Hallo! Das ist mein erster Beitrag hier, vielleicht kann mir jemand weiterhelfen. Gegeben ist folgendes: o Ein Steuergerät soll mit mehreren Geräten kommunizieren o Die Geräte haben eine gemeinsame GND-Verbindung o Jedes Gerät hat eine eigene Stromversorgung o Daten sollen in beide Richtungen gehen, aber nicht zur gleichen Zeit o Die Geräte sind neben der GND Verbindung über blanke Kupferdrähte miteinander verbunden o Die Verbindungen sollten einige Kilometer lang sein (5km müssten reichen) o Drahtlose Kommunikation geht nicht, weil: o Das ganze befindet sich in einem nicht näher beschriebenen elektrisch-leitenden Medium, welches als "GND-Verbindung" genutzt wird o Keine hohe Übertragungsraten (ein paar Bytes pro Minute) o (siehe Bild im Anhang) Wie würde man so etwas realisieren? Extrem viel Leistung vorne in die Leitung reinschicken und hoffen, dass am Ende etwas brauchbares rauskommt? Danke schon mal im Voraus für alle Antworten!
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Moin, Guck' dir an, wie U-Boote kommunizieren. Die schwimmen auch "in einem nicht genauer beschriebenen elektrisch leitenden Medium". Gruss WK
Dergute W. schrieb: > Moin, > > Guck' dir an, wie U-Boote kommunizieren. Die schwimmen auch "in einem > nicht genauer beschriebenen elektrisch leitenden Medium". > > Gruss > WK Haha, interessanter Ansatz, aber ich rede hier von drahtgebundener Datenübertragung, nicht von drahtloser Übertragung mit tiefen Frequenzen. Aber danke schon mal für die schnelle Antwort.
Hi, warum sind denn die Datenleitungen blank? Damit schließt man sie doch über das nicht näher beschriebene Medium nach Masse kurz?!
nicht näher beschriebener User schrieb: > Hi, > > warum sind denn die Datenleitungen blank? Damit schließt man sie doch > über das nicht näher beschriebene Medium nach Masse kurz?! Genau das ist ja das Problem! Die Leitungen sind dünn und blank, weil sie dadurch weniger Gewicht haben. Ich weiß, das ist blöd, aber das sind die Vorgaben dieser "Problemstellung". Und es ist übrigens kein Kurzschluss (R = 0 Ohm) sondern nur eine sehr niederohmige Verbindung ;-)
Es entsteht ein Spannungsteiler, "Signalquelle, nichtisolierte Leitung, und leitendem Medium". Solange der Empfänger das Ergebnis dieser Spannungsteilung noch detektieren kann, kannst du damit Daten übertragen.
Günter Lenz schrieb: > Es entsteht ein Spannungsteiler, "Signalquelle, nichtisolierte > Leitung, und leitendem Medium". Solange der Empfänger > das Ergebnis dieser Spannungsteilung noch detektieren kann, > kannst du damit Daten übertragen. Also dann einfach viel Strom durch die Leitung schicken -> größerer Spannungsabfall am "Kurzschluss" -> akzeptabe Spannung am anderen Ende. Ganz einfach eigentlich.
Und die eigentliche Datenübertragung wie ein normaler One-Wire-Bus, dafür gibt es ja schon fertige Lösungen...
Andi G. schrieb: > Günter Lenz schrieb: >> Es entsteht ein Spannungsteiler, "Signalquelle, nichtisolierte >> Leitung, und leitendem Medium". Solange der Empfänger >> das Ergebnis dieser Spannungsteilung noch detektieren kann, >> kannst du damit Daten übertragen. > > Also dann einfach viel Strom durch die Leitung schicken -> größerer > Spannungsabfall am "Kurzschluss" -> akzeptabe Spannung am anderen Ende. > > Ganz einfach eigentlich. ... und Millionen toter Maulwürfe im "nicht näher bezeichneten Medium" ;).
Markus F. schrieb: > Andi G. schrieb: >> Günter Lenz schrieb: >>> Es entsteht ein Spannungsteiler, "Signalquelle, nichtisolierte >>> Leitung, und leitendem Medium". Solange der Empfänger >>> das Ergebnis dieser Spannungsteilung noch detektieren kann, >>> kannst du damit Daten übertragen. >> >> Also dann einfach viel Strom durch die Leitung schicken -> größerer >> Spannungsabfall am "Kurzschluss" -> akzeptabe Spannung am anderen Ende. >> >> Ganz einfach eigentlich. > > ... und Millionen toter Maulwürfe im "nicht näher bezeichneten Medium" > ;). Ha! Frage: Ist Glasfaser eigentlich leichter als Kupferdraht? Da hätte man das Problem mit den Kurzschlüssen ja gar nicht!!
