Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Drahtlose Signalübertragung


von grübler (Gast)


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Problemstellung: Übertragung digitalisierter Signale im Bereich 10 kHz 
bis ca. < 1 MHz von einer um einige cm mit variabler Frequenz 
oszillierenden Mechanik zu einem Stator und umgekehrt. Zwei Kanäle hin, 
zwei Kanäle her. Die zu übertragende Strecke ist ein paar cm, alles ist 
metallisch umgeben.

Die Energieübertragung vom Stator zum Oszillator ist induktiv und 
funktioniert: Energy is provided. Mangels Platz fällt die induktive 
Übertragung der Signale wegen Übersprechen aus, hat nicht funktioniert. 
Viel Metall in der Umgebung, Telemetrie/Funk geht aus verschiedenen 
Gründen nicht. Motoren im kW-Bereich in der Nähe.

Bleibt optisch, aber davon hab ich nicht viel Ahnung. Nach erster 
Recherche IR Sender und Empfänger, aber ich habe nichts gefunden, was 
Temperaturen bis ca. 100...120 °C aushält.

Hat jemand ne Idee?

von W.A. (Gast)


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grübler schrieb:
> Zwei Kanäle hin, zwei Kanäle her.

Und warum nicht seriell auf einem Kanal?

> aber ich habe nichts gefunden, was Temperaturen bis
> ca. 100...120 °C aushält

Muss das Ding nach Datenblatt und MIL sicher funktionieren oder ist das 
ein experimenteller Aufbau. In zweiten Fall würde ich es einfach mal 
drauf ankommen lassen.

von grübler (Gast)


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Takt, Data in, Data out, Status. Geht nicht seriell.

MIL ist wurscht, aber funktionieren muss es zuverlässig.

von W.A. (Gast)


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grübler schrieb:
> Takt, Data in, Data out, Status. Geht nicht seriell.

Es gibt genug Übertragungsarten, bei denen Takt und Status (was auch 
immer) nicht separat übertragen werden müssen. Jede RS232-Schnittstelle 
kommt mit einer Datenleitung hin und einer zurück aus, 1-Wire sogar mit 
nur einer für beide Richtungen.

von Falk B. (falk)


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@ grübler (Gast)

>Problemstellung: Übertragung digitalisierter Signale im Bereich 10 kHz
>bis ca. < 1 MHz

Geht es um Steuersignale oder digitale Daten?

>Die Energieübertragung vom Stator zum Oszillator ist induktiv und
>funktioniert: Energy is provided. Mangels Platz fällt die induktive
>Übertragung der Signale wegen Übersprechen aus, hat nicht funktioniert.

Wieso? Eine gebastelte Lösung oder was vom Profi?
Schau dort mal nach.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Royer_Converter#Weblinks

>Viel Metall in der Umgebung, Telemetrie/Funk geht aus verschiedenen
>Gründen nicht. Motoren im kW-Bereich in der Nähe.

Nicht so schnell alles ausschließen, das ist schon mal der 1. Fehler.

>Recherche IR Sender und Empfänger, aber ich habe nichts gefunden, was
>Temperaturen bis ca. 100...120 °C aushält.

Naja, Kunststoffgehäuse haben bei dieser Temperatur dauerhaft ein 
Problem. Aber es gibt auch Metallgeäuse und einige Exoten mit 
Keramikgehäusen.

von grübler (Gast)


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Seriell hab ich vor Jahren durchprobiert, zu geringe Datenrate (vom 16 
bit ADC + ein paar Konrollbits). Hab damals keine gescheite Lösung für > 
3000 Digitalisierungen pro Sekunde gefunden, speziell auf der 
Empfängerseite war es schwierig. Heute sind die Anforderungen etwas 
komplexer, kann ich hier nicht präzisieren.

Das Hauptproblem scheint mir eine optische Übertragung für die hohe 
Temperatur zu finden. Bis 85 °C kein Thema, aber drüber.

von W.A. (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Naja, Kunststoffgehäuse haben bei dieser Temperatur dauerhaft ein
> Problem.

Wobei wir wieder bei der Frage nach dem Einsatzzweck sind. Welche 
Betriebsstundenzahl ist bei welcher Temperatur erforderlich? Vielleicht 
kann man auch aktiv kühlen und den Sensor durch ein Fenster gucken 
lassen. Mit einem kleinen Lasermodul ginge das über ein paar Meter. Ein 
Opto-Sender/-Empfänger stirbt nicht gleich, wenn die Temperatur mal 
1/10°C über die Datenblattangabe geht. Die Dinger werden trotz 
Konststoffgehäuse auch per Reflow gelötet.

von Dödel (Gast)


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ich wette du kannst ir leds + phototransistoren für >120°C finden. wenn 
nicht sogar fertige module.

ausserdem leidet in dem temperaturbereich vielleicht die lebensdauer, 
aber funktionieren wird auch ein 75°C Bauteil "relativ" lange.

Bei den geringen Bauteilkosten evtl. von vornherein eine schublade voll 
ersatzteile/ platinen einkalkulieren und alle paar monate tauschen, wenn 
sich die gelegenheit ergibt.

