Design-Guidelines für die Geräteentwicklung

[Traubensaft .. (increasingcurrant)]

Hi,

ich bin auf der Suche nach Richtlinien zum Aufbau elektronischer und 
mechatronischer Geräte. Das betrifft vor allem Empfehlungen bezüglich 
der zu verwendenden Kabel- und Steckverbindungen.

Ganz konkret: Ich habe im vergangenen Jahr einen 3D-Drucker entwickelt. 
Dabei wurde eine SPI-Schnittstelle über ca. 200 mm Flachbandkabel und 
konventionelle Pfosten-/Wannenverbinder zwischen zwei Boards aufgebaut. 
Diese hat nicht so prickelnd funktioniert und ein Kommilitone meinte, er 
hielte die Steckverbindungen bei höheren Frqeuenzen für ungeeignet; er 
habe da auch schon schlechte Erfahrungen gemacht.

Gibt es Tabellen mit zulässigen Kabellängen, geeigneten 
Steckverbingungen, geeigneten Kabeltypen, erreichbaren Frequenzen für 
analoge und digitale Signalübertragung etc.?

Ich freu mich auch euren Input
mfg

[Bitwurschtler (Gast)]

Traubensaft .. schrieb:
> Gibt es Tabellen mit zulässigen Kabellängen, geeigneten
> Steckverbingungen, geeigneten Kabeltypen, erreichbaren Frequenzen für
> analoge und digitale Signalübertragung etc.?

Ja, bspw.
https://de.wikipedia.org/wiki/Twisted-Pair-Kabel
http://www.ti.com/lit/an/slyt441/slyt441.pdf

Ansonsten baut man sich halt ein paar Prototypen auf und vermisst diese. 
Im Laufe der Zeit kriegt man dann ein Gefühl für ungünstigen Aufbau 
(crosstalk, nicht angepasste Terminierung, fängt Störungen ein, Dämpfung 
pro Meter, Verbinsungskapazitäten...

[Pandur S. (jetztnicht)]

SPI geht ueber soviel Flachband bei reduzuerten Frequenzen und mit einem 
100 Ohm in Serie zu jedem Signal, und einem 100pF am Ende

[J. F. (Firma: Père Lachaise) (rect)]

Sapperlot W. schrieb:
> SPI geht ueber soviel Flachband bei reduzuerten Frequenzen und mit einem
> 100 Ohm in Serie zu jedem Signal, und einem 100pF am Ende

Woher nimmst du deine Werte?

[Falk B. (falk)]

@ Traubensaft .. (increasingcurrant)

>Dabei wurde eine SPI-Schnittstelle über ca. 200 mm Flachbandkabel und
>konventionelle Pfosten-/Wannenverbinder zwischen zwei Boards aufgebaut.

Kann man machen.

>Diese hat nicht so prickelnd funktioniert und ein Kommilitone meinte, er
>hielte die Steckverbindungen bei höheren Frqeuenzen für ungeeignet; er
>habe da auch schon schlechte Erfahrungen gemacht.

Unsinn.

>Gibt es Tabellen mit zulässigen Kabellängen, geeigneten
>Steckverbingungen, geeigneten Kabeltypen, erreichbaren Frequenzen für
>analoge und digitale Signalübertragung etc.?

Jain. Die ersetzen aber kein Grundlagenwissen.

Siehe Wellenwiderstand.

Beitrag "Re: Skurriles Problem mit BS170 Mosfets"

Hier wurden DEUTLICH längere Flachbandkabel genutzt. Wenn man es richtig 
macht, sind auch 10m möglich.

[Pandur S. (jetztnicht)]

>>Sapperlot W. schrieb:
>> SPI geht ueber soviel Flachband bei reduzuerten Frequenzen und mit einem
>> 100 Ohm in Serie zu jedem Signal, und einem 100pF am Ende
>
>Woher nimmst du deine Werte?

Nun 100 Ohm nehme ich ale Wellenwiderstand, vernachlaessige die 
Kopplung, und dass wir kein Differentialsignal haben. Damit habe ich die 
Reflexionen weg. und zusammen mit einem 100p bekomme ich eine 
Grenzfrequenz von 16MHz. Moeglicherweise waere eine Grenzfrequenz von 
1.6MHz passender fuer einen langsamen SPI, das waere dann 1nF.

Das RC kommt natuerlich am Ende der Leitung, in Signalrichtung. SPI hat 
2 Signalrichtungen, zumindest fest verdrahtet.

[Traubensaft .. (increasingcurrant)]

Bitwurschtler schrieb:
> Twisted-Pair-Kabel

Stimmt, kenne ich natürlich. Was mir nicht klar ist: Welche Signale 
bilden denn z.B. bei einer SPI ein Paar? Ich will ja eben kein 
Übersprechen zwischen beispielsweise MISO und Clock.


Bitwurschtler schrieb:
> Ansonsten baut man sich halt ein paar Prototypen auf und vermisst diese.

Klingt nach einer Menge "Rumwurschteln" bis es 100%-ig läuft.



Das mit der Terminierung werde ich mir noch genauer ansehen. Macht es 
also Sinn, im Layout immer erstmal Platz für ein RC-Glieg zu lassen, das 
man ggf. nicht/mit 0 Ohm bestückt?

[Kabelzüchter (Gast)]

Traubensaft .. schrieb:
> Bitwurschtler schrieb:
>> Twisted-Pair-Kabel
>
> Stimmt, kenne ich natürlich. Was mir nicht klar ist: Welche Signale
> bilden denn z.B. bei einer SPI ein Paar? Ich will ja eben kein
> Übersprechen zwischen beispielsweise MISO und Clock.

Z.B. Signal-Gnd-Paare bilden? (VGA-Pinbelegung winkt...)

Es gibt übrigens auch Flachbandkabel mit Paarweise verdrillten Adern, 
falls 4 Paare nicht reichen. Einfach mal alte SCSI-Verkabelungen 
anschauen (z.B. in VAXStations der 3000er Serie...)

>
> Bitwurschtler schrieb:
>> Ansonsten baut man sich halt ein paar Prototypen auf und vermisst diese.
>
> Klingt nach einer Menge "Rumwurschteln" bis es 100%-ig läuft.
Systematisch vorgegangen nennt sich das Engineering.
Nur Japaner planen alles vom Reissbrett aus...


> Das mit der Terminierung werde ich mir noch genauer ansehen. Macht es
> also Sinn, im Layout immer erstmal Platz für ein RC-Glieg zu lassen, das
> man ggf. nicht/mit 0 Ohm bestückt?
Bingo!

[Hans (Gast)]

und wenns richtig lange sein muss...

einfach die SPI signale über RS422 transceiver jagen...ggf tut lvds 
auch...

in einem gerät durchaus nicht unüblich

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