Gut geeignete Schnittstelle für selbstentwickelte Laborgeräte - RS485/RS422 oder doch Fiberoptik?

[Sascha W. (arno_nyhm)]

Hallo,

ich überlege in welche Richtung ich die Entwicklung zukünftiger Geräte 
für den Laboreinsatz lenke.
Laboreinsatz im Sinne eines raumfüllenden Aufbaus, welcher eine lange 
Zeit bestehen bleibt; quer durch den Raum verteilt sind verschiedene 
Geräte die über einen PC, gern per zentralem Kommunikations-Hub, 
parametriert und auch Messwerte ausgelesen werden sollen.
Es geht hierbei ausschließlich um eher langsame Dateneübertragung - 
schnelle Messwerterfassung erfolgt über dedizierte Anlagen.

Der bisherige Stand ist RS-232, nicht galvanisch getrennt, 
Punkt-zu-Punkt und einfache Kommunikation per Klartext mit 115.2kBAUD.

Das ist soweit auch in Ordnung und läuft optimal bei sehr geringem 
Implementationsaufwand (MAX232 und eine D-SUB9-Buchse, ...), doch für 
einen dauerhaft störungssicheren Aufbau, auch bei längeren Leitungen 
(bis zu ca. 25m) ist RS-232 natürlich ungeeignet. Ebenfalls 
problematisch sind Erdschleifen aufgrund der fehlenden galvanischen 
Trennung.

Nun habe ich einen sehr netten IC von Maxim entdeckt, den ADM2587E (bzw. 
ADM2582E für bis zu 16Mbit).
Dies ist ein RS-485/RS-422 Transciver mit komplett integrierter 
galvanischer Trennung, dh. auch der DC/DC-Wandler ist komplett mit im 
20-pinnigen SO-Gehäuse integriert!

Ich würde bei der Umsetzung bei RS-422 mit vier Leitungen im Full-Duplex 
bleiben, also wieder eine Punkt-zu-Punkt Verbindung von jedem Gerät zu 
einem Kummunikationshub, welches ettliche RS-422 Ports zur Verfügung 
stellt, und selbst über Ethernet oder USB an den PC angeschlossen wird.

Die andere Möglichkeit wäre eine optische Kommunikationsstrecke mit 
Glasfaserleitungen. Ein 155Mbps Transceiver im Standard 9-Pin-Gehäuse, 
wie der AFBR-5803, wird hierbei etwas zweckentfremdet und mit wesentlich 
geringerer Datengeschwindigkeit betrieben.
Und gleich vorweg - ja, das geht. Diese Typen besitzen keine 
Kondensatoren in den PECL-Leitungen zum/vom Transceiver und kommen somit 
auch mit sehr langsamen Signalen klar.
Hier zu sehen eine solche Umsetzung einer lansamen Kommunikation, RS-232 
direkt auf Glasfaser:
http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0864-084X2008000100005


Die Glasfaser-Lösung wäre etwas kostspieliger, bei der Auflage der 
Geräte aber insignifikant; so ein galvanisch getrennter Transceiver IC 
kostet ca. 10EUR, der AFBR-5803 kostet 30EUR.
Welche Lösung würdet Ihr bevorzugen?
Hat schonmal jemand die ADM2582E/ADM2587E von Analog Devices eingesetzt?

[John D. (Gast)]

Sascha W. schrieb:
>
> Die andere Möglichkeit wäre eine optische Kommunikationsstrecke mit
> Glasfaserleitungen. Ein 155Mbps Transceiver im Standard 9-Pin-Gehäuse,
> wie der AFBR-5803, wird hierbei etwas zweckentfremdet und mit wesentlich
> geringerer Datengeschwindigkeit betrieben.
> Und gleich vorweg - ja, das geht.

Vorsicht. Diese Datenempfänger haben eine untere Grenzfrequenz. Eine zu 
niedrige Datenrate und zu lange 0- oder 1-Folgen führen dann zu 
Übertragungsfehlern.
Bitte an einem Musteraufbau austesten.

