Forum: HF, Funk und Felder 2,4 GHz wireless microcontroller transceiver


von Franck (Gast)


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hallo
ich bin neu und brauche bitte ihre hilfe.ich wollte etwas realisieren 
aber ich weiss es nicht ob es möglich ist.
ich sollte versuchen,eine drahtlose Kommunikation zwischen 2 ,3 oder 
mehrere Module einzubauen.Die Module sind DC/DC-wandler und sollten an 
ihrem ausgang  in reihe geschaltet werden und direkt an einem 
verbraucher.Am Eingang der DC/DC-Wandler sind unterschiedliche 
Spannungsquellen bzw. Stromquelle geschaltet.Jedes Modul muss an die 
andere Module seine Eingangspannung bzw. seinen Einganstrom per Funk 
ermitteln.Das Modul mit großerer Eingangsstromm sollte als Ausgangstrom 
seine Eingangstrom haben aber die anderen Module,die eine geringere 
Eingangstrom haben,müssen versuchen ihr Ausgangstrom zu ändern,bis dies 
Ausgangstrom gleich ist wie der Ausgangstrom des Moduls mit großerer 
Ausgangstrom.
Meine Frage ist:ist dies projekt realisierbar?
Falls ja,womit kann die Kommunikation stattfinden(z.b. einer 2,4 GHz 
wireless microcontroller transceiver sollte mein Modul haben.) und wie 
sollte sie funktionieren?
Brauche ich eine extern-Antenne?
Ich habe zwei transceiver gefunden:eins ist von Jennic JN5139-00R1 und 
ein zweites für TI CC2510F32RSP Low power 2,4 GHz system on chip

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Transceiver für sowas gibt's noch mehr, und du wirst sowieso eher
fertige Module benutzen wollen.  Da kann's dir dann auch fast egal
sein, ob da 1 oder 2 ICs drauf sind, damit wird die Vielfalt noch
größer.

Die Aufgabenstellung ist eigentlich typisch für Zigbee-Netze, wobei
du echtes Zigbee nur brauchst, wenn sich die Module nicht alle
gegenseitig hören können, denn dann müsstest du noch Datenpakete
routen können.  Module für sowas wären beispielsweise Zigbit oder
deRFA128, auf denen Atmels Bitcloud-Software läuft.  TI und Jennic
haben sicher vergleichbares im Angebot.

Oberhalb der Netzwerkschicht müsstest du dann deine Logik als
Applikation implementieren, die mit den Daten was anfangen kann,
die du da austauschst.  Die genannten Module haben alle noch genügend
Platz im Controller dass du das in diesen zusammen mit der Behandlung
der Funkmodule integrieren kannst, wobei du natürlich mit der Software
für die Funkmodule "kooperativ" sein musst, d. h. diese braucht auch
ihre CPU-Zeit, damit das Funkprotokoll behandelt werden kann.

Wenn du das Projekt angehen willst, solltest du aber schon mal ein
bisschen Erfahrung im Programmieren von Controllern mitbringen, sonst
wird das eine never-ending story.

von Franck (Gast)


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Danke Jörg für deine Antwort.
Die hat mir geholfen,ein paar Sache zu verstehen.
Ich habe aber eine andere frage.Das Prinzip bleibt gleich aber die 
Kommunikation sollte schon per drahtgebundenen Kabel stattfinden.
Z.B. per Powerline.Ist die Kommunikation mit Powerline möglich?Was 
sollte man tun und wie sollte die Kommunikation funktionieren und wie 
sollte das Signal übertragen werden.
Gibt es vielleicht andere drahtgebundenen Kommunikation die du kennst?
Die Quelle erzeugen eine DC-Spannung.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Franck schrieb:

> Ist die Kommunikation mit Powerline möglich?

Jein.  Energieversorgungsleitungen sind halt keine HF-Kabel.
Insofern ist "Powerline", wie es heute gern benutzt wird, eher
ein unkontrolliertes Abstrahlen in die Umwelt denn eine
Informationsübertragung.

