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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Datenübertragung über Versorgnug (Gleichstrom)


Autor: Harald Kollmann (carbonblack)
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Hallo, und alles Gute für das neue Jahr...

Ich möchte ich das Ganze möglichst klein und mit mit Bauteilen bauen, 
die ich als Privatperson einfach bekomme (Richelt, C.. )
Was ich bisher fand, hantiert mit Bauteilen wie CAN-Bus oder ADSL 
Treibern..
Für mich ist das mit Kanonen auf Spatzen geschossen. (Oder?)
Nach Stunden suchen im Netz stieß ich auf eine 
Spielzugeisenbahnsteuerung (von 1976), die mich hoffen lässt, dass so 
was gehen müsste.
(Warum macht man das eigentlich so selten?)

Ich möchte mit einer Leitung (2 verdrillte Drähte) mehrere (verteilte) 
kleine Elektromotoren versorgen und mit je einem kleinen Mikrocontroller 
(z.B. PIC12F502 ATTINY13 o.ä. (SOT23-8) ) einzeln steuern.
(z.B.über einen ZXMHC 6A07 T8TA -aber das ist eine andere Geschichte)
Mit einer Datenübertragung von wenigen kBaud bin ich schon glücklich. 
Die Leitungslänge wird sicher weniger als 30m betragen.

Leider bin ich, was HF-Technik betrifft, so grün hinter den Ohren, dass 
ich schon Schwierigkeiten habe, die Tabelle mit den "freien Frequenzen" 
richtig zu interpretieren - geschweige denn den Wellenwiderstand der 
Leitung zu schätzen.

Hier mein Fragensalat:
* Muss ich befürchten, dass die verdrillte Leitung zu einer (zu guten) 
(Sende-) Antenne wird?  Wie kann ich die Abstrahlung minimieren?
* Bisher denke ich daran, die Versorgung mit einem LC-Tiefpass zu 
entkoppeln und die Daten mit einem Serien LC-Schwingkreis auf zu 
sammeln.
Kann ich einfach für eine Trägerfrequenz von ca. 1MHz 150nF und 150µH in 
Serie mit der Versorgung verbinden und hoffen, an der Verbindung von C 
und L ein Signal einsammeln zu können? (Diode, Glättungskondensator, 
Transistor I/O-Pin)
* Wie bekomme ich das ganze mit möglich wenigen Bauteilen einigermaßen 
Störsicher?
* Welche Trägerfrequenz ist optimal?
* Mit der Formel für Schwingkreise kann ich das Produkt von L und C 
ausrechnen. Welches Verhältnis von L und C ist das Beste? Geht es 
vielleicht mit einem Resonator einfacher?
(Auch sind die Artikel, die ich fand, sehr schweigsam, wenn es um die 
Abschätzung der Güte geht)


Ich freue mich auf Hinweise und Kommentare.

Mit freundlichen Grüßen
Harald

Autor: Flip B. (frickelfreak)
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steuersignale lassen sich sehr einfach auf die versorgungsspannung 
bringen, indem man diese umpolt. ein datensignal(natürlich serielles 
protokoll) wird in polung des versorgungsstromes umgewandelt. jeder 
motor hat seinen gleichrichter und davor eine einheit, die die polung 
wieder in 5v- pegel umzusetzen

Autor: Falk Brunner (falk)
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Autor: Joachim K. (minifloat)
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Harald Kollmann schrieb:
> Ich möchte mit einer Leitung (2 verdrillte Drähte) mehrere (verteilte)
> kleine Elektromotoren versorgen und mit je einem kleinen Mikrocontroller
> (z.B. PIC12F502 ATTINY13 o.ä. (SOT23-8) ) einzeln steuern.
> (z.B.über einen ZXMHC 6A07 T8TA -aber das ist eine andere Geschichte)
> Mit einer Datenübertragung von wenigen kBaud bin ich schon glücklich.
> Die Leitungslänge wird sicher weniger als 30m betragen.

Hi
Schau dich doch mal bei Modelleisenbahnern um, die Digitalsteuerung 
verwenden. Da liegt ein Digitalsignal auf den Schienen, wo die Loks, 
Weichen und Signale sich Strom und Daten her holen. Dabei ist jede Lok, 
Weiche, Signal einzeln adressierbar.
Evtl. lassen sich eines der dort verwendeten Protokolle für deine Zwecke 
direkt verwenden. Ich hab da sowas wie "Motorola, Märklin, Elektor 
EDiTS" usw. im Kopf. Google mal danach und such auch hier im Forum.
mfg mf

Autor: Paul Baumann (Gast)
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Man könnte das Signal auf die Betriebsspannung aufmodulieren. Auf der
Empfängerseite fischt man das Signal dann mit einem Kondensator wieder
herunter. Ich habe das vor Jahrzehnten mal so gemacht.

Auf der Empfängerseite habe ich dann sog. Schumacher-Stufen gehabt.
Das sind schmalbandige Filter mit einem Schmitt-Trigger dahinter.
Ich glaube, ich hatte das seinerzeit gebaut, um eine Spielzeug-Planier-
raupe mit einer zweiadrigen Leitung betreíben zu können, damit ich nicht
eine zig-polige Leitung hinterherzerren mußte.

