Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Mehrere Signale mittels LWL übertragen


von Nicola (Gast)


Lesenswert?

Hallo zusammen

In meinem laufenden Projekt würde ich gerne drei Signale (2xPWM 8kHz, 1x 
Clock 5MHz) mittels Lichtwellenleiter übertragen (simplex). Da die 
Lösung mittels drei LWL sehr kosten intensiv wäre, habe ich mich 
gefragt, ob es möglich ist alle drei Signale auf einem Leiter zu senden 
und die Daten dann mittels Mikrocontroller wieder aufzutrennen. Gibt es 
da bereits fertige Protokolle die direkt auf dem Controller 
implementiert werden können oder müsste man selbst ein Protokoll 
verfassen? Hat jemand Erfahrung damit?

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

@ Nicola (Gast)

>In meinem laufenden Projekt würde ich gerne drei Signale (2xPWM 8kHz, 1x
>Clock 5MHz) mittels Lichtwellenleiter übertragen (simplex).

Noch so einer?

>Da die
>Lösung mittels drei LWL sehr kosten intensiv wäre,

Naja, POF ist billig.

> habe ich mich
>gefragt, ob es möglich ist alle drei Signale auf einem Leiter zu senden
>und die Daten dann mittels Mikrocontroller wieder aufzutrennen.

Mit einem Mikrocontroller eher nicht, das geht eher in Richtung 
Spezial-IC oder FPGA.

> Gibt es
>da bereits fertige Protokolle die direkt auf dem Controller
>implementiert werden können oder müsste man selbst ein Protokoll
>verfassen?

Man könnte versuchen, einen S/PDIF Konverter dafür zu benutzen, da kommt 
am anderen Ende der Takt und das digitale Datensignal raus. Dann muss 
man nur noch die PWM abtasten und in den digitalen Audiokanal packen.

Aber bevor man den Aufwand treibt, sollte man sich fragen, ob die 
LWL-Übertragung WIRKLICH nötig ist. Was soll denn dabei rauskommen?

von Falk B. (falk)


Lesenswert?


von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Nicola schrieb:
> Hat jemand Erfahrung damit?

Bei LWL gibt es beispielsweise die Möglichkeit, Licht mit verschiedenen 
Wellenlängen zu verwenden. Jede Farbe ist dann einem Signal zugeordnet. 
Das ist aber auf der optischen Seite etwas Aufwand.

Nicola schrieb:
> Gibt es da bereits fertige Protokolle die direkt auf dem Controller
> implementiert werden können oder müsste man selbst ein Protokoll
> verfassen?

Einfacher ist, nur einen Datenstrom über den LWL zu schicken.
Es bietet sich an, Manchesterkodierung zu verwenden, bei der der Takt 
deinem Clocksignal entspricht. Dann brauchst du nur eine einfache 
Taktrückgewinnung.
https://de.wikipedia.org/wiki/Leitungscode#Manchesterkodierung

Willst du das PWM-Signal analog (direkte Übertragung der Zeiten) oder 
digital  als Angabe zum Tastverhältnis übertragen?
Bei 2x8kHz ist es eine Frage der Auflösung, ob das in einem 
Manchestercode mit 5/10MHz Takt unterzubringen wäre.

von georg (Gast)


Lesenswert?

Nicola schrieb:
> würde ich gerne drei Signale (2xPWM 8kHz, 1x
> Clock 5MHz) mittels Lichtwellenleiter übertragen

Warum eigentlich? Reicht nicht auch ein 5MHz-Clock vor Ort erzeugt oder 
muss das zu irgendwas synchron sein? Wenn nicht würde ich zwei PWM-Werte 
als Digitalwort übertragen und 5 MHz lokal erzeugen. Z.B. ein 
Winzkontroller mit 5 MHz Takt als Empfänger.

Georg

von Nicola (Gast)


Lesenswert?

Wir versuchen einen einphasigen Strang eines Modularen Multilevel 
Umrichter für das Niederspannungsnetz zu bauen. Dabei sollen die 
Lichtwellenleiter die Verbindung zu den einzelen Zellen bilden. Die 
einzelen Zellen sollen zur Steuereinheit potentialgetrennt sein. Die 
Übertragung mittels Lichtwellenleiter ist in unserem Projekt eigentlich 
nicht nötig, falls aber zu einem späteren Zeitpunkt in betracht gezogen 
wird, das ganze für höhere Spannungen zu bauen wären Lichtwellenleiter 
die bevorzugte Lösung. Wir verwenden einen Delta-Sigma Wandler (AD7403). 
Dieser brauch einen synchronisierten Clk, darum kann dieser nicht auf 
den Zellen generiert werden.

von Bernd G. (Gast)


Lesenswert?