Wenn man allerdings nur geringe Datenmengen übertragen will,
dann kann man mit einer Trägerfrequenz von einigen 10...100 kHz
arbeiten (125 kHz war eine Zeit lang gängig dafür).  Für diese
Frequenzen sind die Maschenöffnungen auch einer Energieversorgungs-
Verkabelung noch so klein im Vergleich zur Wellenlänge (lambda =
2,4 km), dass keine nennenswerte Abstrahlung entsteht.  Auf diese
Weise gab es früher auch mal Wechselsprechanlagen, so als eine Art
Haustelefon.

Ich fürchte allerdings, dass du dafür nichts fertiges an Baugruppen
bekommen wirst.

> Gibt es vielleicht andere drahtgebundenen Kommunikation die du kennst?

Naja, einfach ein RG-58-Kabel (oder ein Cat-5-Fernmeldekabel) ziehen. 
;-)

von Franck (Gast)


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ok.welches Standard benutzen die RG-58-Kabel und cat-5-fernmeldekabel 
für die  Kommunikation?Welche protokolle auch?Kannst du mir vielleicht 
erklären wie die Übertragung von der Signale(Netzspannung und das 
signal) stattfinden sollten.
Was meinst du mit den Datenmengen?Die Module sollen nur untereinander 
ihres Eingangsignal anzeigen.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Sorry, nein, eine Grundlagenvorlesung der Signalverarbeitung kann ich
dir hier leider nicht aufschreiben.

Was du über diese Kabel schickst, ist rein deine Sache.  Für ein
paar Meter kann man auch noch mit RS-232 arbeiten, aber das war nie
für eine Übertragung über längere Strecken gedacht.  RS-485 wäre
ein Kandidat, dafür gibt es fertige ICs, die die Ansteuerung des
Busses vornehmen.  Wie du die Daten aber aufbaust und aufbereitest,
das musst du schon selbst entscheiden.

Das alles bezog sich auf digitale Signalübertragung.  Man kann über
ein Paar Drähte natürlich auch einfach analoge Signale weitergeben.

Aber ein wenig eine grundlegende Vorstellung davon, wie du das
alles aufbauen willst (also welcher Art die Daten sind, wie der Sender
seine Signale erzeugt, wie der Empfänger sie auswertet), solltest du
schon haben, ansonsten wird das so nichts.  Dann müsstest du dir
jemanden suchen, der diese Vorstellung bereits hat und nicht erst
beim Urschleim anfangen muss, und musst ihn beauftragen, das für dich
zu machen.

von Franck (Gast)


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ok,mach nix du hast mir sowieso viel geholfen.
Noch eine Frage.Wieviel Volt kann diese Kabel(RG-58-Kabel oder ein 
Cat-5-Fernmeldekabel) tragen?hast du mein eingefügtes 
Dokument(gezeichnetes Bild) angesehen?Die Verbindung zwischen die Module 
soll mit einem normalen Leiter um die Spannung zu leiten und zusätzlich 
mit einer RG-58-Kabel oder ein Cat-5-Fernmeldekabel um das Signal zu 
übertragen?
Oder RG-58-Kabel und Cat-5-Fernmeldekabel können beides gleichzeit die 
Spannung leiten und das Signal übertragen?

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Franck schrieb:
> Wieviel Volt kann diese Kabel(RG-58-Kabel oder ein
> Cat-5-Fernmeldekabel) tragen?

Steht im jeweiligen Datenblatt.  Du kannst davon ausgehen, dass
sie mindestens 60 V abhalten, denn das ist normale Fernmeldespannung.

Nein, die normale Energieübertragung würde ich, falls es sich um
mehr als wenige Watt an Gesamtleistung handelt, nicht über derartige
Kabel erledigen sondern separat.

von Markus DL8RDS (Gast)


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Franck, mach Dir wegen den Spannungen und Leistungen keine Gedanken, 
besonders wenn Du niedrigere Frequenzen wählst. Ich schicke regelmäßig 
250 Watt über ein RG58, auf 3,5 bzw 7 MHz und es funktioniert 
einwandfrei. Allerdings hat es auf hohen Frequenzen eine katastrophale 
Dämpfung. Wenn Du eine Übertragung im GHz-Bereich (WLAN durchs Kabel) 
machen willst, erleidest Du mit dem RG58 Schiffbruch.

