HF-Signale 8 MHz

[Michael Borkowski (Gast)]

Hallo Leute,

Ich stehe vor einem Problem der Datenübertragung über längere Strecken 
und hoffe hier auf Hilfe. Mein Problem ist - denke ich - etwas 
untypisch. Kurze Beschreibung:

Ich Bilde eine Kette aus TLC5940-Chips, das sind PWM-Generator/-Treiber 
(für LED-Beleuchtung). Meine Herausforderung ist die Anzahl: Ich will 
14m LED-Kette ansteuern und brauche dazu 56 TLC-Chips. Ich will die TLC 
auf die 14m verteilen, um nicht einen riesigen Kabelstrang führen zu 
müssen. Gesteuert wird das ganze von einem ATmega32 (andere auch 
möglich).

Auf geringe Strecken läuft die Kommunikation schon, ich überlege mir 
jetzt, wie ich das ganze auf 14m legen kann ohne dass die 
Datenübertragung fehlschlägt. Alle 25cm werde ich einen TLC hinsetzen 
der eben eine 25cm-Einheit von LEDs steuert.

Die Kommunikation funktioniert folgendermaßen: 6 Steuerleitungen (davon 
zwei mit 8 MHz und zwei mit 2 KHz) sollen parallel an die TLC-Chips 
übertragen werden, und 2 Datenleitungen verlaufen in einer Daisy-Chain 
durch die Chips durch (in Wirklichkeit verlaufen diese im Kreis zurück 
zum ATmega) -> siehe Anhang.

Das heißt, die 6 Steuerleitungen will ich an und für sich parallel 
übertragen, habe aber alle 25cm die Möglichkeit, das Signal zu 
verstärken oder sonstwie anzupassen. Die 2 Datenleitungen werden alle 
25cm sowieso aufgegriffen und vom TLC generiert, da gibt es - glaub ich 
- keine Probleme.

Was kann ich mit den Steuerleitungen machen? Wenn ich sie einfach nur so 
verbinde, werden sie wohl im hinteren Teil der Kette nicht mehr richtig 
ankommen (es würden also nur einige LEDs richtig leuchten). Ich hätte 
einfach alle 25cm (da das ganze auf Holz verläuft sind auch andere 
Abstände möglich) irgendeine Art von Repeater eingebaut - intuitiv etwas 
mit einem Transistor/MOSFET und einem Flankendetektor 
(Schmitt-Trigger?).

Oder eventuell eine differentielle Übertragung über die ganze Strecke 
und alle 25cm ein Abgreifen und umwandeln in CMOS-Logik? Die 
Stromversorgung läuft so sowieso parallel (und stark genug) mit.

Ich hoffe auf Kritik zu meiner Idee. Danke wiedereinmal im Vorhinein!

Liebe Grüße,
Michi

[Jörg W. (dl8dtl) (Moderator)]

Ich würde erstmal mit ganz normalen CMOS-Signalen rangehen und
ausprobieren, ob das funktioniert (in einem Versuchsaufbau).  Ggf.
mit einer Serienterminierung arbeiten am Leitungstreiber, um die
Überschwinger zu dämpfen.  Sinnvoll ist es, wenn die Leitung
geometrisch einigermaßen uniform ist, damit sie mit einem annähernd
konstanten Wellenwiderstand arbeitet.

Wenn das nicht reicht, würde ich über RS-485 nachdenken.  Dafür gibt's
fertige Bustransceiver-ICs.

[Michael Borkowski (Gast)]

Danke, werd das mal so ausprobieren. Danke auch für das Stichwort 
"Wellenwiderstand", jetzt hab ich endlich den Artikel darüber hier 
gefunden wo alles schön erklärt ist.

Manchmal braucht man nur so einen kleinen Anstoß ;-)

Werd am Ende berichten wie ich es gelöst habe.

Liebe Grüße,
Michi

[HF-Werkler (Gast)]

Michael Borkowski schrieb:
...Meine Herausforderung ist die Anzahl: Ich will
> 14m LED-Kette ansteuern und brauche dazu 56 TLC-Chips. Ich will die TLC
> auf die 14m verteilen...
> ... 6 Steuerleitungen (davon zwei mit 8 MHz und zwei mit 2 KHz) sollen...
Also da wird es ohne angepasste Leitungen nicht mehr sauber gehen, mal 
abgesehen, dass die Kabel dann ev. als Atenne zu strahlen anfangen.

Bei 14m bist du mit 8MHz und ein wenig Verkürzungsfaktor schon im 
Bereich Lambdaviertel, d.h. du bekommst eine Signalveränderung durch 
Reflexionen, die massiv sein dürfte. --> Entweder geringere Frequenz 
nutzen oder angepasste Leitungstreiber, Kabel und Abschlusswiderstände 
nutzen.

[Falk B. (falk)]

@  Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite

>Ich würde erstmal mit ganz normalen CMOS-Signalen rangehen und
>ausprobieren, ob das funktioniert (in einem Versuchsaufbau).

Naja, bei 14m! und 56 Abgriffen würde ich das nicht mehr machen. Die 
Chance, dass es funktioniert ist eher gering. Allein das Thema 
Masseverschiebung ist hier nicht ohne.
Wenigstens den Takt würde ich ala RS422 differentiell führen und per 
MAX485 & Co an jedem TLC abgreifen. GGF. kann man mit einem MAX485 eine 
handvoll TLCs takten, viel mehr aber nicht.

>  Ggf.
>mit einer Serienterminierung arbeiten am Leitungstreiber,

Bei Multidrop und DEN Leitungslängen? Nicht wirklich. Das schreit nach 
Problemen.

>Überschwinger zu dämpfen.  Sinnvoll ist es, wenn die Leitung
>geometrisch einigermaßen uniform ist, damit sie mit einem annähernd
>konstanten Wellenwiderstand arbeitet.

Jo.

MfG
Falk

[Falk B. (falk)]

Ach so. 56 TLCs sind 896 LEDs. Das kann man mit zwei DMX512 Strängen (= 
Universen) erschlagen. Hat auch den Vorteil, bereits etablierte Technik 
zu sein. Modularisierung ist auch gut. Also eine handvoll TLCs zu einem 
Modul kombinieren und an einen AVR als DMX-Empfänger klemmen. Dann 
braucht es gerade mal zwei Signaladern + Masse + VCC, um die Daten an 
die LEDs zu kriegen. Und das ist dann solide. Allerdings muss man auch 
bei 1m Kabellänge das Thema Wellenwiderstand beachten. Aber hier 
kommt man noch mit CMOS-Pegeln hin.

MFG
Falk