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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Servosignale übertragen


Autor: Lukas (Gast)
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Hallo!
Ich muss Servosignale (1-2ms +5V alle 20ms) über ca. 10m Entfernung
übertragen.
Meine Frage: Hat jemand Erfahrungen, wie es mit der Stabilität der
Signale aussieht? Was kommt am Ende heraus?
Die Kabel sind ungeschirmt (gewöhnliche, billige Audiokabel) und die
Umgebung ist nicht gerade Störungslos.
Kann ich die Signale einfach übertragen oder sollte ich mit eine andere
möglichkeit einfallen lassen wie z.B. langsamere, längere
Steuerungssignale an einen kleinen Mikrokontroller (ATTiny o.ä) am
Servo senden, der dann das Servo ansteuert.

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
Wenn die Signalquelle "hart"genug ist, kein Problem

MFG Uwe

Autor: Lukas (Gast)
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Was bedeutet "hart"?
Es handelt sich um einem Mikrokontroller mit nachgeschalteten
Transistoren.
Welche Typen wären gut geeignet? Oder soll ich einen Treiberbaustein
verwenden?

Autor: crazy horse (Gast)
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das sicherste ist eine Stromschnittstelle (TTY), entweder einfach Strom
(20mA) ein oder aus (0mA). Der Aufwand ist nicht gross und funktioniert
wirklich selbst in extrem verseuchter Umgebung bestens.

Autor: Rahul (Gast)
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oder wie es Früher verwand wurde: 4mA für 0 und 20mA für 1
So kann man auch einen Leitungsdefekt feststellen...
Was vielleicht auch noch eine Möglichkeit wäre, wäre der Einsatz von
RS422-Transmittern und -Receivern (auch Transceiver).
Diese machen aus einem Signal mit Massebezug ein differentielles: Es
wird der Spannungsunterschied zwischen zwei Leitungen gemessen. Ist die
Spannung auf Leitung A 200mV grösser als auf Leitung B liegt eine
logische 1 von, ist B grösser als A eine 0.
(Elektrische) Störungen wirken auf beide Leitungen gleichzeitig und
werden durch die Differenzbildung aufgehoben, was zur Eliminierung der
Störung führt.
Dieses Differential-Prinzip wird u.a. beim Profibus verwendet, der ja
nun wirklich in den schmutzigsten Gegenden eingesetzt wird (elektrisch,
wie mechanisch).
So in der Art arbeitet auch das Ethernet (Base-T) mit den
twisted-pair-Leitungen.
Durch die verdrillten Leitungen wird die Störsicherheit auch noch
erhöht.

Gruß Rahul

Autor: Rahul (Gast)
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Transceiver (Transmitter und Receiver) gibt es für wenig Geld (<1 Euro)
bei Reichelt mit verschiedenen Nummern.

Autor: Lukas (Gast)
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Welche Bausteine wären empfehlenswert?
Ist dieser Aufwand für 10m wirklich notwendig?

Autor: Rahul (Gast)
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Einerseits sprichst du von einer sehr gestörten Umgebung, andererseits
ist dir das zuviel Aufwand.
Dazu kann ich nur sagen: Versuch macht kluch!
Probier es aus, und du wirst es wissen.
Laut RS422 ist es problemlos möglich, Strecken von 1200m zu
überbrücken...

Autor: Lukas (Gast)
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Ich möchte ebn eure Einschätzung.
Gestörte Ubgebung bedeutet einige herumliegende, ungeschirmte
Stromkabel (Netzspannung) sowie Audiokabel.
Die Servokabel sind teilweise gebündelt in einem Kabelkanal, teilweise
auch lose verlegt,
Die servosteuerung sollte halt auch unter ungünstigen Bedingungen noch
einigermaßen zitterfrei funktionieren, dabei aber einfach bleiben.

Autor: Rahul (Gast)
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Je länger die Kabel werden, um so grösser ist auch die
Wahrscheinlichkeit von einwirkenden Störungen.
Die Wahrscheinlichkeit, dass die Audiokabel die Servo stören ist eher
gering, viel wahrscheinlicher ist, dass die Digitalsignale in die
Audiosignal einstreuen, und sich durch unschöne Geräusche (Knacken)
bemerkbarmachen.

Autor: Lukas (Gast)
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Das sollte nicht passieren... Die audiokabel kann ich anderst verlegen.
Es geht mir eigendlich nur um die sichere Übertragung der
Servosignale.
10m sind ja eigendlich nicht besonders lang.

Autor: crazy horse (Gast)
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Was willst du eigentlich?
Du hast mehrere Möglichkeiten bekommen, wie es geht.
Wie es vielleicht geht, weisst du selbst.
Wie hoch dein Störpegel ist, weiss hier niemand.
Wie sicher die Übertragung sein muss, weiss hier auch niemand.
Entweder mit der Einfachst-Variante probieren oder gleich was nehmen,
was sicher funktioniert, mehr Varianten hast du nicht.
Verstehe wirklich nicht, was du hier rumeierst. Soll einer sagen, mach
das mal direkt mit dem Prozessorpin, 10m geht da schon? Und selbst wenn
das einer sagt - was nützt es dir?