Andere Frage: Was willst Du da eigentlich genau übertragen? Wenn Du eh 
schon HF hast, warum verwendest Du nicht einfach eine Antenne? Ich hab 
Dein Problem noch nicht ganz kapiert.

Viele Grüße
Markus DL8RDS

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Markus: er will die Gleichstromleistung von Solarmodulen noch da
durch schicken.  Je nach der Stärke des Stroms könnte das in einem
RG-58 unangemessen viele Verluste verursachen, von Cat5-Kabel ganz
zu schweigen.

Daher mein Rat, den Leistungskreis und den Informationskreis
getrennt zu bauen (zumal mir seine Vorkenntnisse und Fähigkeiten
im Metier, vorsichtig gesagt, nicht sehr ausgeprägt zu sein scheinen,
als dass ich ihm einen kompletten Entwurf einer Informationsüber-
tragung im Leistungskreis zutrauen würde, auch wenn sie technisch
mit entsprechendem Aufwand sicher machbar ist).

von Franck (Gast)


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Hallo Markus,
wie ich mit Jörg gesprochen habe,möchte ich eine Kommunikation zwischen 
mehrere Module ermöglichen.Das heißt,Module müssen sich untereinander 
hören.Dies sollte nicht mehr per Wireless sondern per drahtgebundene 
Kabel stattfinden.
Was müssen sie(Die Module) hören oder übertragen?Antwort ist:Jedes Modul 
muss wissen,was für eine Eingangspannung bzw. einen Eingangstrom die 
andere Module haben.Das bedeutet,dass die Module ihre Eingangspannung 
bzw. Eingangstrom übertragen.Und das Modul muss diese Eingangspannung 
bzw. diesen Eingangstrom mit seiner bzw. seinem vergleichen.Die Module 
sind Tief- und Hochsetzsteller.Die Module sind in reihe geschaltet und 
jedes Modul hat seine Spannungsquelle.siehe das Bild
Das Modul mit großerer Eingangspannung bzw. großerem Eingangstrom soll 
diese Spannung bzw. diesen Strom als Ausgang haben(Keine 
Umwandlung).Aber die andere Module müssen schaffen nach Vergleich ihrer 
Eingangspannung bzw. ihres Eingangstrom,diese Eingangspannung bzw. 
diesen Eingangstrom zu verändern,damit an ihrem Ausgang  die 
Ausgangspannung bzw. den Ausgangstrom des Moduls mit großerer 
Eingangspannung bzw. großerem Eingangstrom liegen.
Ich hoffe,du hast verstanden was ich geschrieben habe.
Wie soll die Übertragung stattfinden?Kann das Prozess nur auf einem 
Kabel stattfinden(wie powerline)? Kann das Kabel sowohl das übertragende 
Signal als auch die Netzspannung gleichzetig übertragen oder ermitteln?

LG

Franck

von Markus DL8RDS (Gast)


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OK. Verstehe. Du möchtest rausfinden, wieviel Leistung einzelne 
Solarmodule bringen, die Du auf dem Dach in Reihe montiert hast. Sehr 
interessant!!

Also das hört sich ein bisserl wie das Projekt Digitalstrom an 
(www.digitalstrom.org). Das Problem von Powerline ist, daß a) 
ungeschirmte Leitungen verwendet werden und b) Frequenzen verwendet 
werden, die ziemlich in der Nähe der Leitungslängen sind. Oder anders 
rum: Das Übertragungsmedium strahlt ziemlich wüst ab und verschmutzt den 
Äther ziemlich breitbandig. Kurzwelle ist im näheren Umfeld praktisch 
nicht mehr benutzbar.

