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Hallo, wie löse ich am besten folgendes Problem: Es soll ein Verbraucher (u.a. div. IC`s) mit einer Gleichspannung von bspw. 12V betrieben werden. Zwischen Versorgung und Verbraucher liegt ein längeres 2-adriges Kabel. Im Verbraucher wird ein digitales Signal (Messdaten) erzeugt. Dieses soll nun über die 2-adrige Versorgungsleitung wieder zurück zum Versorgungsmodul übertragen werden. Es ergibt sich prinzipiell also eine Überlagerung von Versorgungsspannung und Digitalsignal auf der Zuleitung. Auf Seite der Versorgungsspannung soll das Digitalsignal dann in geeigneter Weise wieder abgegriffen werden, um es einer nachfolgenden Weiterverarbeitung zuzuführen. (Versorgung also in die eine Richtung, Daten in die Gegenrichtung auf dem gleichen Kabel) Nun meine Frage: Wie kann soetwas schaltungstechnisch realisiert werden?
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Mehr Input: Mit welchem Strom rechnest du bei der 12 V Versorgung? Mit welcher Geschwindigkeit sollen/müssen die Daten übertragen werden? Welche Datenmengen sind zu erwarten? Wie lang ist Verbindung? Steht ein Mikrocontroller auf dem Versorgungsmodul zur Verfügung?
Autor:
Lothar Miller
(lkmiller)
(Moderator)
Datum:
> Wie kann soetwas schaltungstechnisch realisiert werden?
Mit einem Transistor die Stromaufnahme zyklisch ändern und an der
anderen Seite die Änderung der Stromaufnahme messen...
Dazu ist nicht ganz unwichtig, dass die restliche Schaltung entweder
konstant viel Strom verbraucht, oder der Stromverbrauch der restlichen
Schaltung mit berücksichtigt wird.
So ähnlich wie z.B. bei Zweidrahtsensoren 4-20mA.
Eine Konterfrage: Welche Datenrate willst du darüber fahren?
Datum:
Zu den Fragen: Martin schrieb: > Mit welchem Strom rechnest du bei der 12 V Versorgung? > Mit welcher Geschwindigkeit sollen/müssen die Daten übertragen werden? > Welche Datenmengen sind zu erwarten? > Wie lang ist Verbindung? > Steht ein Mikrocontroller auf dem Versorgungsmodul zur Verfügung? 1. Ich denke, ich bleibe zwischen 0 und 500 mA. 2. Datenübertragungsgeschwindigkeit: max. einige KBit/s 3. Zu erwartende Datenmenge: einige 16 Bit Wörter pro Zyklus (20ms) 4. Verbindungslänge: max. 100m über 2-adriges AWG24 UTP 5. µC im Versorgungsmodul ist kein Problem (Verbraucherseite muss möglichst kompakt werden -> SMD??) Zyklische Änderung der Stromaufnahme schließe ich mal aus.
Datum:
... Zyklische Änderung der Stromaufnahme schließe ich mal aus. ... Meinst du jetzt den Vorschlag von Lothar (den ich auch empfehlen würde)?
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Ja genau, den Vorschlag schließe ich aus, da momentan noch nicht bekannt ist, wie sich der Stromverbrauch der Komponenten im Verbraucher verhalten wird.
Autor:
Lothar Miller
(lkmiller)
(Moderator)
Datum:
> Zyklische Änderung der Stromaufnahme schließe ich mal aus.
Das dürfte aber so ziemlich das einzige sein, was du elektrisch
übertragen kannst, sonst bleibt eigentlich nur noch eine Längenänderung
oder eine Temperaturänderung (wobei die Wärmeleitfähigkeit die Datenrate
signifikant einschränkt)... ;-)
Datum:
Was auch geht, Die Versorgungsspannung steht eine bestimmte Zeit an, das Sensormodul lädt darüber ein Pufferelko, dann wird die Versorgung für n mSekunden abgeschaltet und in der Zeit sendet der Sensor Daten zurück. Danach wird die DC-Versorgung wieder eingeschaltet etc.. Der Sensor erkennt an Stromversorgung = low dass er senden soll. ich meine so würden z.B. bei Lego Robotics die Sensoren funktionieren.
Datum:
Schau dir mal 1-wire bzw Micro-wire an, gibt ganz gute Anregungnen ;-)
Datum:
... Stromverbrauch der Komponenten ... Die Stromaufnahme ist nicht unbedingt so wichtig. Du mußt "nur" dafür sorgen, daß sie während der Übertragung einigermaßen konstant ist und/oder die Änderung des Stroms nicht in der "Nähe" deine Datenübertragungsgeschwindigkeit liegt. Bau dir ein Modell auf: 2 Steckbretter mit Controller (ATMega oder so) 100 m Kabel dazwischen. Der eine ATMega schaltet einen Widerstand gegen Masse, der andere detektiert die Stromänderung über seinen Komparator. Alternativ: Schreibe einen Auftrag.
Autor:
Lothar Miller
(lkmiller)
(Moderator)
Datum:
> dann wird die Versorgung für n mSekunden abgeschaltet > und in der Zeit sendet der Sensor Daten zurück. Das kollidiert m.E. mit der Forderung: > 500 mA. > (Verbraucherseite muss möglichst kompakt werden -> SMD??) Um mit einem Kondensator 500mA für 10ms zu Puffern braucht man für 5V Spannungsunterschied (mal einfach linear gerechnet) C*U=I*t --> C = I*t/U = 0,5A*10ms/5V = 10mF :-o
Datum:
@Lothar, jepp hast recht das hatte ich überlesen. Ausser man würde nur sehr kurz abschalten, aber dann kriegt man wahrscheinlich Probleme mit der Regelung der Stromversorgung und mit EMV.