> Die Glasfaser-Lösung wäre etwas kostspieliger, bei der Auflage der
> Geräte aber insignifikant; so ein galvanisch getrennter Transceiver IC
> kostet ca. 10EUR, der AFBR-5803 kostet 30EUR.
> Welche Lösung würdet Ihr bevorzugen?

Für eine ähnliche Anwendung habe ich mir eine Rolle POF und die PD und 
LED SFH250V und SFH757V zugelegt. Machen mehr Aufwand, da man ja noch 
die Beschaltung für RX und TX benötigt; sind aber natürlich DC-fähig und 
ich kann mir die Verbindungen selber herstellen ohne konfektionierte und 
teure Kabel verwenden zu müssen.

[Mike (Gast)]

Ja dass stimt, FO-Transceiver werden unter 1..2 M Bit/s Probleme 
bereiten, sobald f-Signal < f-LASER Regelung!

Ich würde unbedingt Ethernet in Betracht ziehen!!!

[Falk B. (falk)]

Xport von Lantronix? Ethernet rein, RS232 (TTL) raus. Plug & Play.

[Christian B. (casandro)]

Also wenn Du die Möglichkeit dazu hast, nimm Ethernet. Du musst ja nicht 
gleich TCP/IP sprechen, aber Ethernet löst schon mal eine Menge Probleme 
auf der physikalischen Schicht...

Ethernet ist aber selbst nicht so ganz echtzeitfähig, sprich Echtzeit 
musst du zum Beispiel über Broadcast-Pakete die Uhren synchronisieren, 
realisieren.

[Markus M. (Firma: EleLa - www.elela.de) (mmvisual)]

Wieso nicht CAN-Bus?
Das wäre meine erste Wahl.

[matthiassaihttam (Gast)]

>Wieso nicht CAN-Bus?
Gibt auch isolierte CAN Transceiver.

[Mehmet K. (mkmk)]

Sascha W. schrieb:
> auch bei längeren Leitungen(bis zu ca. 25m) ist RS-232 natürlich ungeeignet.

Also in früher Grauzeit, als AT&T Unix der Platzhirsch und SCO-Unix hip 
war, also da hatten wir unzaehlige RS232 Verbindungen zwischen Terminals 
und Server, die sich über mehrere 100m erstreckten. Baudrate war 9.600; 
und nein, Probleme gab's nie.

[Mw E. (Firma: fritzler-avr.de) (fritzler)]

Man könnte doch auch TORX173 und TOTX173 nutzen.
Also die optischen Sender/mpfänger für SPDIF.
Da kostet das Stück nicht 30€.

[Uli der Troll (Gast)]

Ich verwend auch RS422, aber nicht galvanisch getrennt. Im Labor gibt es 
keine so grossen Erd-spannungen, dass die Trennung wesentlich waere..
Und falls sie waere, dann haette ich die ADM2487, oder ADuM xxxx, oder 
ISO 721

[Peter S. (psavr)]

Unbedingt Ethernet!!!!

Ist universell, sehr ausbaufähig, erweiterbar, preiswert, einfach 
vernetzbar, störunanfällig, weit verbereitete, vorhanden bei jedem PC, 
auch für die meisten Messgeräten und Embedded-uC verfügbar, hohe 
Datentransverraten, und, und, und...

[Uli der Troll (Gast)]

Leider fuer einen einfachen AVR sinnlos.

[GB (Gast)]

Falk Brunner schrieb:
> Xport von Lantronix? Ethernet rein, RS232 (TTL) raus. Plug & Play.

34€ für langsame Datenübertragung.

RS-485 geht mit jedem Mikrocontroller. Dann ist kein CAN-Modul 
notwendig.

Die Trennung würde ich mit Optokopplern (z.B. 6N137) machen und die 
Versorgung mit einem 1:1 Transformator mit Mittelabgriff + TL494.

