Hallo allerseits, ich hoffe, ich bin mit meinem Anliegen hier in der Rubrik "Digitaltechnik" richtig, falls nicht, bitte ich meinen Beitrag zu verschieben. Ich knabbere gerade an folgender Problemstellung: - Ein entfernter Sensor soll ausgelesen werden. Ist im Prinzip ein Poti. - Entfernung des Sensors von der Datenverarbeitungsstelle bis zu 1200m. - Der Sensor muß von der DV-Stelle aus elektrisch versorgt werden. :-( - An der DV-Stelle stehen maximal 8V (DC) zur Verfügung. - Unidirektionale Übertragung (Sensor "pusht") reicht. Und last but not least (der schwierige Teil): - Die Leitung ist vorgegeben und kann auch nicht verändert werden. Bei diesem "Spezialkabel" stehen mir 4 Litzen AWG26 (entspricht 4 x 0,14 mm^2) zur Stromversorgung des Sensors und zur Datenübertragung zur Verfügung. Widerstand entspricht somit knapp unter 170 Ohm per Leiter für die 1,2 km. Folgende Gedanken hab' ich mir schon gedacht: 1.) Ursprüngliche Idee: An das Sensorpoti einen Controller mit ADC anflanschen, Sensorwert digitalisieren und differentiell (zum Beispiel mittels CAN-Transceiver) hinauspushen. Es hat sich aber bereits nach ersten Überschlagsrechnungen gezeigt, daß das "laut Ohm" so nicht gehen wird, alleine für den Strom der Transceiver reichts nicht. 2.) Stromschleife: Geht wahrscheinlich prinzipiell, auch wenn ich damit noch nichts gemacht habe. Ist aber wohl einfach und robust. 3.) HART-Feldbusmodemchip: Müsste ziemlich sicher gehen, soweit ich das nach oberflächlicher Recherche bzgl. HART herausgefunden habe. Allerdings ist hier der Schaltungsaufwand wohl auch nicht zu unterschätzen. 3.) Eventuell ginge es auch, einen DiSEqC-Chip zur Übertragung zweckzuentfremden. Irgendwo hab' ich 'mal Microcontroller mit integriertem DiSEqC-Modul gesehen. Dagegen spricht jedoch: Erstens bin ich nicht so der "Programmiermensch", zweitens geht DiSEqC von Koaxkabel aus, Leitungslänge war glaub' ich auf 300m begrenzt. Falls es also mit meinem ungeschirmten Leiter funktionieren würde, wäre es immer noch eine Fricklerlösung. Woran ich jetzt denke: - Mittels V-F-Konverter (LM331?) die Sensorspannung in ein Frequenzsignal umwandeln und über's Kabel jagen und an der Auswertestelle mittels F-V-Converter (LM2907?) wieder zurückwandeln. Dazu die Frage: Geht das prinzipiell über diese lange Leitungslänge bei dem "schlechten" Kabel? Worauf muß ich bei der gewählten Übertragungsfrequenz achten? (Frequenz der o.g. Bausteine ist wohl irgendwo im zweistelligen kHz-Bereich wählbar). Schliesslich will ich ja nicht, dass irgendwelche Atom-Uboote auftauchen oder gar noch der Meßwagen vorbeikommt! ;-) Abschlussfrage: Gibt es eine "bessere" Lösung als die V/F-F/V-Wandlung? Vielen herzlichen Dank, Hank PS: Nein, das Kabel kann wirklich nicht gewechselt werden.
Hast Du wenigstens ein verdrilltes Paar dabei?
Dockarbeiter Hank schrieb: > PS: Nein, das Kabel kann wirklich nicht gewechselt werden. Ok, klingt vernünftig, sehe ich ein. > - An der DV-Stelle stehen maximal 8V (DC) zur Verfügung. Nein, das klingt nicht vernünftig, sehe ich nicht ein. a) Warum muß es nur 8V sein ? b) Warum muß es DC sein ?
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Wie wäre es analog mit 3- oder 4-Leitermessung wie bei PT100 / PT1000? Dazu genügend "kräftiges" Filter und Schutzbeschaltung. Gruß Dietrich
Man könnte aus den 8volt eine groessere spannung erzeugen.
