Hallo zusammen, ich möchte gerne einen Sensor des Modells Sensirion SHT3x etwas weiter entfernt von einem Mikrocontroller verwenden. Dazu möchte ich diesen auf eine extra Platine setzen, auf der neben dem Sensor zwei Pullups (voraussichtlich 10k) sowie ein Stützkondensator für den Sensor sollen. Der Sensor selbst funktioniert mit I2C und benötigt maximal 1500 uA. Betrieben wird er mit 3,3 V und das Kabel, über die die Versorgung erfolgt, hätte im schlimmsten Fall einen Querschnitt von 0,14 mm² bei einer Länge von 2 m. Die Taktrate kann ich sehr niedrig ansetzten. Diese ist bei der Anwendung unproblematisch. Was für einen Stützkondensator für die Sensorversorgung sollte ich hier wählen? Würden die "Standard 100 nF" hier passen? Muss ich sonst noch irgendetwas beachten? Vielen Dank :-)
Der Stützkondensator soll als kurzfristig verfügbares Ladungsreservoir für den Sensor dienen und nicht dazu den Bus umzuladen. Da würde ich eher darüber nachdenken die Widerstände der Pullups zu verkleinern.
Hallo, > Martin B. schrieb: > Was für einen Stützkondensator für die Sensorversorgung sollte ich hier > wählen? Würden die "Standard 100 nF" hier passen? Ja, aber ein paar uF als Puffer für eher niederfrequente Störungen ist auch nicht schlecht. Die gibt es auch in kleiner Bauform als MLCC. Da brächte es evtl. dann nicht mal die 100nF, weil diese MLCC auch einen sehr niedrigen ESR haben. https://www.reichelt.de/Vielschicht-SMD-G1206/X5R-1206-CE-10U/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=194372&GROUPID=8049&artnr=X5R+1206+CE+10U&trstct=pol_27 https://www.reichelt.de/?ARTICLE=207182&PROVID=2788&gclid=EAIaIQobChMI6MfGrrTz2QIVBqMYCh2lfAuVEAYYASABEgLL8PD_BwE > Muss ich sonst noch irgendetwas beachten? Datenleitungen sollten paarig verdillt mit je einer Masseleitung geführt werden. Schirmung ist immer gut. Für eine bessere Störsicherheit sind kleinere Pull-up (1k...2,2k) zweckmäßig. Wenn etws mehr Strom fließt, ist auch die übertragene Signalleitung höher und das SNR wird dadurch besser. Evtl. auch ein RC-Glied mit Reihenwiderstand jeweils am Treiber (ca. 100...200 Ohm) und paar hundert pF bis par nF gegen hochfrequente Störimpulse. Die Bandbreite der Leitung muß nicht höher sein, als die tatsächlich genutzte Übertragungsgeschw. erfordert. Auch wenn du die Datenrate niedrig machst, können schnelle Schaltflanken zu lästigen Reflektionen auf den Signalleitungen führen. Ab Leitungslänge ca. 10% der min. Wellenlänge muß man mit so was rechnen. Bei 2m Leitungslänge also ab ca. Wellenlänge 20m, was einer Frequenz von nur 10MHz entspricht bzw. Signalflankensteilheit in der Größenordnung von paar 10ns. Liegen die Signalflanken eher im Bereich von paar us, wird das ganze HF-mäßig völlig unkritisch. Für eine Datenrate von paar 10kbit reicht das aber allemal. Je nach Einsatzbedingungen ist evtl. auch ein Überspannungsschutz zweckmäßig. Wenn so was längerfristig betrieben wird, muß man auch mal mit Gewitter und EMP durch nahen Blitzeinschlag rechnen. Gruß Öletronika
Vielen Dank für die Hilfe! :-) U. M. schrieb: > Hallo, >> Martin B. schrieb: >> Was für einen Stützkondensator für die Sensorversorgung sollte ich hier >> wählen? Würden die "Standard 100 nF" hier passen? > Ja, aber ein paar uF als Puffer für eher niederfrequente Störungen ist > auch nicht schlecht. Die gibt es auch in kleiner Bauform als MLCC. > Da brächte es evtl. dann nicht mal die 100nF, weil diese MLCC auch einen > sehr niedrigen ESR haben. Super, dann werde ich einfach zwei Kondensatoren nehmen, einen der vorgeschlagenen + 100 