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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Welcher Bus für mein Projekt?


Autor: Sascha (Gast)
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Hi,

ich suche für mein Projekt den perfekten Bus

-Mehrere Einheiten werden vernetzt (Hauptcontroller, Sensoren,
Ausgangsstufen, Motorendstufen, etc.)

-Bidirektional

-Ein Master, mehrere Slaves (ca. 10-20)

-Kurze Entfernungen (max. 3m) eher langsamere Geschwindigkeiten (im
kbit/s-Bereich)

-Wenn eine Baugruppe ausfällt, dann soll das keinen Einfluss auf die
anderen Baugruppen haben (kein Ring mit Durchreichen)

-Einheiten werden mittels FPGA/CPLD realisiert. Wenn möglich ohne
besondere externe Baugruppen (Bus-Treiber, etc.)

-Parallel/Seriell egal. Wenige Leitungen wünschenswert.

-Wenn möglich weitgehend immun gegen elektromagnetische Störungen
(Motoren in direkter Nähe)

Autor: Alexander __ (bastlwastl)
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Wie wärs mit Profibus.

Der wird in Inustriebebereichen verwendet der eine wirklich schmutzige
Umgebung hat.
(Elektromagnetisch verschmutzt)

Der arbeitet eigentlich ziemlich zuverlässig.

Leider benötigst du da eine Signalanpassung.

mfg Alex

Autor: Stefan Seegel (Gast)
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Ich würde RS485 vorschlagen. Arbeitet mit Stromschleife udn hat damit
gute Störfestigkeit. Selbiger wird auch in der Industrie oft
verwendet.
Vorteile: Einfach (braucht nur 2 Leiter-Bus), direkt mit UART Ausgängen
eines Controller ansteuerbar. Buslängen bis mehrere hundert Meter
möglich

Nachteil: Braucht leider doch nen Treiber IC, aber die sind klein
(8pol) und günstig (~1€). Aber du wirst ohnehin um keinen Treiber
IC rumkommen, von irgendwelchen Controllen meterlange Leitungen
rauszuziehen taugt nix.

Schau mal das Datenblatt im Anhang...

Stefan

Autor: Hendrik (Gast)
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RS485 ist nur der physical layer - wie das Protokoll aussieht, ist dabei
offen. D.h. Du darfst Dir dann mal um das Handshaking den Kopf
zerbrechen. (Da Master/Slave entfällt wenigstens eine collision
detection...)

RS485 arbeitet differentiell und nicht über Stromschleife. Deswegen
brauchst Du drei Adern: D+, D- und GND.

soviel dazu, Stefan ;-)

Spricht etwas gegen CAN?
Ein paar Details zum Profibus wären ganz interessant...

Viele Grüße, Hendrik

Autor: Sascha (Gast)
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RS485 ist keine schlechte Idee.

Gerade weil der nur physical layer ist.


Mometan hängen die Sensoren im I/O-Space meines 16bit Prozessors.
Ich könnte ein Bus-Protokoll definieren, welches die Bitbreite und
Adressierung beibehält und so bräuchte ich dann keine großen
Anpassungen an die Sensoren machen. Mit der konvertierung Sensordaten -
BusX - Sensordaten brauche ich micht dann auch nicht beschäftigen.

Autor: Stefan Seegel (Gast)
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@Hendrik:

Ups... Ähm, bist du da sicher ?? Differentiell arbeitet die Sache wohl,
aber dem Datenblatt entnehme ich dass man nur 2 Adern braucht. Meine
Gerätchen hier sind auch nur mit 2 Adern verbunden, und haben keine
Masseverbindung (Batteriegespeiste Teile, keine
Masse-/Erdverbindung!)...

Autor: A.K. (Gast)
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Das wirkt auf mich ein bischen so, als willst Du das Rad neu erfinden.
Busprotokolle macht man normalerweise nur dann mit PLDs, wenn's nichts
passendes gibt und ein µC zu langsam ist.

Hier riecht es eher nach RS485 oder CAN mit µC statt PLD. CAN erspart
dabei manche Software, weil beispielsweise CRC und Retransmissions
schon dabei sind. Zur Minimierung gibt's Controller mit CAN (z.B.
Atmel AT89C51CC02 in SO24/QFP32 plus Bustreiber SO8).

Autor: Rahul Der trollige (rahul)
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Das wäre ja fast ein Fall für den SJA1000 als CAN-Controller.
Den könnte man als Quasi-Speicherbaustein an den µC legen.
Bei den Sensoren könnte man entweder auf einen Controller mit
integriertem CAN-Baustein zurückgreifen, oder solche Bausteine wie den
MCP2515 verwenden.
Wenn man RS485 verwenden will, sollte man bei Master-Slave-Netzwerken
vielleicht lieber auf die 4-Draht-Variante ausweichen: Der Master
sendet auf 2 Leitungen, die mit den Eingängen sämtlicher Slaves
verbunden werden. Die Slaves wiederum senden alle auf den gleichen zwei
Leitungen, die in den Empfänger des Masters gehen.
Das Protokoll, sollte dann nicht nur aus das Adresse bestehen, sondern
noch ein paar Daten mehr enthalten.

Autor: Rolf Magnus (Gast)
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Mich würde in dem Zusammenhang interessieren, wie man nicht nur gegen
Störungen möglichst unanfällig ist, sondern auch selbst möglichst wenig
stört (mit dünnen Kabeln, also keine dreifach abgeschirmten CAT-6-Prügel
bitte). Ich schätze mal, daß hier auch differnziell mit verdrillten
Adrenpaaren ein guter Ansatz ist?
Transferrate wären auch ein paar kBit.