[H.Joachim S. (crazyhorse)]

Ich würde RS485 (also halbduplex) nehmen, vereinfacht die Verkabelung 
deutlich.
Isoliert oder nicht - darüber kann man trefflich streiten. Oft unnötig, 
manchmal aber eben nicht. Innerhalb eines Raumes kann man meiner Meinung 
nach immer darauf verzichten.
Auf jeden Fall würde ich aber die Finger von Maxim-Bauteilen lassen, ist 
inzwischen bei mir absolute Bedingung geworden. Die schmeissen Bauteile 
schneller aus dem Programm, bevor man schauen kann bzw. kommen oft nie 
über Ankündigungen oder sample-Status hinaus. Heftige Lieferzeiten sind 
oft auch völlig normal.
Wenn isoliert, dann nimm den ADM2485 von Analog Devices. Für RS422 haben 
sie glaube ich nichts fertiges. Aber da kann man einen 2Kanal-Koppler 
mit Iso-Power + Standard-RS422-Chip nehmen.

[Marian (phiarc)]

Martin Wende schrieb:
> Man könnte doch auch TORX173 und TOTX173 nutzen.
> Also die optischen Sender/mpfänger für SPDIF.
> Da kostet das Stück nicht 30€.

25 m Leitungen mit POF dürften wenig zuverlässig sein.

Ich schließe mich mal der "Ethernet!!elf!"-Fraktion an.

[Falk B. (falk)]

@ Marian B. (phiarc)

>25 m Leitungen mit POF dürften wenig zuverlässig sein.

Das geht problemlos, wenn gleich nicht unbedingt mit den klassischen 
TORX/TOTX. Aber es gibt Alternativen SF551V von Avagotec sowie SFH756V, 
die haben deutlich mehr Reserven. Oder die Optoklemme von Ratioplast.

http://www.ratioplast.de/index.php/de/component/jshopping/category/view/105?Itemid=144

[Marian (phiarc)]

Ok. Ich weiß nicht wie bei Avago/Agilent/HP die Langzeitverfügbarkeit 
von diesen Teilen ist (wahrscheinlich exzellent), aber tendenziell würde 
ich eher zu einer Standard-COTS-Lösung greifen - wie eben Ethernet. 
Ethernet-PHYs etc. wird man noch problemlos in >20 Jahren von diversen 
Herstellern beschaffen können.

[Kaj (Gast)]

Sascha W. schrieb:
> auch bei längeren Leitungen
> (bis zu ca. 25m) ist RS-232 natürlich ungeeignet
Mit RS232 kann die Leitung auch ohne Probleme 100m und länger sein, das 
ist ja das schöne daran, und ist auch in der Praxis überhaupt kein 
Problem! Das einzige was durch die Länge limitiert wird, ist die 
Baudrate.
http://de.wikipedia.org/wiki/RS232#Leitungsl.C3.A4nge_und_.C3.9Cbertragungsrate

[Frank K. (fchk)]

GB schrieb:
> Falk Brunner schrieb:
>> Xport von Lantronix? Ethernet rein, RS232 (TTL) raus. Plug & Play.
>
> 34€ für langsame Datenübertragung.

Das muss nicht sein. Ein Ethernet-Knoten mit einem PIC18F67J60 hat einen 
Materialaufwand von unter 10€, wobei die Ethernet-Buchse mit PHY das 
teuerste Bauteil dabei ist. Das ist die mit Abstand einfachste, kleinste 
und billigste Lösung für einen Ethernet-Knoten, weil alles in einem Chip 
ist.

Siehe

Beitrag "Re: Günstigstes Web I/O"

fchk

[Georg (Gast)]

Hallo,

das wichtigste Argument gegen Fiberoptik wäre für mich, dass so etwas 
eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung ist und kein Bus. Eine Weiterverbindung 
zum nächsten Knoten geht nur mit aktiven Komponenten, fällt an der 
Stelle die Versorgung aus, so sind alle folgenden Einheiten 
unerreichbar. D.h. im Schnitt fallen 50% der Knoten aus, wenn man Pech 
hat alle, in jedem Fall ist die Anlage unbrauchbar. Bei z.B. RS485 kann 
eine Gerät ausfallen ohne Einfluss auf die anderen, es fehlt dann nur 
dieser eine Knoten.

Für die Verbindung von Master und 1 Slave habe ich schon oft 
POF-Leitungen eingesetzt, das ist eben ein anderer Fall.

Georg