Andi G. schrieb: > Und die eigentliche Datenübertragung wie ein normaler One-Wire-Bus, > dafür gibt es ja schon fertige Lösungen... Bei blanken Drähten darf kein DC Offset drauf sein, sonst korrodiert das in Nullkommanix weg. Damit fallen UART Protokolle und One-Wire weg. Aus ebendiesem Grunde hätte ich Lackdraht genommen - der Lack wiegt im Vergleich zum Kupfer praktisch nix, isoliert und verhindert Korrosion. Sowas wie DCC wie bei der Modelleisenbahn könnte funktioniern (siehe OpenDCC.de Webseite). Da ist normalerweise kein Gleichspannungs-Anteil drauf.
Andi G. schrieb: > Günter Lenz schrieb: >> Es entsteht ein Spannungsteiler, "Signalquelle, nichtisolierte >> Leitung, und leitendem Medium". Solange der Empfänger >> das Ergebnis dieser Spannungsteilung noch detektieren kann, >> kannst du damit Daten übertragen. > > Also dann einfach viel Strom durch die Leitung schicken -> größerer > Spannungsabfall am "Kurzschluss" -> akzeptabe Spannung am anderen Ende. > > Ganz einfach eigentlich. Tja, nur beißt sich das irgendwie mit dem "dünne blanke Leitung wegen geringem Gewicht". Wenn die Leitung wirklich so dünn ist, dass eine Isolation einen deutlichen Gewichtsnachteil bringt, dann wage ich mal zu bezweifeln, dass diese Leitung den nötigen Speisestrom verkraftet. Ich bin jetzt aber zu faul um das mal modellhaft durchzurechnen. ;-)
Jim M. schrieb: > Andi G. schrieb: >> Und die eigentliche Datenübertragung wie ein normaler One-Wire-Bus, >> dafür gibt es ja schon fertige Lösungen... > > Bei blanken Drähten darf kein DC Offset drauf sein, sonst korrodiert das > in Nullkommanix weg. Damit fallen UART Protokolle und One-Wire weg. > > Aus ebendiesem Grunde hätte ich Lackdraht genommen - der Lack wiegt im > Vergleich zum Kupfer praktisch nix, isoliert und verhindert Korrosion. > > Sowas wie DCC wie bei der Modelleisenbahn könnte funktioniern (siehe > OpenDCC.de Webseite). Da ist normalerweise kein Gleichspannungs-Anteil > drauf. Lackisolierter Draht, also das Zeug was man bei den Wicklungen von Motoren und so verwendet? Bezüglich dem Protokoll, das ist nicht das Problem, da würde ich mir selbst was einfallen lassen ... Aber ich glaube mit lackisoliertem Draht wäre das Problem gelöst! Wiedermal sieht man, dass die Lösung für ein Problem so einfach sein kann, dass man selbst nicht draufkommt ;-) Danke für alle Antworten!
Ralf D. schrieb: > Tja, nur beißt sich das irgendwie mit dem "dünne blanke Leitung wegen > geringem Gewicht". Wenn die Leitung wirklich so dünn ist, dass eine > Isolation einen deutlichen Gewichtsnachteil bringt, dann wage ich mal zu > bezweifeln, dass diese Leitung den nötigen Speisestrom verkraftet. > > Ich bin jetzt aber zu faul um das mal modellhaft durchzurechnen. ;-) Ich habe bei isoliertem Draht an Leitungen mit schön dicker Isolation gedacht, deshalb. Weil ich lackisolierten Draht so gut wie nie verwende, ist mir das nicht in den Sinn gekommen ;-)
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Machen wir eine Abschätzung. Statt einem kontinuierlichem Medium nehmen wir ein Gitter mit Seitenlänge 1m und diskrete Komponenten, und nehmen mal an dass die Treiberausgänge und GND einen Meter entfernt sind. Dann sieht dein Schaltbild wie das angehängte aus, nur dass die Reihe 5000 Widerstände lang ist. Wenn man die Schaltung umstellt, kommt das zweite Bild raus, das das Problem zeigt - jeder Meter halbiert die Spannung. Bei 5000 Halbierungen ist der Pegel am Ende 2^-5000, oder 10^-1500, oder eine Dämpfung von 30000dB. Das ist noch nicht mal mehr astronomisch... Entweder du machst den Abstand zwischen Output und GND vergleichbar zum Abstand zwischen Sender und Empfänger (unhandliche 5km breite Geräte), oder du musst dein Kabel isolieren.