> Wir versuchen einen einphasigen Strang eines Modularen Multilevel
> Umrichter für das Niederspannungsnetz zu bauen.

Wer ist "wir"? Gewerblich oder privat oder Hochschulprojekt?

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

@Nicola (Gast)

>Wir versuchen einen einphasigen Strang eines Modularen Multilevel
>Umrichter für das Niederspannungsnetz zu bauen.

Dafür reichen HF-Trafos.

>wird, das ganze für höhere Spannungen zu bauen wären Lichtwellenleiter
>die bevorzugte Lösung.

Sieht so aus.

> Wir verwenden einen Delta-Sigma Wandler (AD7403).

Was macht der denn in dem Umrichter? Strommessung?

>Dieser brauch einen synchronisierten Clk, darum kann dieser nicht auf
>den Zellen generiert werden.

Ich glaub euer Konzept ist hier nicht so ganz optimal.

Vor allen, kann es sein, daß der Takt in die GEGENRICHTUNG der 
PWM-Signale laufen muss?

Mach mal ein Blockdiagramm mit Signalen und Richtungen.

Alles in Allem glaube ich aber, daß für euch drei LWLs deutlich 
einfacher und billiger sind als eine Zusatzentwicklung. Denn ich vermute 
mal, daß eure Kompetenzen eher bei der Leistungselektronik liegen und 
weniger in der  Datenübertragung. Und für ein Uniprojekt spielen ein 
paar Euro mehr oder weniger keine Rolle, denn die gebt ihr 100fach für 
eine Eigenentwicklung aus. Erst mit ausreichend Stückzahlen ist die 
Lösung mit einem LWL billiger. Ich könnt ja schon mal versuchen, den 
Break Even Point abzuschätzen ;-)

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

Aber rein technisch betrachtet.

Wenn wir mal die 8 kHz mit 10 Bit auflösen wollen, braucht man 8 MHz 
Abtastrate. Mal zwei macht das 16 Mbit/s. Runden wir etwas auf sind wir 
bei vielleicht 20 MHz, das verkraftet der ADC noch. Also braucht man 
einen IC, der einen 20 Mbit Datenstrom passend kodiert und serialisiert. 
Der Empfänger dekodiert das wider und liefert im Idealfall noch den 20 
MHz Takt.

Hotlink von Cypress wäre ein guter Anfang, auch wenn die langsamsten 
erst bei 50 Mbit/s anfangen.

http://www.cypress.com/search/psg/1226#/?_facetShow=ss_pstandard,fs_pmin_speed_mbps_,fs_pmax_speed_mbps_,fs_pmin_operating_voltage_v_,fs_pmax_operating_voltage_v_,ss_p8b_10b_endec,ss_pfunctions,fs_pno_of_channels,ss_ppackage,fs_pmin_operating_temp_c_,fs_part_price

von Nicola (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Ja es geht dabei um ein Uni-Projekt =)

aber wenn das ganze einen so grossen Mehraufwand bedeutet, bleiben wir 
wahrscheinlich bei unserern anfänglichen vier Lichtwellenleitern.

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

@Nicola (Gast)

>aber wenn das ganze einen so grossen Mehraufwand bedeutet, bleiben wir
>wahrscheinlich bei unserern anfänglichen vier Lichtwellenleitern.

Ähh, das müßt ihr auch, denn die Gatetreiber liegen auf verschiedenen 
Potantialen! Bestenfalls könnte man die Spannungsmessung + Low Side 
Treiber kombinieren. Aber auch das lohnt sich kaum.

KISS!

von Nicola (Gast)


Lesenswert?

Danke für die raschen Antworten

von Bernd G. (Gast)


Lesenswert?

> aber wenn das ganze einen so grossen Mehraufwand bedeutet,

Ja, es ist absolut nicht trivial. Bis die LWL-Datenübertragung genau das 
macht, was von ihr verlangt wird und der Fehlerratentester dann über 
viele Tage Laufzeit mit QZF23 Null Fehler anzeigt, ist ein steiniger Weg 
zurückzulegen.

von Martin (Gast)


Lesenswert?

Einfach das Signal einer RS232 Schnittstelle durch den LWL schicken.

von Martin (Gast)


Lesenswert?

ok, ist bestimmt zu langsam.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.