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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Datenübertragung über < 30 Meter bei ungefähr 115k Baud


Autor: mr.chip (Gast)
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Hallo

Um mein Display (Beitrag "Taktsignal über 5 Meter" ) auch 
mit Daten versorgen zu können, benötige ich eine Möglichkeit, mit 
ungefähr 115k Baud über bis zu 30 Meter vom PC ans Display zu senden.

Ich denke primär an RS-485 über ein möglichst günstiges Kabel und 
galvanisch getrennt.

Ist das so grundsätzlich denkbar und sinnvoll? Worauf muss man achten? 
Gibt es eventuell einen Baustein, der möglichst alles integriert 
erledigt?

Gruss
Michael

Autor: Ahem (Gast)
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Warum nicht? Guck doch mal bei google. Da stehts.

Autor: Peter (Gast)
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Ja, das geht! Ich habe über ein einzelnes ungeschirmmtes 120-Ohm 
Aderpaar 115200 Baud über 300 Meter hingekriegt, und das sogar 
Fullduplex! Ich guck mal, ob ich die Schaltung noch irgendwo finde...

Autor: aha (Gast)
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Die richtigen Treiber - trivial.

Autor: Peter S. (psavr)
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Anbei die versprochene Schaltung...

Funktioniert super, 115200 Baud über >300m in beide Richtung, über 
billiges, ungeschirmtes 2-adriges Kabel (Impedanz ca. 120 Ohm)

Gruss Peter

Autor: Stefan May (smay4finger)
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Bei 300 Metern hast Du keine Probleme mit Ausgleichströmen? Bei der 
Entfernung würde ich das Risiko nicht eingehen und noch zusätzlich 
Optokoppler spendieren.

mfg, Stefan.

Autor: Peter S. (psavr)
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>Bei 300 Metern hast Du keine Probleme mit Ausgleichströmen? Bei der
>Entfernung würde ich das Risiko nicht eingehen und noch zusätzlich
>Optokoppler spendieren.

Die Clampingdioden waren ausreichend!

Es gibt aber auch was Pfannenfertiges inkl. Optokopler von Maxim: 
Max1480/Max1490, siehe beigefügtes Datenblatt.

Autor: Peter S. (psavr)
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Das Dateblatt ist mit 2 MByte offenbar zu gross, (so ein Schwachsinn!) 
Daher halt als Link: 
http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX1480A-MAX1490B.pdf

Autor: Stefan May (smay4finger)
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Naja Peter, Du mußt den Plattenplatz ja nicht bezahlen.

Autor: mr.chip (Gast)
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Danke schonmal für die Tipps. Besonders interessieren würde mich, ob man 
eine galvanische Trennung machen sollte oder nicht. Und wenn ja - auf 
beiden Seiten der Leitung?

Autor: aha (Gast)
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Naja. Eine Leitung kann in einem Gebaeude verlaufen, in einer 
Industrieanlage, ueber ein Feld, usw. Die Verhaeltnisse sind jeweils 
anders. Zum Einen kann es Gleichtaktspannungen auf den GND geben, wenn 
ein grosser Motor anlaeuft, zum Anderen kann dan Kabel als Antenne 
wirken. Und im schlimmsten Fall als Blitzableiter.

Autor: mr.chip (Gast)
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> Eine Leitung kann in einem Gebaeude verlaufen, in einer
> Industrieanlage, ueber ein Feld, usw.

Typischerweise im Gebäude - z.B. auch als Dekoration für 
Veranstaltungen. Die können aber auch schonmal draussen stattfinden. 
Also wohl eher ein ja für die galvanische Trennung? Wie bereits gefragt: 
Macht man die auf beiden Seiten? Für kleine Störungen ist das wohl nicht 
notwendig, aber wenn es mal richtig kracht...?

Autor: Gast (Gast)
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@Peter S.

Damit hier keine Irrtümer aufkommen, Deine Schaltung arbeitet nur 
halbduplex.