Wie wäre es mit AFSK wie zu guten alten Akustikkopper-Zeiten? Du sagst Du brauchst nur Simplex, das sollte mit einem simplen µC senderseitig ohne Klimmzüge einfach zu implementieren sein und empfangsseitig auch nicht allzu kompliziert.
kannst du die Versorgungsspannung von 8V nicht mit einem Step Up Wandler auf 24V oder noch höher bringen und am Sensor durch einen Step Down Wandler wieder runter auf 5V, dadurch wären die Verluste auf der langen Leitung vielleicht ausreichend für CAN. Gruß Thomas
Dockarbeiter Hank schrieb: > Abschlussfrage: Gibt es eine "bessere" Lösung als die V/F-F/V-Wandlung? Erstmal eine ganz banal Frage: Wie oft mit das Poti ausgelesen werden, i.e. wie schnell wird da dran gedreht?
4-20mA Stromschleife funktioniert auch bei langen Leitungen, eben weil Du ja einen Strom einprägst. Die 8V Versorgungsspannung werden da aber nicht reichen. Siehe http://www.ti.com/lsds/ti/amplifiers-linear/4-20mA-conditioning-products.page Schau Dir mal XTR115/116 und RCV420 an. fchk
Dockarbeiter Hank schrieb: > - Ein entfernter Sensor soll ausgelesen werden. Ist im Prinzip ein Poti. Wenn du uns sagen könntest, was genau es ist, könnten wir dir wahrscheinlich besser helfen. > 2.) Stromschleife: Geht wahrscheinlich prinzipiell, auch wenn ich damit > noch nichts gemacht habe. Ist aber wohl einfach und robust. Wäre mit deinen Infos meine bevorzugte Wahl. Alles andere ist doch nur unnötig kompliziert, ohne Mehrnutzen zu bringen. Würde ich also nur machen, wenn es einen Grund dafür gibt.
Bernd K. schrieb: > Hast Du wenigstens ein verdrilltes Paar dabei? Stimmt, wollte ich eigentlich dazuschreiben: KEIN Twisted Pair vorhanden. Deshalb macht mir die Sache ja auch solches Kopfzerbrechen. Marc Vesely schrieb: >> - An der DV-Stelle stehen maximal 8V (DC) zur Verfügung. > Nein, das klingt nicht vernünftig, sehe ich nicht ein. > a) Warum muß es nur 8V sein ? > b) Warum muß es DC sein ? Da hab' ich mich auch wieder unglücklich ausgedrückt: Standardmässig stehen an der DV-Stelle 8V DC zur Verfügung, prinzipell wäre auch das möglich: freak schrieb: > Man könnte aus den 8volt eine groessere spannung erzeugen. Thomas L. schrieb: > kannst du die Versorgungsspannung von 8V nicht mit einem Step Up Wandler > auf 24V oder noch höher bringen und am Sensor durch einen Step Down > Wandler wieder runter auf 5V, dadurch wären die Verluste auf der langen > Leitung vielleicht ausreichend für CAN. 24V wäre sowiso das Maximum, das ich drüberschicken wollen würde. Geht sich aber wohl auch nicht aus: 19V(24-5) div 340 Ohm = 55mA. Das wird für Controller mit ADC + Transceiver reichlich knapp, denke ich. Dietrich L. schrieb: > Wie wäre es analog mit 3- oder 4-Leitermessung wie bei PT100 / PT1000? > Dazu genügend "kräftiges" Filter und Schutzbeschaltung. Ich denke, diese Idee werde ich mir noch genauer zu Gemüte führen, klingt simpel und robust (beides gewünscht). Bedenken hätte ich da wieder nur wegen Einstrahlungen auf die lange Kabellänge, aber das liesse sich wohl mit einer passenden Filterung ganz gut lösen, denke ich. Bernd K. schrieb: > Wie wäre es mit AFSK wie zu guten alten Akustikkopper-Zeiten? Du sagst > Du brauchst nur Simplex, das sollte mit einem simplen µC senderseitig > ohne Klimmzüge einfach zu implementieren sein und empfangsseitig auch > nicht allzu kompliziert. Auch diese Idee gefällt mir sehr gut, wobei ich mich mit Nachrichtentechnik etc. nicht sonderlich auskenne (wie man aber bestimmt schon bemerkt hat). Wenn ich