Es gab/gibt auch das Powerline-System. Suche mal danach.

MfG Paul

Autor: H.Joachim Seifert (crazyhorse)
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Klar - es geht.
Sinnvoll ist es aber nur, wenn man wirklich zwingend auf 2 Leitungen 
angewiesen ist (wie zum Beispiel bei der Modelleisenbahn).
Warum du nun nicht die 3.Ader spendieren willst, ist mir noch nicht klar 
:-)

Autor: Harald Kollmann (carbonblack)
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Danke für die prompten Antworten!

Paul Baumann schrieb:
> Man könnte das Signal auf die Betriebsspannung aufmodulieren. Auf der
> Empfängerseite fischt man das Signal dann mit einem Kondensator wieder
> herunter. Ich habe das vor Jahrzehnten mal so gemacht.

Ja! Ja, das ist genau das, was mir vorschwebt!
Ich hab' mir halt noch nicht 100m Leitung geholt, um den Worst-Case zu 
testen.

>
> Auf der Empfängerseite habe ich dann sog. Schumacher-Stufen gehabt.
> Das sind schmalbandige Filter mit einem Schmitt-Trigger dahinter.
Kann man dafür Resonatoren nehmen?


> Es gab/gibt auch das Powerline-System. Suche mal danach.
Hab' ich... bei Gleichstrom macht es keinen Sinn, auf Nulldurchgänge zu 
warten ;-)

@crazyhorse
Wie weit kommt man mit dem one-wire-Protokoll? Wie kann ich mit 
Spannungsabfällen in den Leitungen umgehen?

Her(t)zliche Grüße
Harald

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

hmmm... Elektromotore kann man drehen lassen, schnell, langsam, 
vorwärts, rückwärts...
Die sind im Verhalten langsam (im Verhältnis zu einem µC).
Wofür also weninge kBaud? Sollen sie Musik spielen beim Drehen? ;-)

Schätze mal die wirklich nötige Datenrate ab, auch im Hinblick auf das 
mögliche (und für die Motore realistische) Zeitverhalten.
Bei einigen hundert Baud würde ich wohl zum Senden die Spannung tasten,
1 = 18V, 0 = 15V, Betriebsspannung vor Ort dann mit Spannungsregler auf 
12V, Auswertung per Komparator (gleich im µC, wenn der einen hat).
Ruhepegel ist dann 0 damit die Regler nicht zu sehr heizen.
Spannungswerte sind Beispiele, Ströme sind ja unbekannt, aber man kann 
da ja auch Schaltregler nehmen.

Würde ich so testen, ohne Modulation, Filterkram usw. usw.
Einen Testaufbau hat man da vermutlich an einem Nachmittag fertig.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Harald Kollmann (carbonblack)
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Michael U. schrieb:
> Die sind im Verhalten langsam (im Verhältnis zu einem µC).
> Wofür also weninge kBaud? Sollen sie Musik spielen beim Drehen? ;-)
>
> Schätze mal die wirklich nötige Datenrate ab, auch im Hinblick auf das
> mögliche (und für die Motore realistische) Zeitverhalten.

10 Motoren * 10 Änderungen/s * 16Bit (Ident+Befehl+evtl.Rückmeldung)=
1600 baud oder? Und dann ist die Leitung voll.

Die Idee mit der Spannungsänderung gefällt mir. Ich glaube bei 
Frequenzen unter 20kHz brauche ich mir (noch) keine Gedanken über 
Reflektionen oder Abstrahlung (EMV) zu machen. Oder?
Anderseits hatte ich die Umpolmethode (siehe  Philipp Bigott 
(frickelfreak) 03.01.2011 21:20) verworfen, da ich den (Bus-) Master mit 
so fetten Bauteilen Bauen müsste...

Ich denke bald den 1. Prototypen zu baseln. Danke

Her(t)zliche Grüße
Harald

Autor: Hg (Gast)
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Michael U. schrieb:
> Bei einigen hundert Baud würde ich wohl zum Senden die Spannung tasten,
> 1 = 18V, 0 = 15V,

Dann dürfen aber keine grossen Pufferkapazitäten auf der Leitung liegen, 
ggf. die Stromversorgung  über eine Diode vom Pufferkondensator des 
Verbrauchers entkoppeln.

Autor: Hä? (Gast)
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Besorge dir von Pollin die Schrittmotorsteuerung. Da hast du 2 H-Brücken 
und steuere eine davon über die serielle an.
Auf der anderen Seite Gleichrichter und Glättung. Ein Optokoppler auf 
die serielle und fertig.
H-Brücke kann man auch selber bauen.

Autor: Thomas Eckmann (Firma: Thomas Eckmann Informationst.) (thomase)
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Mini Float schrieb:
> Evtl. lassen sich eines der dort verwendeten Protokolle für deine Zwecke
>
> direkt verwenden. Ich hab da sowas wie "Motorola, Märklin, Elektor
>
> EDiTS" usw. im Kopf. Google mal danach und such auch hier im Forum.
>
> mfg mf

Genau. Stichwort DCC (Digital Command Control)

mfg.

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