modulbauform ab:
| Modultyp | Schalterlage |
|---|---|
| 4-DIN-Modul | Unterseite des Modulgehäuses |
| 2-DIN-Modul | Rechte Seite des Modulgehäuses |
| 4-DIN Terminierung EIN | 2-DIN Terminierung EIN |
|---|---|
 |  |
| 4-DIN Terminierung AUS | 2-DIN Terminierung AUS |
|---|---|
 |  |
# Schalterstellungen der Terminierung
- Linke Stellung: Terminierung EIN (Widerstand mit den Busleitungen CAN+ und CAN- verbunden)
- Rechte Stellung: Terminierung AUS (offener Stromkreis, Widerstand abgeklemmt)
# Korrekte Terminierungskonfiguration
Anforderung: Der Voldeno Bus muss an genau zwei Stellen terminiert sein, je eine an jedem physischen Ende des Busses:
- Das erste Modul der Reihenschaltung (physisch am nächsten zur Spannungsversorgung)
- Das letzte Modul der Reihenschaltung (physisch am weitesten von der Spannungsversorgung entfernt)
Konfigurationsschritte:
- Bestimmen Sie das erste und das letzte Modul in Ihrer linearen Reihenschaltung.
- Stellen Sie den Terminierungsschalter am ersten Modul auf die linke Stellung (EIN).
- Stellen Sie den Terminierungsschalter am letzten Modul auf die linke Stellung (EIN).
- Stellen Sie den Terminierungsschalter an allen dazwischenliegenden Modulen auf die rechte Stellung (AUS).
Terminierungswiderstand: Bei korrekt terminierten Enden (zwei 120-Ω-Widerstände parallel über dem differentiellen Paar) beträgt die effektive Leitungsimpedanz 60 Ω. Das passt zur Wellenimpedanz der CAN-FD-Übertragungsleitung und gewährleistet optimale Signalqualität.
Folgen einer falschen Terminierung:
- Keine Terminierung (beide Schalter AUS): Signalreflexionen, Kommunikationsfehler und mögliche Busblockade.
- Nur einseitige Terminierung: asymmetrisches Signalverhalten, unzuverlässige Kommunikation, sporadische Modulausfälle.
- Terminierung an einem Zwischenmodul: Impedanzfehlanpassung, Signalreflexion an mehreren Stellen, Busausfall.
# Installationsschritte
# Schritt 1: Spannungsfrei schalten
Stellen Sie sicher, dass die 24-V-Spannungsversorgung des Voldeno Busses ausgeschaltet und getrennt ist. Prüfen Sie mit einem Multimeter, dass an den Klemmen des Bussteckers keine Spannung anliegt.
# Schritt 2: Modulreihenfolge festlegen
Ordnen Sie alle Module in der physischen Reihenfolge an, in der sie am Bus liegen werden, vom Einspeisepunkt der Spannungsversorgung bis zum entferntesten Modul. Stellen Sie sicher, dass die gesamte Leitungslänge 300 Meter nicht überschreitet.
# Schritt 3: Terminierungsschalter konfigurieren
Stellen Sie zunächst alle Terminierungsschalter auf die rechte Stellung (AUS). Das erste und letzte Modul passen Sie an, nachdem Sie die vollständige Kette bestätigt haben.
# Schritt 4: Spannung anschließen (24 V/GND)
Um den Spannungsabfall zu minimieren und die Stabilität unter Last zu verbessern, verteilen Sie 24 V/GND nicht per Reihenschaltung über den gesamten Voldeno Bus. Speisen Sie stattdessen jede Schaltschrankreihe (oder Gruppe physisch benachbarter Module) über eine eigene 24-V-DC-Einspeisung und schalten Sie nur innerhalb dieser Reihe (oder Gruppe) in Reihe.
Beginnen Sie an jeder Schaltschrankreihe:
- Führen Sie eine eigene 24-V-DC-Einspeisung (Plus und GND-Rückleiter) von der Spannungsversorgung (oder von einem abgesicherten Verteilerblock) zum ersten Modul der Reihe.
- Verbinden Sie den Pluspol der 24-V-Versorgung mit der Input-Klemme (links) des 24-V-Paars am ersten Modul dieser Reihe.
- Verbinden Sie den negativen Ausgang der Spannungsversorgung (GND-Rückleiter) mit der Input-Klemme (links) des GND-Paars am ersten Modul dieser Reihe.
- Schalten Sie nur innerhalb derselben Reihe in Reihe: Verbinden Sie die 24-V-Output-Klemme (rechts) von Modul N mit der 24-V-Input-Klemme (links) von Modul N+1 (für Module in derselben Reihe).
- Schalten Sie nur innerhalb derselben Reihe in Reihe: Verbinden Sie die GND-Output-Klemme (rechts) von Modul N mit der GND-Input-Klemme (links) von Modul N+1 (für Module in derselben Reihe).
- Lassen Sie am letzten Modul der Reihe die Output-Klemmen (rechts) für 24 V und GND frei oder verschlossen/isoliert.
Wiederholen Sie die obigen Punkte für jede weitere Schaltschrankreihe, sodass jede Reihe ihre eigene Einspeisung erhält. So verringert sich der Strom entlang jeder einzelnen Reihenkette und damit der Spannungsabfall.
Falls die gesamte von den Modulen benötigte Leistung größer ist, als eine Spannungsversorgung liefern kann, setzen Sie mehrere Netzteile ein und stellen Sie sicher, dass ihre Massen verbunden sind.
# Schritt 5: CAN-Bussignale anschließen
Nach einem Reihenschaltungsmuster:
- Verbinden Sie die CAN+-Input-Klemme (links) von Modul 1 mit der CAN+-Signalquelle (typischerweise von einem Gateway oder einer primären Steuerung).
- Verbinden Sie die CAN−-Input-Klemme (links) von Modul 1 mit dem CAN−-Signalrückleiter.
- Fahren Sie entlang der Kette fort: Verbinden Sie die CAN+- und CAN−-Output-Klemmen (rechts) von Modul N mit den Input-Klemmen von Modul N+1.
- Lassen Sie am letzten Modul die CAN+- und CAN−-Output-Klemmen frei oder isoliert verschlossen.
# Schritt 6: Terminierung für erstes und letztes Modul konfigurieren
- Suchen Sie den Terminierungsschalter am ersten Modul der Kette.
- Bringen Sie den Schalter in die linke Stellung (EIN).
- Suchen Sie den Terminierungsschalter am letzten Modul der Kette.
- Bringen Sie den Schalter in die linke Stellung (EIN).
- Prüfen Sie, dass alle dazwischenliegenden Module den Schalter in der rechten Stellung (AUS) haben.
# Schritt 7: Einschalten und Kommunikation prüfen
- Schalten Sie die 24-V-Versorgung ein.
- Lassen Sie die Module hochfahren (typischerweise 2 bis 5 Sekunden).
- Prüfen Sie mit Voldeno Studio oder der mobilen App, dass alle Module in der Liste der verbundenen Geräte erscheinen.
- Testen Sie mindestens eine Steuerfunktion (z. B. ein Relais umschalten), um die bidirektionale Kommunikation zu bestätigen.
# Schritt 8: Systemtest durchführen
Führen Sie über Voldeno Studio eine vollständige Systemdiagnose durch, um zu prüfen, dass alle Module auf Befehle reagieren, die Sensorwerte korrekt sind und keine Kommunikationsfehler gemeldet werden.