Philipp M. schrieb: > ... eine Dämpfung von 30000dB. Das ist noch nicht mal mehr astronomisch... > > Entweder du machst den Abstand zwischen Output und GND vergleichbar zum > Abstand zwischen Sender und Empfänger (unhandliche 5km breite Geräte), > oder du musst dein Kabel isolieren. Wow! Hätte nicht gedacht, dass das so krass abgeschwächt wird! Also dann, wie ich sagte, lackisolierter Draht oder Lichtwellenleiter.
Markus F. schrieb: >... und Millionen toter Maulwürfe im "nicht näher bezeichneten Medium" >;). Je nach dem wie niederohmig das Ganze ist, werden wohl keine großen Spannungen entstehen, vieleicht wenige Volt oder Millivolt. Das überleben die Maulwürfe. Ein ähnliches Problem gibt es zum Beispiel auch bei der Frage, kann man über Eisenbahnschienen telefonieren? Die beiden Schienen sind ja ein nichtisoliertes Leitungspaar. Aus Neugier habe ich mal bei einer stillgelegten Strecke gemessen. Die Schienen lagen auf Holzschwellen. Zwischen den Schienen habe ich einen Widerstand von unter 1 Ohm gemessen. Wenn man da NF mit ordentlich Leistung, vielleicht 10 - 20W niederohmig einspeist, könnte ich mir vorstellen, daß man in einigen km entfernung noch was hören kann. Ich habe es aber nicht ausprobiert. Was ich aber gemacht habe, ist die Schienen an einen NF-Verstärker angeschlossen. Man hört dann Brummen, Sferics und Knistern. Was ich noch gemacht habe, die Schienen als Erde für einen Kurzwellenempfänger zu benutzen, geht prima.
Philipp M. schrieb: > Statt einem kontinuierlichem Medium nehmen > wir ein Gitter mit Seitenlänge 1m und diskrete Komponenten, und nehmen > mal an dass die Treiberausgänge und GND einen Meter entfernt sind. Dann > sieht dein Schaltbild wie das angehängte aus, nur dass die Reihe 5000 > Widerstände lang ist. Die Querwiderstände hätte ich eher mit 20 Ohm angesetzt. Die Kontaktfläche Draht/Medium ist bei z.B. einem 1qmm-Draht nur 35cm^2 und ich vermute die 3 Ohm/m beziehen sich auf einen deutlich größeren Querschnitt. Ist aber nur Vermutung: 3 Ohm/m ist keine Leitfähigkeitsangabe mit der man was anfangen könnte ... Philipp M. schrieb: > Wenn man die Schaltung umstellt, kommt das zweite > Bild raus, das das Problem zeigt - jeder Meter halbiert die Spannung. > Bei 5000 Halbierungen ist der Pegel am Ende 2^-5000, oder 10^-1500, oder > eine Dämpfung von 30000dB. Nicht ganz. Nachdem der untere Widerstand belastet ist ist die Dämpfung noch stärker. erste Näherung: 3 || 6 Ohm = 2 Ohm (> Teiler 2:5) zweite Näherung: 3 || 5 Ohm = 1.875 Ohm (> Teiler 1.875:4.875) das sind dann 0.38^5000 oder 1.??e-2075 oder 41500db Dämpfung. Bei 20 Ohm Querwiderstand sind es 1.??e-836 oder 16720dB Dämpfung. (Durch die Belastung des Spannnungsteilers werden aus den 20Ohm ca. 6.5Ohm.) Günter Lenz schrieb: > Je nach dem wie niederohmig das Ganze ist, werden wohl keine > großen Spannungen entstehen, vieleicht wenige Volt oder > Millivolt. Das überleben die Maulwürfe. Niederohmig ja. Kleine Spannung nein. Genauer gesagt: Alle Sterne der Milchstraße zusammen produzieren nicht genug Energie, um 1 Picovolt am Ausgang zu erzeugen. Andi G. schrieb: > Wow! Hätte nicht gedacht, dass das so krass abgeschwächt wird! Also > dann, wie ich sagte, lackisolierter Draht oder Lichtwellenleiter. Kommt auch auf die mechanische Belastung an. Ein paar Löscher im Lack und es funktioniert nicht mehr.