Die Geräte werden auch nur verkauft, weil man nicht davon ausgeht, daß 
sich ein Kurzwellenhörer in der Nähe befindet, dessen Empfang gestört 
ist. Wenn aber ein solcher in der Nähe ist, kann er das Gerät durch die 
Bundesnetzagentur konfiszieren lassen. Das ist besonders dann 
vergleichsweise wahrscheinlich, wenn sich die Installation im Freien 
befindet, also die Leitungen besonders gut abstrahlen können. Dann hört 
man den Mist nämlich über dutzende Kilometer.

Die Lösung wäre, Übertragungsfrequenzen zu benutzen, deren Wellenlänge 
weit jenseits der Verkabelungslängen der Leitungen liegen, also mit sehr 
tiefen Frequenzen. - Natürlich mit der Einschränkung, daß derartige 
Übertragungsverfahren eben nicht in der Liga der Megabit-Techniken 
mitspielen können.

Wenn Du aber eh nur recht wenige Daten übertragen willst, spielt die 
Breitbandigkeit keine Rolle. Du kannst also auch eine Übertragungsart 
mit einer niedrigen Basisfrequenz verwenden.

Aber zu den Erfassungsmodulen: Was willst Du denn da verwenden? 
Powerline braucht ja auch in der Regel einen Ethernet-Input. An was hast 
Du denn da gedacht?

Zudem besteht das Problem der Senderidentifikation (Layer2), wenn 
mehrere Sender auf der gleichen Frequenz oder auf demselben Kabel 
arbeiten sollen. Außerdem braucht es eine Art Collision Detection oder 
CSMA. Das alles selber zu basteln ist ein recht umfangreiches 
Unterfangen.

Ich würde daher eine Technologie nehmen, die ein Layer2-Management schon 
beherrscht. Und wie sieht Deine Datenquelle aus? Ist die seriell? Dann 
brauchst Du nämlich ein Modul, das einen seriellen Eingang hat. Das 
schränkt die Auswahl schon mal ziemlich ein.

Wenn Du über die Leitung auch noch Leistung schicken willst, mußt Du 
überlegen, welche Impedanz die Modultechnik ansteuert. Bei 1000 Volt 
(Solaranlagen in Reihe erreichen das manchmal) und einem 50 Ohm 
Abschlußwiderstand fließen durch den Abschlußwiderstand 20A. (R= U/I <=> 
I= U/R)Und das sind bei 1000 Volt 20 Kilowatt (P=I*U). Das willst Du 
nicht haben :-) Oder anders rum: Der Widerstand muß ziiiiiemlich groß 
sein und wird ziiiiiiemlich heiß, und bei dieser Verlustleistung bzw. 
Ineffizienz solltest Du das Solarprojekt lieber begraben... Das zahlt 
sich nicht aus.  :-))

Du brauchst also eine Technik, die sehr hochohmig arbeitet, eine 
Medienschicht mit mehreren Teilnehmern auf derselben Leitung beherrscht 
und in der Einkopplung mit Deinen Spannungen klar kommt. Bei diesen 
Kriterien bleiben nicht sehr viele Technologien übrig.

Aber die andere Überlegung ist: Wie lange müssen die Leitungen sein? 
Wieviele Meter sind zu überbrücken? Und wie hoch ist Dein Budget? Ist es 
vielleicht kostengünstiger, zu jedem Modul ein eigenes Kabel zu ziehen?

Oder noch besser: Wie wäre es, die Erfassungswerte der Meßsysteme über 
einen Analog-Digital-Converter anzuschließen. Es gibt ADCs, die über 
einen I2C-BUS auslesbar sind. Dabei kannst Du ne ganze Menge ADCs auf 
einem BUS unterbringen. Und als BUS-Master verwendest Du entweder einen 
Arduino-Mikrocontroller mit Ethernet-Aufsatz oder beispielsweise ein 
BeagleBoard mit Linux drauf und einem Zippy-Zusatzboard. Das BeagleBoard 
kannst Du dann gleich als Auswertungssystem verwenden, mit dem Du per 
RRDTOOL schöne Verlaufsgrafiken machen kannst. Außerdem bietet es über 
die Ethernet-Schnittstelle eine Standardschnittstelle für Netzwerkkabel. 
Du könntest die Grafiken also gleich mit einem Webbrowser anschauen. Und 
über serielle Schnittstellen könntest Du auch einen Modem-Login 
konfigurieren.