ehrlich bin, würde ich auf einen eigen Controller im Sensor gerne verzichten, weil ich nicht so der "Programmiermensch" bin. Andererseits wird es ein Spezial-IC ala ADC mit AFSK-Ausgaung kaum geben - ich werde daher auch diese Lösung nicht vorschnell verwerfen, auch wenn sie anfangs Mehraufwand für mich bedeutet. Sollte mich da unter der Woche 'mal genauer einlesen. Frank K. schrieb: > 4-20mA Stromschleife funktioniert auch bei langen Leitungen, eben weil > Du ja einen Strom einprägst. Die 8V Versorgungsspannung werden da aber > nicht reichen. Schau Dir mal XTR115/116 und RCV420 an. Progger schrieb: >> 2.) Stromschleife > Wäre mit deinen Infos meine bevorzugte Wahl. Alles andere ist doch nur > unnötig kompliziert, ohne Mehrnutzen zu bringen. Würde ich also nur > machen, wenn es einen Grund dafür gibt. Hmm, vielleicht habt ihr wirklich Recht, und die einfache, analoge und robuste Lösung ist wirklich hier die geschickteste. Wolfgang schrieb: > Dockarbeiter Hank schrieb: >> Abschlussfrage: Gibt es eine "bessere" Lösung als die V/F-F/V-Wandlung? > Erstmal eine ganz banal Frage: Wie oft mit das Poti ausgelesen werden, > i.e. wie schnell wird da dran gedreht? Stimmt, habe ich im Eifer des Gefechts wieder vergessen gehabt dazuzuschreiben. Prinzipiell möchte ich schon gerne auf mindestens drei Auslesevorgänge in der Sekunde kommen, 5 wären toll und 10 phänomenal. ;-) Also an der Übertragungsrate soll's nicht scheitern, eher unkritisch. Stimmt jedoch, wäre wichtig gewesen, das gleich in's Eingangsposting zu schreiben. Ich danke Euch allen jedenfalls herzlichst für alle Beiträge. Ihr seid ein tolles Forum! Ich werde all die Gedanken und Hinweise nun noch etwas sacken lassen und mir die Sache noch genauer überlegen. Gottseidank liegt kein Zeitdruck vor. Für weitere Tipps und Anregungen bin ich natürlich weiterhin sehr dankbar. Also nochmals: Danke und alles Gute, Hank
Dockarbeiter Hank schrieb: > 55mA. > Das wird für Controller mit ADC + Transceiver reichlich knapp Das kann es nicht sein. Controller und ADC kann man notfalls mit µA betreiben, und differentiale Treiber aus CMOS auch, ich denke dass man den Stromverbrauch unter 1 mA bekommen kann, ganz sicher unter 10 mA, und dazu kann man noch die Schaltung schlafen legen und nur gelegentlich aufwecken (und dann mit gespeicherter Energie versorgen). Du hast uns allerdings nicht verraten, wieviele Messzyklen pro Sekunde du brauchst, das hat wesentlichen Einfluss auf den Energieverbrauch, wenn man es richtig macht. Georg
Georg schrieb: > Dockarbeiter Hank schrieb: >> 55mA. Das wird für Controller mit ADC + Transceiver reichlich knapp > Das kann es nicht sein. Typische CAN-Transceiver wollen "für dominant" lt. Datenblatt um die 75mA. Gut, das kann man runterdrücken, weil der dominante Zustand anscheinend (entgegen seinem Namen) nur relativ kurz anliegt. Anderersxyeits ist es sicher sinnvoll, bei langem und ungeschirmten Kabel die Bitrate möglichst niedrig zu halten, dabei steigt dann wieder die prozentuale Zeit im dominanten Zustand (glaube ich zumindest). Ich denke, da kommt man überschlagen schon 'mal auf ein Drittel gemittelt, das wären dann 25 mA. > Controller und ADC kann man notfalls mit µA betreiben, und differentiale > Treiber aus CMOS auch, ich denke dass man den Stromverbrauch unter 1 mA > bekommen kann, ganz sicher unter 10 mA, und dazu kann man noch die > Schaltung schlafen legen und nur gelegentlich aufwecken (und dann mit > gespeicherter Energie