Autor: Peter S. (psavr)
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@Gast

>@Peter S.
>Damit hier keine Irrtümer aufkommen, Deine Schaltung arbeitet nur
>halbduplex.

Oh nein, die Schaltung funktioniert im echten Vollduplex, sie kann 
senden und zeitgleich auch empfangen. Und dies im Gegensatz zum Maxim IC 
sogar über ein einzelnes Adernpaar. Es ist sozusagen eine RS-485 
Gabelschaltung.

Guck Dir die Schaltung mal genau an, des eigene Sendesignal wird am 
Empfänger kompensiert! Die Schaltung funktioniert fehlerfrei, solange 
die Streckendämfung kleiner ist als die Reflexion.

Autor: Peter S. (psavr)
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Wie schon gesagt, bei 30m reichen die Dioden längstens! 
EMV-Verbesserungen oder sogar einen Blitzschutz kriegst Du auch mit 
Optokoppler nicht hin!

Aber warum einfch, wenn's auch kompliziert geht..?

Autor: mr.chip (Gast)
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Hmm...auf die Gefahr hin, dass ihr mich jetzt auslacht: Aber muss die 
Masse bei RS-422/RS-485 mitgeführt werden?

Und gibt es irgend eine Möglichkeit, den Transceiver auf PC-Seite vom PC 
versorgen zu lassen? (Auf eine saubere Art und Weise.) Oder spricht 
etwas dagegen, einfach eine Vierdrahtleitung zu nehmen und den 
PC-seitigen Transceiver direkt vom Empfänger speisen zu lassen? (Die 
Distanz ist zwar gross, aber der Stromverbrauch beim Transceiver sollte 
sich ja in Grenzen halten.)

Autor: Peter S. (psavr)
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>Hmm...auf die Gefahr hin, dass ihr mich jetzt auslacht: Aber muss die
>Masse bei RS-422/RS-485 mitgeführt werden?

Nein. Bei EMV-Mässig lärmiger Umgebung könnte jedoch eine Masse als 
Abschirmung nützlich sein. Wenn Du ein Ethernet-Kabel oder 4-Draht 
Telefonkabel verwendest, hast Du sowieso noch genügend freie Drähte um 
eine Speisespannung mit zu ziehen.

Vom RS232 des PC kannst Du keine verlässliche Speisung beziehen, mit 
Tricks könnte man zwar was basteln, wenn die Schaltung mit wenigen 
MilliAmps auskommt. (ich würd's aber nicht tun)

Vom USB-Stecker kriegst Du jedoch ausreichend Strom. Wenn Du ein USB-Com 
Baustein als RS232 Ersatz verwendest, hast Du zugleich beides, eine 
zusätzliche Com-Schnittstelle und auch eine 5V Speisung...

(Siehe z.B: 
http://www.chip45.com/download/Infosheet_littleUSB... )

Autor: Stefan May (smay4finger)
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Der TO hat angegeben, daß er den Bus in wechselnden Umgebungen verwenden 
will. Da würde ich ihm empfehlen Optokoppler einzubauen. A) ist eine 
galvanische Trennung nicht wirklich teuer, und B) ist er damit auf der 
sicheren Seite. Wäre doch wirklich saublöd, wenn der Bus in Umgebung A 
funktioniert und in Umgebung B nicht oder nur unzureichend.

Und @Peter: Die Dioden mögen in Deiner Installation gut funktionieren. 
Damit scheinst Du allerdings eine relativ saubere Umgebung zu haben. Bei 
meinem Brötchengeber sind Potentialunterschiede von mehreren 100Volt 
auch auf kurzen Distanzen üblich, verursacht durch starke Magnetfelder. 
Ohne galvanische Trennung läuft da nix.

mfg, Stefan.

Autor: Gast (Gast)
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>Guck Dir die Schaltung mal genau an, des eigene Sendesignal wird am
>Empfänger kompensiert!

Ich stelle mir die Situation vor, wo die Gegenstelle ein break-Signal 
ausgibt und von diesem 232-422 Konverter den Befehl zum Abschalten des 
break-Zustandes wartet. Vielleicht bin ich zu blöd.

