Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Verlässlichkeit bei langem Kabelweg


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von T. S. (elektrowiesel)


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Hallo,

ich möchte eine neue Display-Steuerung bauen, die ihr Signal(Start/Stop 
auf je einer Leitung) von einer SPS bekommt bauen.
Die SPS ist fest verbaut, genau wie die daran angeschlossenen Sensoren.

Das Display liegt 10-15m von der Steuerung entfernt und hat 12V Signale 
über die Relais der SPS bekommen. In der betreffenden Wand müssten noch 
andere Kabel liegen, die womöglich den Signalweg stören könnten.

Wie kann ich die Eingänge der neuen Steuerung am besten bauen, so dass 
keine Störungungen oder Defekte auftreten?

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Das kann man ohne detaillierte Kenntnis der Hardware nicht beantworten. 
Du hättest wenigstens die beiden Produkte benennen sollen.

von T. S. (elektrowiesel)


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Hallo,
die Eingänge sind an einem ATMega8 und die Signalgeber kommen von einer 
Siemens Logo.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Das hilft gar nicht weiter. Ohne Schaltplan (zumindest von den Eingängen 
der Display-Schaltung) ist Dir nicht zu helfen. Die Signale solltest du 
auch mal beschreiben.

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von Volker K. (tobel)


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Tim S. schrieb:
> ... und hat 12V Signale über die Relais der SPS bekommen

Wie ist das zu verstehen? Bitte eine möglichst genaue Erklärung!

von Wolfgang (Gast)


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Tim S. schrieb:
> Das Display liegt 10-15m von der Steuerung entfernt und hat 12V Signale
> über die Relais der SPS bekommen.

Schon vor über 80 Jahren hat man Fernschreiben über viele hundert 
Kilometer übertragen, da sehe ich bei deinen 10-15m kein Problem. Guck 
dir z.B. RS485 oder RS422 an. Im einfachsten Fall reicht ein 
niederohmiger Signalweg und verdrillte Leitungen. 
Überspannungsschutzdioden und Tiefpass sind weitere Maßnahmen.

Du solltest uns auch verraten, was deine neue Steuerung für Eingänge hat 
und wie zeitkritisch die Signalübertragung ist.

> In der betreffenden Wand müssten noch andere Kabel liegen, die
> womöglich den Signalweg stören könnten.

Damit deine Signale nicht gestört werden, musst du sie so kräftig 
machen, dass die Störungen den Signalpegel nicht über die Schaltschwelle 
deiner Eingänge verändern können. Du siehst - es kommt auf die möglichen 
Störungen an. Wenn daneben ein Blitz einschlägt, hast du nur mit einem 
Glasfaser LWL eine Chance.

von T. S. (elektrowiesel)


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Ich entschuldige mich für die Ungenauigkeit.

Habe mich falsch ausgedrückt. Die Steuerung liegt direkt am Display und 
nur der Signalweg von der SPS zu dieser Steuerung ist interessant.

Bei den Signalen handelt es sich um einen einfachen Pegelwechsel von 0V 
auf 12V und nicht um eine Digitale Übertragung. Eine Leitung führt ein 
Start Signal, die andere ein Stop.

Spielen Störungen hier überhaupt eine größere Rolle?

Bei der Steuerung handelt es sich im Grunde um eine Stoppuhr die mit 
aufbereiteten Sensorsignalen gesteuert wird und die Zeit zwischen Start 
und Stop auf dem Display ausgibt.

Auf dem Breadboard sind die Eingänge des mC, zu Testzwecken, direkt an 
Tastern mit Pull-Up Widerständen angeschlossen.

Kann man diese Schalung beibehalten oder sollte man eine Transistor 
Vorstufe als Puffer davor schalten. Ich habe auch mal was von 
Optokopplern in diesem Zusammenhang gelesen.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Tim S. schrieb:
> Bei den Signalen handelt es sich um einen einfachen Pegelwechsel von 0V
> auf 12V und nicht um eine Digitale Übertragung.