versorgen). Wahrscheinlich hast Du recht und mit diversen Sleep-modes etc. kann man sicher einiges einsparen. Ich gehe aber lieber auf "Nummer Sicher" und rechne mit den maximum ratings, da wird dann schon alles ziemlich knapp. > Du hast uns allerdings nicht verraten, wieviele Messzyklen pro Sekunde > du brauchst, das hat wesentlichen Einfluss auf den Energieverbrauch, > wenn man es richtig macht. Dockarbeiter Hank schrieb: > Stimmt, habe ich im Eifer des Gefechts wieder vergessen gehabt dazu- > zuschreiben. Prinzipiell möchte ich schon gerne auf mindestens drei > Auslesevorgänge in der Sekunde kommen, 5 wären toll und 10 phänomenal. Wie gesagt, an der Übertragungsrate wird es eher nicht scheitern. Mein Problem ist teilweise auch, daß ich ziemlichen Bammel vor Ein- und Abstrahlungen habe. Wahrscheinlich werde ich es wirklich mit der schon mehrmals empfohlenen Stromschleife probieren. Mein Plan ist derzeit, die nächsten Tage die Gedanken noch einmal sacken zu lassen und mir, falls ich mich wirklich für die Stromschleife entscheiden würde, mir ein Eval-Board für den von Frank empfohlenen XTR-Chip von Texas zu holen und damit rumzuspielen (der Mauser hat grad' eins für 35 Euro mit dem XTR111). Ursprünglich war ich ja ehrlich gesagt eher auf eine digitale Lösung "versessen", aber wahrscheinlich handelt man sich damit nur mehr Probleme ein, als es Nurtzen bringt. Ich bin aber natzürlich weiterhin gerne jederzeit dazu bereit, mich voin einer digitalen Lösung überzeugen zu lassen. Nur die Sache mit den CAN-Transceivern habe ich ehrlich gesagt innerlich schon abgehakt - alleine der Mehraufwand mit dem Controller zum digitalisieren des Sensors und bedienen des Transceivers schreckt mich schon ab - Programmieren war aber auch noch nie mein Ding. Danke jedenfalls für Deinen Beitrag, Hank
Dockarbeiter Hank schrieb: > Typische CAN-Transceiver wollen "für dominant" lt. Datenblatt um die > 75mA. Die sind ja auch für die Autoelektronik entworfen, da sind 75 mA Peanuts. Aber es zwingt dich ja keiner, CAN zu realisieren. Georg
Stromschleife mit 4-20mA, jeweils zwei Adern parallel, und fertig. HART ist übrigens nichts anderes als eine Stromschleife mit zusätzlicher eingeprägter Modulation. Brauchst Du nicht.
Dockarbeiter Hank schrieb: > 2.) Stromschleife: Geht wahrscheinlich prinzipiell, auch wenn ich damit > noch nichts gemacht habe. Ist aber wohl einfach und robust. Richtig. Für mich wäre das definitiv das Mittel der Wahl. Einfach, billig und ziemlich zuverlässig. > Woran ich jetzt denke: > > - Mittels V-F-Konverter (LM331?) die Sensorspannung in ein > Frequenzsignal umwandeln und über's Kabel jagen und an der > Auswertestelle mittels F-V-Converter (LM2907?) wieder zurückwandeln. Das ist Mist. Du empfängst am Ende von 1,2km Kabel alles mögliche, nicht nur die eine diskrete Frequenz, die dem Meßwert entspricht. Und durch das verwendete Prinzip der Frequenzmodulation kannst du nicht mal wirklich effizient den Störkram ausfiltern, denn du mußt ja die gesamte Nutzbandbreite durchlassen. > Dazu die Frage: Geht das prinzipiell über diese lange Leitungslänge bei > dem "schlechten" Kabel? Eigentlich nicht. Es kann unter günstigen Umständen funktionieren, aber ich würde nicht mit der Erwartung rangehen, dass es das tut. > Abschlussfrage: Gibt es eine "bessere" Lösung als die V/F-F/V-Wandlung? Du hast sie doch selber bereits genannt.
Irgendwie vermisse ich RS485 bei den Vorschlägen ...
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