@Andi G., Was ist denn nun das leitende Medium, Erde Wasser Salzwasser?
Stephan schrieb: > Nicht ganz. Nachdem der untere Widerstand belastet ist ist die Dämpfung > noch stärker. > erste Näherung: 3 || 6 Ohm = 2 Ohm (> Teiler 2:5) > zweite Näherung: 3 || 5 Ohm = 1.875 Ohm (> Teiler 1.875:4.875) > das sind dann 0.38^5000 oder 1.??e-2075 oder 41500db Dämpfung. > > Bei 20 Ohm Querwiderstand sind es 1.??e-836 oder 16720dB Dämpfung. > (Durch die Belastung des Spannnungsteilers werden aus den 20Ohm ca. > 6.5Ohm.) Egal welcher Wert, wenn man bei Kilodezibel angekommen ist hat man sich entweder verrechnet oder die Grenzen realer Physik verlassen. Ein Elektron pro Sekunde ist 10^-19 A, es gibt 10^80 Elektronen im Universum, fehlen also nur noch irgendwas wie 10^737... --> Isolation.
Hallo, ich würde den dünnen Draht straff ziehen und an den Enden jeweils eine Blechdose anknüpfen -> und schon können zwei kommunizieren :-)
Andi G. schrieb: > Genau das ist ja das Problem! Die Leitungen sind dünn und blank, weil > sie dadurch weniger Gewicht haben. Ich weiß, das ist blöd, aber das sind > die Vorgaben dieser "Problemstellung". > > Und es ist übrigens kein Kurzschluss (R = 0 Ohm) sondern nur eine sehr > niederohmige Verbindung ;-) Also, ich schmeiße einmal etwas in die Runde: Kann man nicht den Skin-Effekt nutzen, dann fließt doch der Strom an der Oberfläche? Smiley Bernd
Günter Lenz schrieb: > Zwischen den Schienen habe ich einen Widerstand von > unter 1 Ohm gemessen. Und nebenbei weisst du dann auch etwas über das Wetter. ;-)
Glasfaser, alles andere ist Nonsens. Wie lange so eine Vorlauffaser in Salzsäure funktionsfähig bleibt, wäre ggf zu ermitteln.
Andi G. schrieb: > Genau das ist ja das Problem! Die Leitungen sind dünn und blank, weil > sie dadurch weniger Gewicht haben. Dann guck dir mal an, wie bei XBTs die Übertragung funktioniert. Das funktioniert, seit dem U-Boote sich für Temperaturprofile interessieren. Die machen die Übertragung, ganz allgemein formuliert, auch in einem nicht näher beschriebenen, elektrisch-leitenden Medium über einen Draht. Wenn ein paar mehr Eigenschaften des Mediums bekannt wären, könnte man mehr dazu sagen. Wieso interessiert überhaupt das Gewicht des Drahtes?
Wolfgang schrieb: > Dann guck dir mal an, wie bei XBTs die Übertragung funktioniert. Zitat aus Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Bathythermograph
1 | [...]Das Gerät ist mit einem sehr dünnen isolierten Doppeldraht mit einem Messschreiber an Bord des Schiffes verbunden. [...] |
Da wird nichts über das unspezifizierte Medium Wasser übertragen. Edit: Ganz klar ist es nicht. Andere Quellen sprechen von einem Signal-Wire. Aber sagen nicht konkret, ob das Wasser wirklich als Ground-Verbindung genutzt wird. https://swfsc.noaa.gov/publications/CR/1972/7238.PDF https://web.archive.org/web/20130203235153/http://www.sippican.com/stuff/contentmgr/files/0dad831400ede7b5f71cf7885fdeb110/sheet/xbtxsv92005.pdf
Frank schrieb: > Hallo, ich würde den dünnen Draht straff ziehen und an den Enden jeweils > eine Blechdose anknüpfen -> und schon können zwei kommunizieren :-) Schön wäre es, wenn es so einfach wäre. Aber der Sinn und Zweck des ganzen ist ja, dass die "Geräte" frei beweglich und doch verbunden sind. Wolfgang schrieb: > Wieso interessiert überhaupt das Gewicht des Drahtes? Weil der Draht irgendwo auf einer Rolle aufgewickelt "herumsteht" wenn man ihn nicht gerade braucht. Und es braucht eben weniger Energie leichte Sachen von A nach B zu bringen ;-)
Elias K. schrieb: > Wolfgang schrieb: >> Dann guck dir mal an, wie bei XBTs die Übertragung funktioniert. > > Zitat aus Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Bathythermograph >
1 | [...]Das Gerät ist mit einem sehr dünnen isolierten Doppeldraht |
2 | > mit einem Messschreiber an Bord des Schiffes verbunden. [...] |
3 | > |
> Da wird nichts über das unspezifizierte Medium Wasser übertragen. > > Edit: Ganz klar ist es nicht. Andere Quellen sprechen von einem > Signal-Wire. Aber sagen nicht konkret, ob das Wasser wirklich als > Ground-Verbindung genutzt wird. > https://swfsc.noaa.gov/publications/CR/1972/7238.PDF > https://web.archive.org/web/20130203235153/http://www.sippican.com/stuff/contentmgr/files/0dad831400ede7b5f71cf7885fdeb110/sheet/xbtxsv92005.pdf Interessant ...