Oder erstmal abwarten, ob überhaupt etwas ausfällt, du verrätst ja nicht 
wie kritisch die anwendung ist.

Oder wie die Laufzeiten sind? 24/7 oder alle paar Monate mal ein 
Experiment von ein paar minuten???

von W.A. (Gast)


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grübler schrieb:
> Hab damals keine gescheite Lösung für 3000 Digitalisierungen pro Sekunde
> gefunden
3000 Digitalisierungen pro Sekunde mit 16 Bit sind weniger als 100kHz 
Bandbreite. LWL schaffen mit optischen Sendern/Empfängern THz. Da ist 
also noch etwas Luft.

von W.A. (Gast)


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grübler schrieb:
> Heute sind die Anforderungen etwas komplexer, kann ich hier
> nicht präzisieren.

Na dann eben nicht :-(

von grübler (Gast)


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Wenn das so einfach zu beantworten wäre. Wenn die Anforderungen klarer 
definiert wären und wenn man wüsste was die Kunden alles treiben. Wie 
das halt so ist.

Schlimmstenfalls schätze ich mal ca. 10 000 bis 20 000 h bei 100..120 
°C. Keine aktive Kühlung, kein Fenster.

Der bewegte Teil der Elektronik muss in ein Volumen zwischen zwei 
konzentrischen Rohren mit den ca-Maßen d=20 mm und D=35 mm passen. Länge 
50 bis 70 mm, evtl. mehr.

@Falk: Danke, aber Energie klappt.

von Falk B. (falk)


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@ grübler (Gast)

>Schlimmstenfalls schätze ich mal ca. 10 000 bis 20 000 h bei 100..120
>°C. Keine aktive Kühlung, kein Fenster.

Hart.

>Der bewegte Teil der Elektronik

Welche Bewegung? Durchgehende Drehung oder nur Hin und Her Schwingen? 
"oszillierenden Mechanik"
Axial oder Radiales Schwingen?

>muss in ein Volumen zwischen zwei
>konzentrischen Rohren mit den ca-Maßen d=20 mm und D=35 mm passen. Länge
>50 bis 70 mm, evtl. mehr.

Naja, nicht so viel Platz

>@Falk: Danke, aber Energie klappt.

von grübler (Gast)


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Komplexer Bewegungsablauf. Bisschen Vibration.

Kabel aufwickeln ist nicht :-)

von Michael K. (Gast)


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Hört sich irgendwie nach Bohrkopf an.
Optisch bei hohen Temperaturen ist nur ein Problem wenn die Lebensdauer 
ein Problem ist.
So weit ich weiß ist die Elektronik bei Bohrköpfen ein Wegwerfteil das 
nur ein paar Stunden halten muß.
Man weiß halt zuwenig über Seine Applikation, die baulichen 
Gegebenheiten und den Verschmutzungsgrad.

Eine einzelne manchester codierte serielle Übertragung ist bis auf die 
Bandbreite simpler als mehrere sich gegenseitig beeinflussende Signale 
die taktsynchron laufen müssen.
Ist aber schwierig was zu raten wenn die Applikation zu geheim ist um 
Details zu erfahren.

grübler schrieb:
> Mangels Platz fällt die induktive
> Übertragung der Signale wegen Übersprechen aus, hat nicht funktioniert.
Hier würde ich nochmal ansetzen.
Die Induktive Strecke ist bereits vorhanden und funktioniert für Power.
Z.B. der Qi standard bringt bis zu 120W und 2K Datenübertragung.
Das wird Dir nicht reichen, aber schau mal wie weit Du die Daten packen 
kannst um die Anforderungen an die Datenstrecke zu senken.

von grübler (Gast)


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Werkzeugmaschine. Verschmutzungsgrad gering. Manchester hatte ich schon, 
wie gesagt zu langsam, brauche auch bidirektionale Signale.

von W.A. (Gast)


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grübler schrieb:
> Werkzeugmaschine. Verschmutzungsgrad gering.

Mit welchen Maßstäben gemessen?

> Manchester hatte ich schon, wie gesagt zu langsam,
Das liegt aber nicht an Manchester ...

> brauche auch bidirektionale Signale.

Voll- oder Semiduplex?

Lass dir doch nicht alles aus der Nase ziehen.

von Klaus (Gast)


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Wenn man nicht sehr vorsichtig ist, fragt der Kunde das nächste Mal 
selbst bei uc.net nach kostenloser Bauteilsuche, Design und Expertise. 
Das muss man doch verstehen.

von grübler (Gast)


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Sorry, es gibt Grenzen der Auskunftsfreudigkeit. Manche Fragen waren 
überraschend, einige abgefragte Infos hielt ich für nebensächlich, die 
wenigsten sind zielführend.

Und Klaus, ich weiß nicht wievielen Leuten ich hier schon (nicht unter 
diesem Namen) auf die Sprünge geholfen habe, es waren einige. Nein, es 
hat nichts gekostet. Und wenn es dir damit besser geht: Deine 
Hilfestellung ist nicht zwingend erforderlich - wird aber gerne 
genommen.

Ich brauche auch kein fertiges Design, ich sammle nur Ideen und den 
einen oder anderen Tipp. Das ist alles.

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