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NOVEMBRE 2022 FIELDBUS & NETWORKS 33 Fieldbus & Networks questo tipo crea problemi non indifferenti di in- tegrità dei segnali. Se infatti l’alimentazione è la tensione di rete a 230 V, per esempio, è neces- saria un’attenta schermatura dei conduttori che trasportano il segnale digitale. Soluzioni di questo tipo sono adottate, per esempio, dall’industria au- tomobilistica per i sistemi di ricarica dei veicoli a trazione elettrica. Una seconda soluzione consiste nell’utilizzare un cavo dati multi-filare e dedicare una o più coppie inutilizzate di conduttori per portare potenza ai di- spositivi da alimentare. Si tratta di una soluzione qualitativamente identica al caso precedente, con l’aggiunta complicazione che i cavi pensati per le sole comunicazioni hanno una capacità di corrente limitata. Il ricorso a un cavo standard rappresenta comunque una soluzione più economica, quando le potenze ammesse siano sufficienti. La terza soluzione, quella più interessante dal punto di vista tecnico ed economico, consiste nell’utiliz- zare gli stessi conduttori per trasportare tanto il segnale dati, quanto l’alimentazione. Si tratta di una soluzione che è già stata utilizzata in passato per trasmissioni dati a bassa velocità (audio telefo- nico o audio hi-fi) e che è stata riproposta in tempi più recenti per le comunicazioni dell’era digitale. Alcune soluzioni prevedono la sovrapposizione del segnale dati sul cavo originariamente adibito al trasporto di potenza, come nel caso di Broadband over Power Line, o Ethernet over Power Line, men- tre altre iniettano l’alimentazione su un cavo nato per trasmettere dati digitali (Power over Ethernet, Power over Data Line, Power over Coax). Sono que- ste ultime le soluzioni di interesse per l’utilizzatore industriale. Ethernet gioca un ruolo di primo piano nel mondo delle comunicazioni industriali, specialmente nelle sue varianti su doppino intrecciato. I cavi UTP e STP utilizzati offrono 4 coppie di conduttori che per al- cuni standard rimangono parzialmente inutilizzate. Questi doppini possono allora essere dedicati al trasporto di potenza in soluzioni che risultano par- ticolarmente semplici da implementare, potendo utilizzare circuiti separati. Quando non siano disponibili doppini liberi, o semplicemente se si decide di utilizzare un sin- golo doppino, la condivisione di segnale dati e po- tenza è inevitabile e diventa necessario ricorrere a dei filtri per miscelare e separare i segnali dati e l’alimentazione. Nella loro forma più semplice e idealizzata questi filtri si riducono a un conden- satore per il blocco della corrente continua e a un induttore che inibisce il passaggio del segnale ad alta frequenza. Dati Alimentazione Dati Alimentazione Dati + Alimentazione Conduttori Separati in cavo custom Conduttori Separati in cavo standard Conduttori condivisi (a) (b) (c) Conduttori Separati Conduttori Condivisi (b) (a) Sensore Attuatore SerDes Reg Vcc GND Choke Sensore Attuatore SerDes Reg Vcc GND DATI DATI ALIMENTAZIONE ALIMENT. Tre modi di trasportare potenza e dati con un unico cavo: a) cavi custom che racchiudono in un’unica guaina il cavo dati e i conduttori di potenza; b) utilizzo di un doppino di un cavo dati standard per portare l’alimentazione (ci sono diverse varianti di questa soluzione); c) sovrapposizione di alimentazione e segnale dati sullo stesso doppino Quando non viaggiano su conduttori separati, come esemplificato in (a), il segnale dati e l’alimentazione sono comunque separati da un ampio intervallo di frequenze ed è, in linea di principio, possibile miscelarli e separarli per mezzo di semplici filtri induttivi e capacitivi (b)