Je mehr ich mir die Sache durch den Kopf gehen lasse, desto besser klingt die Verbindung mit Lichtwellenleiter. Denn ein sehr langer Draht empfängt sehr gerne sehr viele Störungen, vor allem wenn Dinge wie Motoren, Frequenzumrichter und andere technische Spielereien in der Nähe sind ...
Andi G. schrieb: > Weil der Draht irgendwo auf einer Rolle aufgewickelt "herumsteht" wenn > man ihn nicht gerade braucht. Und es braucht eben weniger Energie > leichte Sachen von A nach B zu bringen ;-) Weißt du, wie groß die Drahtrolle bei einem XBT ist? Manchmal muss man Prioritäten setzen und ich würde Funktionalität deutlich höher bewerten als Rumstehgewicht. Wenn du dir allerdings in den Kopf gesetzt hast, das Problem mit einem unisolierten Draht in einem nicht näher beschriebenen, elektrisch-leitenden Medium zu lösen, tue das. Vielleicht kannst du das an die Marinen dieser Welt verkaufen.
Wolfgang schrieb: > Weißt du, wie groß die Drahtrolle bei einem XBT ist? ... > Vielleicht kannst du das an die Marinen dieser Welt verkaufen. Nein, weiß ich nicht. Ich bin normalerweise der, der sagt "Ah Preis oder Gewicht ist doch völlig egal, solange es funktioniert!", bei privaten Basteleien ist das ja kein Problem. Das hier ist das erste Mal, dass ich mir über solche Dinge (zuviel?) Gedanken gemacht habe und man sieht ja, was dabei herausgekommen ist ... Und nein, ich möchte nichts verkaufen ;-) Würde ich etwas verkaufen wollen, so würde ich nicht hier um Lösungen für fiktive Probleme fragen. Aber danke für den Vorschlag :-)
Andi G. schrieb: > Schön wäre es, wenn es so einfach wäre. Aber der Sinn und Zweck des > ganzen ist ja, dass die "Geräte" frei beweglich und doch verbunden sind. Bei "frei beweglich" muss man deutlich Einschränkungen in Kauf nehmen, wenn da ein 5km langer Draht hinten dran hängt. Da tut man gut dran, wenn der durch eine Umhüllung zumindest in der Dichte so ausbalanciert ist, dass er nicht auf Grund seines eigenen Gewichtes reißt. Und die Umhüllung läßt sich dann gleichzeitig auch als Isolierung nutzen. Falls "frei beweglich" Schneckentempo bedeutet, muss du dir zumindest um Strömungs- und Trägheitskräfte wenig Gedanken machen.
Markus F. schrieb: > ... und Millionen toter Maulwürfe im "nicht näher bezeichneten Medium" :-) Andi G. schrieb: > Je mehr ich mir die Sache durch den Kopf gehen lasse, desto besser > klingt die Verbindung mit Lichtwellenleiter. Denn ein sehr langer Draht > empfängt sehr gerne sehr viele Störungen, vor allem wenn Dinge wie > Motoren, Frequenzumrichter und andere technische Spielereien in der Nähe > sind ... Also entweder lautet die Aufgabenstellung "Draht" oder "nicht Draht". Bei Draht und einem Widerstandsbelag muss man das R/C des Systems bestimmen und eine hochfrequente Pulswelle durchtreiben, die am Übergangswiderstand von "Draht" und "Erde" reflektiert wird. Ein LWL macht auch nichts anderes, nur auf höheren Frequenzen. Ich plädiere für eine pulskomprimierte Neumann'sche Hohlraumwelle an der Oberfläche des Leiters. Sowas gibt es im Übrigen auch in Luft mit Schallwellen. Dann eben auf geringen Frequenzen.
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