Datum:
Hallo Suchende , wie wäre es mal mit Schlagwörtern statt Theorien zu suchen. Zweidraht Datenübertragung, gibt es schon seit Ewigkeiten als Bausätze vom Blauen C und ELV und weiß der Geier von wem noch. Dummerweise sind die heutigen Schaltungen alle um die SV-Übertragung kastriert wurden! Aber das Prinzip sollte durch diesen Thread von gleichem Board (also hier) klar werden. Beitrag "Klingeltasten digitalisieren zum Adern sparen" http://www.elv-downloads.de/service/manuals/56970_... Wenn Ihr noch ein bischen sucht, in den Archiven bei Conrad, oder den richtigen Suchwörten, findet ihr auch das genau passende Prinzip, der kapazitiven / induktiven Signaleinkopplung auf die StromVersorgungsleitung. Kann doch wohl nicht so schwer sein.
Datum:
Hallo, http://freebus.org/index.php/de/signale-mainmenu-28 wie man sich die Hardware dazu selber baud ist auch beschrieben
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Hallo und vielen Dank an alle für die sowiet gelieferten Infos. Pufferung per Kondensator oder Akku scheidet aus, da für den Verbraucherteil restriktive Anforderungen hinsichtlich Lebensdauer und Größe/Gewicht gelten. Noch ein paar weitere Infos: Es handelt sich um einen "intelligenten" Sensor, welcher u.a. wahrscheinlich einen DSP enthalten wird. Das ganze soll möglichst klein werden, d.h. es kommt auf jeden mm³ an (insofern scheidet Pufferung per C oder Akku aus). Nun werde ich erstmal die geposteten Links durcharbeiten und sehen, ob da was für mich in Frage kommt.
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@ Tom H. (lime) >wahrscheinlich einen DSP enthalten wird. Das ganze soll möglichst klein >werden, d.h. es kommt auf jeden mm³ an (insofern scheidet Pufferung per >C oder Akku aus). Ist auch unsinnig. Das Zauberwort heisst Modulation. Die Gleichspannung blockt man an beiden Enden (Einspeisung und Verbraucher) mit Längsdrosseln, 100..1000µH. Dann kann man per Kondensator eine Wechselspannung auf die Leitung aufmodulieren und auch wieder abgreifen. Fertig. Kann man alles recht einfach aufbauen. Ich hatte da schon vor längerer Zeit eine Schaltung gepostet, kann sie aber leider nicht mehr finden :-( MFG Falk P S Wie wäre eine Bildersuche für das Forum?
Datum:
Deine Schaltung habe ich gesucht, aber leider nicht gefunden. Wie wäre es, wenn du noch einmal suchst? Bin sehr interessiert an deiner Lösung.
Ich finde mein altes Posting nicht mehr. Ist einfacher wenn ich es neu mache. Es funktioniert in etwa so. Nehmen wir an, wir haben einen 1MHz Takt als Trägersignal. Dieser wird mit dem USART Datensignal UND-verknüft. Da bedeutet praktisch, der Träger wird im Takt der Daten ein- und aus geschaltet. Ein sehr einfache Modulation, OOK, ON OFF keying. Über einen Koppelkondensator wird das Signal auf die Leitung gebracht, der Kondensator blockt die Gleichspannung. Die Spulen an beiden Enden blocken den 1MHz Träger in Richtung Spannungsquelle und Stromversorgung des Sensors, 100uH haben bei 1 MHz ~630 Ohm induktiven Widerstand, das Signal wird also nicht durch die Stromversogung V+ oder C3 kurzgeschlossen. Auf der anderen Seite wird über einen Kondensator wieder ausgekoppelt und über einen einfachen Gleichrichter + Tiefpass demoduliert. Die Zeitkonstante von R1*C4 muss an die Datenrate sowie den Träger angepasst sein. Hier haben wir 22µs, damit sollten 9600 Baud noch machbar sein. Wenn man niedrigere Datenraten will, müssen C1 und C2 vergrößert werden. MFG Falk
Im Anhang die Simulation. Oben ist das modulierte Signal - unten (Ua) ist das Ausgangssignal. Wie sieht das bei einer 100 m langen Leitung mit der Abstrahlung aus? Sind da Probleme zu befürchten?
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@ Martin (Gast) >Im Anhang die Simulation. Oben ist das modulierte Signal - unten (Ua) >ist das Ausgangssignal. Sieht doch ganz OK aus, oder? >Wie sieht das bei einer 100 m langen Leitung mit der Abstrahlung aus? >Sind da Probleme zu befürchten? Naja, man sollte schon auf jeden Fall verdrillte Leitungen verwenden, eine Abschirmung wäre auch nicht schlecht. Ggf. kann man am Ausgang von IC1 noch eine RC-Filter mit 1 MHz Grenzfrequenz legen, damit die Oberwellen gefiltert werden. MFG Falk
Datum:
... sieht doch ganz OK aus, oder? ... Ja doch - ist mehr als brauchbar. Am Wochenende werde ich Schaltung auf 2 Steckbrettern testen. Als "Einspeisespannung" werde ich 1 - 2 Volt nehmen und zur Auswertung den Komparator eines ATMega8 heranziehen.
Datum:
@Frank, Vielviele Empfänger wird man mit deiner Schaltung "ansteuern" können?
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