Grüße
Markus
DL8RDS

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Markus, ich glaube, er war schon an dem Punkt, da er Daten und Leistung
ohnehin separat verkabeln würde.  Ihm müsste nun eigentlich nur noch
jemand einen RS-485-Bus bauen, den er von Modul zu Modul ziehen kann. 
;-)

Da er aber noch nichtmal eine Idee hat, wie die Daten auf einem
solchen Bus aussehen sollen, fürchte ich, dass er am besten jemanden
mit der Realisierung des Projekts beauftragen sollte, wenn das denn
jemals fertig werden soll.  Ich lass mich da aber gern vom Gegenteil
überzeugen, beispielsweise indem er mal einen "Schlachtplan" postet,
der beschreibt, wie welche Daten im Controller ermittelt werden und
in welcher Form sie vorliegen, sodass dann nur noch die offenen
Punkte der reinen Übertragung bleiben.

von Markus DL8RDS (Gast)


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Hallo Jörg,

wir haben beim DB0MHB auch so eine Fragestellung. Inselanlage ohne 
Stromanschluß. Solarzellen mit bisher unbekannten Einspeiseleistungen, 
unbekannte Stromentnahmen und ein Akkusystem, das immer an der 
Tiefenentladung entlangkratzt. Wir müssen also wissen, woher wieviele Ah 
kommen und welcher Verbraucher wann wieviele Ah verbrutzelt. Und wir 
wollen das Ganze auch grafisch darstellen. Meine Lösung sind LEM HAIS 
Sensoren an einem ADC über einen I2C BUS an einem BeagleBoard. Dann kann 
ich die Werte auch übers Internet hier in München anschauen :-)

Aber das 485er Zeugs hört sich auch interessant an.

73s
Markus

von Franck (Gast)


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markus:
Mit Module meine ich DC/DC-Wandlern,die direkt mit Solarzellen verbinden 
sind.

LG

von Franck (Gast)


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Hallo Jörg,

Jörg schreib:
>Markus, ich glaube, er war schon an dem Punkt, da er Daten und Leistung
ohnehin separat verkabeln würde.  Ihm müsste nun eigentlich nur noch
jemand einen RS-485-Bus bauen, den er von Modul zu Modul ziehen kann.
;-)

Jörg,wenn es noch möglich ist,Daten(Spannung von Jedes Solarmodul) und 
das Stromnetz nicht separat zu übertragen ,wär es super.traum noch davon 
:D


Jörg schreib:

>Da er aber noch nichtmal eine Idee hat, wie die Daten auf einem
solchen Bus aussehen sollen, fürchte ich, dass er am besten jemanden
mit der Realisierung des Projekts beauftragen sollte, wenn das denn
jemals fertig werden soll.

ich habe eine idee für die Signalverarbeitung und übertragung.Nur keine 
praktische Erfahrungen.du brauchst kein Angst zu habe :-)

Jörg schreib:

>Ich lass mich da aber gern vom Gegenteil
überzeugen, beispielsweise indem er mal einen "Schlachtplan" postet,
der beschreibt, wie welche Daten im Controller ermittelt werden und
in welcher Form sie vorliegen, sodass dann nur noch die offenen
Punkte der reinen Übertragung bleiben

kannst du mir vielleicht helfen wie diese Übertragen werden?wäre nett.
Wie gesagt,ich habe keine praktische Erfahrunge.

LG
Franck

von Franck (Gast)


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hallo Markus,

Markus schreib:
>Wenn Du aber eh nur recht wenige Daten übertragen willst, spielt die
>Breitbandigkeit keine Rolle. Du kannst also auch eine Übertragungsart
>mit einer niedrigen Basisfrequenz verwenden.