Pegelwechsel zwischen zwei Spannungen (genauer Spannungsbereichen) 
sind digitale Signale, die digital eine Information übertragen.

> Bei der Steuerung handelt es sich im Grunde um eine Stoppuhr die mit
> aufbereiteten Sensorsignalen gesteuert wird und die Zeit zwischen Start
> und Stop auf dem Display ausgibt.

Da die Signale von Relais kommen, rate ich jetzt einfach mal, dass es 
nicht auf 1/100s an kommt.

> Auf dem Breadboard sind die Eingänge des mC, zu Testzwecken, direkt an
> Tastern mit Pull-Up Widerständen angeschlossen.

Wieso Pull-Up. Oben hört es sich so an, als ob der High-Pegel von der 
SPS kommen soll. Dann brauchst du bei direkter Verdrahtung einen 
Pull-Down.

Zeige mal ein Schaltbild von deiner Mimik.

Mit den Relais hast du bereits eine galvanische Trennung. Warum willst 
du dann nochmal mit einem Optokoppler trennen. Das wäre nur sinnvoll, 
wenn die vom Relais geschalteten 12V galvanisch nicht zu dem µC gehören.

Dann könntest du die LED im Optokoppler mit dem 12V-Signal von deinen 
Relais betreiben und den Digitalausgang vom Optokoppler an deinen 
µC-Eingang. Ein einfacher Optokoppler mit LED und Phototransistor wäre 
auch ok, dann mit aktiviertem Pull-Up Widerstand des µC, falls der 
soetwas hat, was wahrscheinlich ist.

von Volle (Gast)


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Der Lösungsraum heißt Feldbus
https://de.wikipedia.org/wiki/Feldbus

du bist ja nicht der erste der so was will

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Die spannende Frage ist, ob die Eingänge deines Mikrocontrollers mit 
einer angemessenen Schutzschaltung und Entstörung (das könnte auch in 
Software passieren) ausgestattet sind. Das ergibt sich aus dem 
Schaltplan und dem Programm-Quelltext.

von T. S. (elektrowiesel)


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Die Ausgänge der SPS kann frei verfügt werden, also ist das mit dem 
Pull-Up und den Pegeln erstmal völlig egal.

Ein Feldbus entfällt, da dieser wahrscheinlich zu komplex für die 
Aufgabe sein wird.

Über Entstöhrung Softwareseitig habe ich mir auch schon gedanken 
gemacht.

Das einzige Problem ist folgendes:
Wie überbrücke ich die 10-15m möglichst stöhrungsfrei.

von Wolfgang (Gast)


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Tim S. schrieb:
> Das einzige Problem ist folgendes:
> Wie überbrücke ich die 10-15m möglichst stöhrungsfrei.

Bricht ein Atomkrieg aus, wenn sich da in 10 Jahren einmal eine Störung 
einschleicht, weil nebenan ein Blitz einschlägt, oder wie 
sicherheitskritisch ist deine Anwendung?

von Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)


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Eine Stromschleife dürfte passen. 0/20mA mit Potenzialtrennung.

von StefG (Gast)


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Geschirmte Kabel und die Amper hochskillen ist gut gegen Stöhrungen.

von Joachim B. (jar)


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Michael X. schrieb:
> Eine Stromschleife dürfte passen. 0/20mA mit Potenzialtrennung.

genau (Optokoppler) und mit reichlich Entprellzeit -> PeDa Entprellen 
nach Danneger kann ja auch 200ms sein das dürfte dann reichen.

von m.n. (Gast)


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Tim S. schrieb:
> Das einzige Problem ist folgendes:
> Wie überbrücke ich die 10-15m möglichst stöhrungsfrei.

Meine Klingel ist 40 Meter vom Drücker entfernt.
Klingeldraht genommen - bis heute ohne Störungen ;-)

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