Autor: Lukas (Gast)
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Wen es eine freundliche Person (Gerüchteweise existieren diese!) sagen
würde, könnte ich mir einige Bauteilbestellungen ersparen. Sagt jemand,
dass es wahrscheinlich nicht geht, spare ich mit einige versuche.
Direkt mit dem Prozessorpin geht nicht wegen zulässiger Stromaufnahme,
Herr "Experte"! (@crazy) (Sorry, musste sein!)

Autor: Heinz (Gast)
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Ich tippe mal auf Scheinwerferbewegung für die Lichttechnik einer Disko.
EinServo bietet sich da aufgrund seines Preises an.

Autor: Christof Krüger (Gast)
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Ich kann crazy horse schon etwas verstehen. Zuerst sagst du, dass das
ganze störanfällig ist, dann dass 10 meter ja doch nicht so lang seien.
Entweder du gehst auf nummer sicher oder wagst es halt mit der einfachen
methode. eine 100%ige Antwort wird dir leider niemand geben können, da
keiner das Umfeld der Anwendung genau kennt.

So, und jetzt alle wieder Händchen halten ;)

Autor: Heinz (Gast)
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Direkt aus AVR-Portpin geht!!! (bei kurzen Leitungen) Ein Servo bezieht
seinen Strom ja nicht aus der Impulsleitung sondern aus +5V (gegen
GND).

Autor: Lukas (Gast)
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Ein Servo zieht leider zu viel Strom um es direkt an einen
Mikrokontroller zu hängen.
Vor allem billige Varianten ziehen auch auf der Steuerleitung ziemlich
Strom.
Es handelt sich übrigens nicht um eine Scheinwerferbewegung für die
Lichttechnik einer Disko, sondern um ein Überwachungssystem.
Es ist so, dass die Ubmgebung zwar nicht ideal ist (So eine Art
Serverraum), aber dich nicht schlimm genug um differentielle
Datenübertragung zu rechtfertigen.
Vor allem Soll die Techik einfach sein.... Nicht jede angesteuerte
Kamera ist namlich echt. Aber das nur am Rande

Autor: Ingo Henze (Gast)
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Wie wäre es denn mit Glasfaserkabeln, oder meinetwegen auch
Lichtleitern. Sollte zumindest gegen elektrische Störungen in beiden
Richtungen recht unempfindlich sein.

Autor: Lukas (Gast)
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Aber zu teuer und zu aufwändig...

Autor: Rahul (Gast)
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Dass Servos aus dem Mikrocontroller Strom ziehen, ist ziemlicher
Quatsch. Wozu haben die wohl sonst drei Leitungen (+,-, Impuls)?
Der Strom fliest nur zwischen + und -. Die Impulsleitung wird (sollte)
überhaupt nicht belastet werden.
Ich bin im Moment dabei, Überwachungskameras mit integriertem
Schwenk-Neige-Kopf zu steuern. Die Dinger kosten aber knapp 2.000
Euro...
Die haben aber schon eine eingebaute RS422-Schnittstelle. Es sind auch
nicht wirklich Überwachungskameras, sondern Geräte aus dem
Video-Konferenz-Bereich.
Soll nur der Serverraum überwacht werden?
Dann würde es sich ja anbieten, den ganzen Spaß über Ethernet zu
steuern.
Dann könnte man den Raum prinzipiell auch von Timbuktu aus bzw.
weltweit überwachen...

Naja, wäre eine andere Möglichkeit (Embedded-Webserver gibt es aber ca.
25Euro).

So, Gute Nacht!
Gruß Rahul

Autor: Lukas (Gast)
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Dass sErvos auch aus der steuerleitung Strom ziehen ist KEIN Quatsch.
Vor allem wenn man mehrere Servos an einen Mikrocontroller hängt wird
die zulässige Belastung pro Port rasch überschritten.

Autor: Rahul (Gast)
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Wie denn?
Das ist ein mehr oder weniger hochohmiger Eingang. Sollte das wirklich
der Fall sein, was ich nicht glaube, verpasst man dem Controller einen
Treiber (ULN280x) und alles ist gut.
Bei 10m Leitung kann schon eine gewisse Strombelastung vorhanden sein -
das gebe ich zu, aber Servos selbst haben einen recht hochohmigen
Eingang.

Autor: Lukas (Gast)
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Ein PIC wurde ziemlich warm als ich einige Servos angehängt habe. Die
Spannungsversorgung war aber absolut stabil.

Autor: crazy horse (Gast)
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"Direkt mit dem Prozessorpin geht nicht wegen zulässiger
Stromaufnahme,
Herr "Experte"! (@crazy) (Sorry, musste sein!)"#

"Ein PIC wurde ziemlich warm als ich einige Servos angehängt habe.
Die
Spannungsversorgung war aber absolut stabil."