Was meinst du mit wenigen Daten übertragen?
ich möchte gern,dass alles DC/DC-wandler(modul,das in parallel mit 
solarmodul geschaltet sind) untereinander kommunizieren.Das heißt,jeder 
DC/DC-Wandler muss seinen Eingangswert(Strom oder Spannung) an die 
andere DC/DC-Wandlern anzeigern.

Markus schreib:
>Die Lösung wäre, Übertragungsfrequenzen zu benutzen, deren Wellenlänge
>weit jenseits der Verkabelungslängen der Leitungen liegen, also mit sehr
>tiefen Frequenzen. - Natürlich mit der Einschränkung, daß derartige
>Übertragungsverfahren eben nicht in der Liga der Megabit-Techniken
>mitspielen können.

welche Übertragungsart mit tiefen Frequenzen kennst du?

Markus schreib:
>Aber zu den Erfassungsmodulen: Was willst Du denn da verwenden?
ich habe deine Frage nicht so richtig verstanden.Was meinst  du bitte 
mit den Erfassungsmodulen
>Powerline braucht ja auch in der Regel einen Ethernet-Input. An was hast
>Du denn da gedacht?

Das war nur ein Vorschlag mit Powerline.Ich habe die Technik nur kurz 
kennengelernt.Mit dieser Technik könnte ich nur einen Leiter sowohl für 
die Signalübertragung als auch für das Stromnetz verwenden.

Markus schreib:
>Ich würde daher eine Technologie nehmen, die ein Layer2-Management schon
beherrscht

Welche Technologie kann ich dann einsetzen?Ich kenne wahrscheinlich 
keine :-)

Markus schreib:
>und wie sieht Deine Datenquelle aus?
was meinst du bitte mit Datenquelle?Sprichst du vielleicht von 
Solarmodule,die das Strom liefern sollen?

Markus schreib:
>Du brauchst also eine Technik, die sehr hochohmig arbeitet, eine
>Medienschicht mit mehreren Teilnehmern auf derselben Leitung beherrscht
>und in der Einkopplung mit Deinen Spannungen klar kommt. Bei diesen
>Kriterien bleiben nicht sehr viele Technologien übrig.

Kennst du eine Technik die alles macht?

Markus schreib:
>Aber die andere Überlegung ist: Wie lange müssen die Leitungen sein?

zwinschen den DC/DC-Wandlern kann die Leitung weniger als 1,5m lange 
sein.Und zwinschen DC/DC-wandlern und solarzelle kann die Leitung 
weniger als 2 meter sein.Aber diese Leitung(zwischen Solarmodule und 
DC/DC-Wandlern) ist für uns egal.Das spielt keine Rolle da die 
Kommunkation nur zwinschen DC/DC-Wandlern stattfinden sollte.

>Wieviele Meter sind zu überbrücken?

zwinschen dem DC/AC-Wandler und die DC/DC-Wandler muss auch eine 
Kommunikation Stattfinden.Die Strecke ist kleiner als 20 meter.Der DC/AC 
liegt bestimmt im keller und die DC/DC liegen auf dem Dach.

>Und wie hoch ist Dein Budget?

Mein Budget ist nicht sehr hoch.Ich möchte gern einen kostengünstigen 
DC/DC-Wandler bauen.

>Ist es vielleicht kostengünstiger, zu jedem Modul ein eigenes Kabel zu ziehen?

ich weiß nicht,da ich noch nicht so weit mit dem Projekt bin.

Markus schreib:

>Oder noch besser: Wie wäre es, die Erfassungswerte der Meßsysteme über
>einen Analog-Digital-Converter anzuschließen. Es gibt ADCs, die über
>einen I2C-BUS auslesbar sind. Dabei kannst Du ne ganze Menge ADCs auf
>einem BUS unterbringen

Was meinst du damit?Sollte ich eine separate Kabel verwenden?eine Kabel 
für die Daten übertragung und eine andere das Stromnetz?

LG

Franck

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