Autor: Peter S. (psavr)
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Ich habe ja auch nie geschrieben, dass die Schaltung für das RS-422/485 
Protokoll ist! Es ist einfach eine Punkt zu Punkt Verbindung um ein 
RS232 Signal über eine lange, symmetrische 2-Drahtleitung zu übertragen!

Die Schaltung läuft bei mir prima, vollduplex bei 115200 kBit über 300m, 
(Indoor und Outdoor) und hatte noch nie Probleme mit EMV, Störungen oder 
Potentialströme! Ich habe sie gepostet um dem OT eine mögliche Lösung zu 
bieten, er kann sie verwenden oder auch nicht.

Skeptiker die Befürchtungen haben, es gäbe Probleme ohne Optokoppler, 
sollen das erst mal beweisen! Ich habe es mir zu Gewohnheit gemacht, 
keine Probleme zu lösen die nicht bestehen...

Autor: Stefan May (smay4finger)
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> Skeptiker die Befürchtungen haben, es gäbe Probleme ohne Optokoppler,
> sollen das erst mal beweisen! Ich habe es mir zu Gewohnheit gemacht,
> keine Probleme zu lösen die nicht bestehen...

Ich habe ja geschrieben, daß so eine Verbindung bei uns aufgrund der 
hohen Potentialunterschiede nicht funktionieren würde. Ich kann Dir das 
gerne mal zeigen, wenn Du zufällig in Hamburg wohnst. Zwischen zwei 
Schränken keine 20 Meter entfernt besteht eine Potentialdifferenz von 
140 Volt. Naja, zwischen den Schränken ist ein Teilchenbeschleuniger, 
aber ich denke Du verstehst, was ich meine.

Daß die Schaltung grundsätzlich bei Dir funktioniert, daran habe ich 
keinen Zweifel. Mir persönlich wäre das bei den Kabellängen zu kitzlig. 
:-)

Könntest Du aber mal näher erläutern, warum die Schaltung überhaupt 
Full-Duplex funktioniert? Ich hab das nicht so ganz verstanden.

mfg, Stefan.

Autor: Peter S. (psavr)
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Naja, die meisten Anwender werden wohl nicht gerade einen 
Teilchenbeschleuniger nebenran stehen haben   ;o)

Anbei noch eine Erklärung zur Funktion der Schaltung, diese setzt 
natürlich voraus, dass am anderen Leitungsende ein identischer 
Transmitter angeschlossen ist.

Autor: Gast (Gast)
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@Peter S.

Auch wenn die Schaltung so funktioniert, gefallen tut sie mir nicht.
Den zusätzlichen Aufwand würde ich eher in galvanische Trennung stecken, 
oder wenn diese entfallen soll, die RS232-Signale direkt verwenden und 
jeweils am Empfänger mit 130 Ohm abschließen. Gemäß einer TI-AppNote 
sind damit ('188+'189) gut 500m mit 115kBit erreichbar.

Wenn, wie oben geschrieben, nur der PC eine Datenausgabe veranstaltet 
(RS232), wäre am Display lediglich ein schneller Optokoppler für den 
Dateneingang notwendig.

Autor: Peter S. (psavr)
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>Auch wenn die Schaltung so funktioniert, gefallen tut sie mir nicht.
>Den zusätzlichen Aufwand würde ich eher in galvanische Trennung stecken,
>oder wenn diese entfallen soll, die RS232-Signale direkt verwenden und
>jeweils am Empfänger mit 130 Ohm abschließen.

Asymetrische Signale sind aber störungsanfälliger als symmetrische 
Signale, zudem brauchst Du dann mindestens 3 Adern

Autor: Stefan May (smay4finger)
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Das sehe ich auch wie Peter. Selbst bei 30m lohnt es sich, auf 
symetrische Signale zu gehen. Bei 300m ist es schon fast Pflicht.

mfg, Stefan

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