????

Servos nehmen, zumindest wenn sie intakt sind, so gut wie keinen Strom
am Steuereingang auf, ebenso geben sie keinen Strom ab bei L-Pegel. Das
sind hochohmige Eingänge, spannungsgesteuert.
Wenn der PIC warm wurde, hatte er einen Klatsch oder ein oder mehrere
der Servos. Oder Betriebsspannung des PIC > Betriebsspannung Servo,
dann kann das passieren. Im Modellbau wird mit jedem mA gegeizt

Autor: Rahul (Gast)
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Dass ein PIC warm wird, ist für mich noch keine Begründung, dass Servos
auf der Impulsleitung Strom ziehen.
Von echten Fakten (Strommessung in der Impulsleitung) lasse ich mich
gerne überzeugen, aber nicht, weil nur ein PIC warm wird.

Gruß Rahul

Autor: Lukas (Gast)
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Der PIC läuft normal (Debug - LEDs auf dem Board), aber wenn ein Servo
direkt angeschlossen wird (natürlich nur die Steuerleitung, +5V stammt
von einem Festspannungsregler!) , wird er ziemlich warm.
Da brauche ich keine Messungen um die Schuld beim Servo zu suchen!

Autor: crazy horse (Gast)
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Du bist ja ein ganz Schlauer, ich glaube, du brauchst keine Hilfe mehr.

Autor: Heinz (Gast)
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schtümpth...

Autor: Lukas (Gast)
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Von euch 2 Schlaumeiern (Crazy, Heinz) sicher nicht, aber wenn jemand
vernünftiges mir sagen könnte ob die Übertragung wie beschrieben
funktioniert wäre ich ziemlich dankbar!

Autor: buz11 (Gast)
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Am PIC - Portpin hängt nicht der Servo-Eingang ,
sondern die + Leitung ... ?

Autor: Rahul (Gast)
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@Lukas:
Da würde ich entweder Olga befragen oder es ausprobieren.
Soooo teuer sind 10m Kabel auch nicht...
Und unter der Vorraussetzung, dass am Impulseingang ein nahezu
vernachlässigbarer Strom fliesst (was in deinem Fall ja der nicht so zu
sein scheint), und das Servo somit einen hochohmigen Eingang besitzt,
ist die Wahrscheinlichkeit des Störungseinfangens ziemlich gross.

Ich würde vor Ort (im Serverraum) einen Webserver installieren (ca.
35Euro), der mit einem AVR zusammenarbeitet und bei Bedarf die
Steuerung der Kameras übernimmt.
Im Ruhezustand lässt der AVR die Kameras einfach konstant schwenken.

Gruß Rahul Schlaumeier III

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
Erstmal eines vorweg: Ein intakter Servo zieht am Steuereingang fast
KEINEN Strom!!!!! Wenn ja, machst du irgendwas falsch oder die dinger
sind im Ar...!

Ich habe im Keller an der Heizung 2 Servos direkt an den Portpins eines
68HC11. Der kann +-2mA, die Kabellänge ist so bei 6-8m und die Servos
zittern nur ein wenig wenn ich die Leuchtstofflampen anschalte. Als
"Kabel" wurde einfache Telefonleitung verwendet weil
a:4 Adern drinn und b:etwas geschirmt.
Höre also auf zu jammern, nimm dir ein Stück Kabel,einen Servo und
teste es aus.

MFG Uwe

Autor: Heinz (Gast)
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Es gibt nix Gutes, außer man tut es....

Schlaumeier Heinz (DER Heinz)

Autor: Chris (Gast)
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Hallo,

meine Variante:

entweder die Sache mit der Übertragung als Strom, braucht nur in der
Schaltung einen Operationsvertärker und ebenso am Servo pro Kanal, dort
aber wieder eine Stromversorgung

oder doppelt geschirmtes Mikrofonkabel für Bühnenbetrieb verwenden und
das Ende angepaßt abschließen (erfordert Oszilloskop bei unbekannten
Kabeldaten).

Kombination: doppelt geschirmtes Mikrofonkabel und Stromübertragung

Kosten <10Euro

"(1-2ms +5V alle 20ms) "
Ohne besondere Maßnahmen kommen am Ende der 10m Kabel sowieso keine
eckigen verwertbaren Impulse mehr heraus, auch ohne die wahnsinng
starken Störungen.

Gruß

Autor: Lukas (Gast)
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Es sind bereits normale Stereo - Lautsprecherkabel (links, rechts,
Masse) verlegt. Leider sind diese komplett ungeschirmt.
Über eine Leitung würde ich +5V übertragen, Masse bleibt Masse und die
restliche Leitung soll die Steuersignale führen.
Als Steckeverbinder werden 3,5mm Klinke benutzt, da sie schon vorhanden
sind.
Einen OPV zu verwenden habe ich mir auch schon überlegt. Aber welcher
Baustein soll servoseitig verwendet werden?

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