Autor: Dirk Milewski (avr-nix)
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abo

Autor: Detlef Wilken (Gast)
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@Hendrik:
>>RS485 arbeitet differentiell und nicht über Stromschleife. Deswegen
>>brauchst Du drei Adern: D+, D- und GND.

Da liegst du falsch ! Wie Stefan Seegel schon vermutet hat: Tatsächlich
werden nur zwei Adern verwendet.

Ich kann RS485 nur empfehlen. Ich weiß nicht warum Ihr Euch immer
Gedanken macht zum Thema Busprotokoll und Kollisionserkennung ?
Dass man sich für seine eigenen Zwecke auch ein eigenes Protokoll
erstellt, ist doch wohl nicht die Welt. Es muß ja nicht das
komplizierteste Protokoll sein. Es kann sich ja auch entwickeln (Man
muß ja nicht sofort eine komplexe CRC-Berechnung implementieren !)

Noch was zur Kollisionserkennung: Beim RS485 ist dabei ein simpler
SW-Vergleich in der ISR notwendig: "Ist das Byte, was ich gesendet
habe, auch so (in der ISR des gleichen Controllers) angekommen ? Wenn
nicht: Kollision, also Botschaft nochmal senden.

Wer in der Lage ist, eine Kommunikation zu erstellen, der sollte auch
einen solchen Vergleich noch hinkriegen !

Gruß
Detlef

Autor: Unbekannter (Gast)
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@Detlef:

Ne, Du brauchst bei RS485 die Masse. Zwar funktionieren viele
Transceiver auch mit nur 2 Leitungen, das ist aber mehr Zufall als nach
Spezifikation.

Autor: Thorsten Lauf (tlauf)
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aboniert

Autor: Detlef Wilken (Gast)
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@Hendrik

Es geht um die Verbindung zwischen Teilnehmern im RS485 - Netwerk
Definitiv reicht bei einem RS485-Netzwerk eine 2-Adrige Verbindung
zwischen den Teilnehmern.l
Ich habe mich intensiv mit dem Thema befaßt, aber noch nie habe ich
eine Spezifikation oder einen Treiber gesehen, die für ein
RS485-Verbindung eine 3-Adrige Leitung verwendet.

Falls es soetwas gibt, ist es garantiert kein RS485 !

Detlef

Autor: Dam (Gast)
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Ihr habt beide recht.

Die RS485 Norm sieht 3 Adern vor, wobei GND zum Potentialausgleich
der Teilnehmer dient (anonsten bei grösseren Entfernungen Zerstörung
des RS485 Treibers).

In der SPS-Technik (z.B. Siemens Simatic) bzw. beim Profibus(kabel)
werden nur die 2 Kommunikationsadern(A+B) genutzt.
Dabei ist dann allerdings ab 50m ein Repeater vorgeschrieben,
welcher die segmente galvanisch trennt.
Maxim bietet auch isolierte RS485 Treiber an (kenne aber keinen
Distributor).

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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@ Detlef,

>Falls es soetwas gibt, ist es garantiert kein RS485

Nicht so voreilig, schau dir mal das in der Lichttechnik weit
verbreitete Protokoll DMX an. Da wird der Schirm mitgeführt und über
120 Ohm an Schaltungsmasse angebunden (nach neuester DMX 2000 Norm).

MW

Autor: 123 (Gast)
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Autor: Bernd Schmidt (Gast)
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@Hendrik

Profibus wird z.B bei SPS-Steuerungen für die I/O Baugruppen
(Profibus-DP) oder früher auch zum Datenaustausch zwischen SPS('en)
und HMI benutzt(Profibus-FMS).
Layer1 ist mit RS485 bis 12Mbaud realisiert.
Datenübertragung mit 8 Datebis + Parität.

Profibus kann auch Datenraten von 9600/19200. Damit kann ein uC auch
als Master relativ einfach Profibus-Slaves bedienen.

@Dam
Die Reichweite ohne Repeater hängt von der Datenrate ab. Bei 12Mbit
kommt das mit 50m hin, ich habe allerdings auch schon Leitungen von
einigen hundert Metern ohne Repeater gesehen (Baudrate wies ich leider
nicht).

Bernd

Autor: Wirus! (Gast)
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Moin,

da ich an einem ähnlichen Projekt arbeite, einige Hinweise, über ein
System das bereits realisiert wurde (Frequenzregler mit Vernetzung der
einzelnen Regler, Master/Slave über RS485 mit regelmäßigem
Masterwechsel der gleichwertigen Controller) und wovon einige tausend
Einheiten verkauft wurden.

Schnittstelle:
RS485 mit 2 Kabeln, max. 100m (safety spec.), zusätzlich Masse.#

Protokoll:
- Max. vier Geräte (wäre erweiterbar)
- Regelmäßiges Polling aller Geräte durch den Master mit Timeout für
den Ausfall des Masters (nach max. 1 sec übernimmt ein anderer
Controller
- Polling mit 8 Byte (Startbyte - immer gleich, Adressbyte Quell- +
Zieladresse in einem Byte, Controlbyte - Befehl zum Lesen, schreiben
etc., Indexbyte - Info, was verändert werden soll - Datenbyte high,
Datenbyte low, CRC-Spalte, CRC-Zeile
- Die Antwort muß im gleiche Format innerhalb 6-30ms erfolgen, sonst
gibt es einen Timeout

Wen es interessiert: Es gibt eine umfangreiche Spec. (ca. 25 Seiten,
PDF), die auf Anfrage gerne zuschicke - Mail an o.a. Adresse

Grüße, der Wirus!

P.S.: Realisiert ist das ganze mit Motorola MC68HCT....

abonniert (war der eigentliche Grund für das Gesülze)

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