nF. >> Muss ich sonst noch irgendetwas beachten? > Datenleitungen sollten paarig verdillt mit je einer Masseleitung geführt > werden. Schirmung ist immer gut. Also SDA + Masse als ein Paar und SCL + Masse als ein Paar? Das leuchtet mir als Laie ehrlich gesagt nicht ein. Ich dachte bisher, dass verdrillte Leitungen nur bei differenziellen Signalen Sinn machen. Was bringt hier das Verdrillen? > Für eine bessere Störsicherheit sind > kleinere Pull-up (1k...2,2k) zweckmäßig. Wenn etws mehr Strom fließt, > ist auch die übertragene Signalleitung höher und das SNR wird dadurch > besser. Ergibt Sinn! > Evtl. auch ein RC-Glied mit Reihenwiderstand jeweils am Treiber (ca. > 100...200 Ohm) und paar hundert pF bis par nF gegen hochfrequente > Störimpulse. Das bedeutet irgendwo 100 bis 200 Ohm in SDA bzw. SCL in Serie einfügen + jeweils einen kleinen Kondensator zwischen die jeweilige Leitung und Masse? Ich glaube ich würde es erstmal ohne probieren, oder sind die Filterglieder hier sehr wichtig? > Je nach Einsatzbedingungen ist evtl. auch ein Überspannungsschutz > zweckmäßig. Wenn so was längerfristig betrieben wird, muß man auch mal > mit Gewitter und EMP durch nahen Blitzeinschlag rechnen. EMP durch nahen Blitzeinschlag... Dieses Risko kann ich überhaupt nicht einschätzen. Ich glaube ich würde das Risiko erstmal in Kauf nehmen ;-)
Martin B. schrieb: > Also SDA + Masse als ein Paar und SCL + Masse als ein Paar? > Das leuchtet mir als Laie ehrlich gesagt nicht ein. > Ich dachte bisher, dass verdrillte Leitungen nur bei differenziellen > Signalen Sinn machen. Was bringt hier das Verdrillen? Hier geht es ja auch eher darum den Rückflusspfad (=GND) möglichst nahe am Signalpfad zu haben, damit Signal- und Rückflusspfad eine möglichst kleine Fläche aufspannen (niedrigere Induktivität -> bessere Störverhalten). Natürlich kommt es auch immer auf die Anwendung an. Aber Signal- und Rückflusspfad nahe zusammenbringen ist so eine der goldenen Grundregeln.
Die SHT3x-Modelle verwenden die Versorgungsspannung als Referenz für die AD-Konversion, richtig? Dann solltest Du Dir aufgrund der langen Zuleitung eher Gedanken machen, daß Du ein schwingfähiges System bei einer vergleichsweise niedrigen Frequenz hast. 2m Zuleitung können schon 1uH oder mehr an Induktivität ergeben und da die Lastimpedanz sehr hochohmig ist (eff. ca. 2,2 kOhm), muß ein Serienwiderstand in VCC (!) gesetzt werden, damit Schwingungen gedämpft werden. Beispiel: 2uH, 1uF => gibt 112kHz und (wenn man die Differentialgleichungen betrachtet) ist R>sqrt(4*L/C)= 3 Ohm erforderlich, sonst fängt die Versorgung bei 112kHz an zu schwingen - kann ja auch durch eine ext. Störung begünstigt werden. Daher folgender Vorschlag: I2C-Pull-Ups direkt am Kabelende anbinden, dann ein 4R7 bis 10R-Widerstand und dann erst am Sensor 1uF anbringen. Das sollte genügen.
Hallo, > Peter S. schrieb: > Hier geht es ja auch eher darum den Rückflusspfad (=GND) möglichst nahe > am Signalpfad zu haben, damit Signal- und Rückflusspfad eine möglichst > kleine Fläche aufspannen (niedrigere Induktivität -> bessere > Störverhalten). Um Verringerung der Induktivität geht es dabei eigentlich nicht. In einer aufgespannten Leiterschleife wird durch einen EMP eine ordentliche Störspannung induziert. Verdrillt man aber die Leitungen, wird die aufgespannte Fläche nicht nur minimiert, sondern durch die Verdrillung die Wirkung eine Magnetfeldes sogar aufgehoben. https://www.lammertbies.nl/picture/twisted_immunity.png Gruß Öletronika
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