Single Wire UART für lange Leitungswege

[Rico L. (Firma: qass) (fangblaze)]

Ich habe schon eine Weile gegoogled, aber nichts 100% aussagekräftiges 
gefunden. Ich fummel mir gerade ein Bussystem zusammen. Auf der Platine 
und dem Steckbrett läuft schon alles einwandfrei. Ich nutze Mini Nano 
V.3 Boards mit Atmega 328p. Diese habe ich per UART verbunden und ich 
habe ein Tokensystem mit Master und Slaves entwickelt bei dem alle 
Teilnehmer so verbunden sind:

http://www.avrfreaks.net/sites/default/files/Half%20Duplex%20UART.GIF
Ich habe das Bild über google gefunden. Hoffe das ist so ok.

Es sind im ganzen Gebäude über mehrere Etagen Busleitungen verlegt. Ich 
schätze 200m, aber ich schätze nicht gut ;). Die Leitungen sind nichts 
besonderes, muss ich mir nochmal ansehen.
Nun hatte der alte Bus eine höhere Spannung (Honeywell Bus-2 mit 10-15V 
,..3 Leitungen) als ich mit meinen 5V uC-Board. Ich mache mir daher 
Gedanken um die Versorgung und die Busstabilität. Ich hatte angedacht, 
5V Längsregler zu verwenden und mit einer höheren Spannung einzuspeisen. 
Um die Verluste gering zu halten wollte ich im Nachhinein schauen, wie 
weit ich runter gehen darf. Ich hatte Teilnehmer mit LCD entworfen, 
daher möchte ich Längsregler einsetzen (Ablesbarkeit).

Gedanken mache ich mir aber wie geschildert um den UART. Ich habe 
bedenken, dass die oben gezeigte Schaltung mit vielen Teilnehmern und 
über lange Leitungswege noch richtig funktioniert.

Sind meine Bedenken berechtigt?
Wie kann ich da am besten vorgehen?

Die Busgeschwindigkeit ist nicht kritisch. Momentan sind 2400 Baud 
eingestellt.

Beim Umbau sollte am Besten alles sofort laufen.

Schönen Sonnigen, der Rico

[Gerd E. (robberknight)]

Rico L. schrieb:
> Sind meine Bedenken berechtigt?

Ja

> Wie kann ich da am besten vorgehen?

RS485 verwenden. Das wurde für genau das Problem erfunden.

Alternativ könntest Du auch CAN-Transceiver an UART (statt an 
CAN-Hardware) verwenden.

[X4U (Gast)]

Rico L. schrieb:
> Wie kann ich da am besten vorgehen?

Also meiner einer würde das ganze erst einmal nicht weiter verfolgen und 
sich mit den Grundlagen beschäftigen.

Einstrahlung, Störspannungsabstand, Fehlererkennung und -korrektur, 
Überspannungsschutz, Eindrahtbusse wie LIN  etc. pp.

Da wird dann sehr schnell klar warum der alte Bus auf 15V lief und warum 
5V eben nicht verwendet wurde.

[U. M. (oeletronika)]

Hallo,
> Rico L. schrieb:
> Es sind im ganzen Gebäude über mehrere Etagen Busleitungen verlegt. Ich
> schätze 200m, aber ich schätze nicht gut ;). Die Leitungen sind nichts
> besonderes, muss ich mir nochmal ansehen.
das alleine wäre Grund genug, sich um Störsicherheit und vor allem auch 
Überspannungsschutz ernsthafte Gedanken zu machen.

Wie schon empfohlen, würde ich auch zu RS485 raten, aber auch nicht in 
einer ganz einfachen Form, sondern mit galvanischer Trennung der 
Teilnehmer und robustem Überspanungsschutz. Das ganz besonders, wenn die 
Datenleitungen keinen Schirm haben und evtl. noch nicht mal paarig 
verdrillt sind.

Daß du nur 2400 Baud benötigst, macht die Sache einfacher. Da muß man 
nicht so großen Wert auf exakte Impedanzen der Leitungen und 
Abschlußwiderstände legen.
Alle Fälle empfehle ich bandbreitenbegrenzte Treiber und solide 
Supressordioden für den Überspannungsschutz.
So als Anregung, wie man das machen kann, mal ein kleiner 
Schaltungsauszug im Anhang.
Gruß Öletronika

[fp am Morgen (Gast)]

Wenn es single Wire sein soll: nimm einen LIN Transceiver. TJA1021 oder 
ähnliches.

[Rico L. (Firma: qass) (fangblaze)]

Ich werde es dann mal mit dem TJA1021 versuchen. Danke für die  vielen 
Hinweise!
Macht es Sinn die Baudrate dann weiter zu verringern, bzw wie setze ich 
die sicherste Baudrate mit dem 328p?
Sorry wenn ich blöd frage, aber ich habe da Tabellen gesehen mit 
?Fehlerwarscheinlichkeit abhängig von Takt und Baud?
Daher bin ich nicht sicher, ob diese Frage dann überhaupt so einfach zu 
beantworten ist.
Im Datenblatt stehen wie ich das verstehe auch längst nicht alle 
möglichen Baudmöglichkeiten beschrieben.
Wie geschildert ist die Geschwindigkeit nicht kritisch. Ich möchte nur 
Statusbytes übertragen.