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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Meßaufbau-Signalübetragung-Auswertung


Autor: ScoobyDoo (Gast)
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Hallo Forum-Besucher,

Ich habe hier ein Problem und weiss nicht, was ich machen soll.
Könnt Ihr mir bitte kurz auf den richtigen Weg helfen.

Ich habe 15 verschiedene Geräte, mehrere Meter voneinader entfernt
stehen(10-20m). Jedes dieser Geräte sendet ein digitales Signal,
welches im 200Hz-1kHz Bereich liegt. Die Spannungspegel hierbei liegen
zwischen 0V und 12 V. Diese Signale möchte ich mit einem digitalen
zentralen Überwachungsgerät einzeln Auswerten. Zuvor muß ich die
Signale für die Überwachungseinheit auf LVTTL umwandeln.

Meine Frage ist bezüglich der Verkabelung und der Signalübertragung.
Wie würdet Ihr in einem solchen Falle die Signale übertragen?
(Leitungsart, Abschlußwiderstände,..)
Von den Geräten selber kann ich keine feste Spannung beziehen, um
direkt vor Ort eine Signalumwandlung zu machen um diese z.B. über RS432
zu übertragen, es sei denn ich kann irgendwie meine Signalspannung für
den Betrieb der Transceiver benützen...

Könnt ihr mir sagen, wie ich am elegantesten mein Problem lösen kann?

Autor: Sebastian Eckert (Gast)
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RS485 ist eigentlich eine ganz schöne Lösung: Zweidrähtig, am besten
über verdrillte Leitungen, Abschirmung kann oft entfallen. 100 Ohm
Abschluß, beidseitig. Bringt allerdings die Einschränkung mit sich, daß
immer nur ein Gerät zu einer Zeit senden darf.

Normale RS485-Treiber/Empfänger (SN75176 und ähnliche) benötigen
allerdings eine eigene Versorgungsspannung (5V).

Wenn es sich um ferngespeiste Sensoren / Meßwertaufnehmer oder
ähnliches handelt, liegt eine 4-20mA Schnittstelle näher, allerdings
nur, wenn 4mA zum Betrieb der Schaltungen reichen. Ist allerdings
vorwiegend für analoge Signalübertragung gedacht. Es gibt aber auch
digitale Schnittstellen, die so funktionieren, M-Bus beispielsweise.
Nachteil davon: Ferngespeiste Einheit darf nur 1,5 mA zur
Eigenversorgung aufnehmen, und muß 24/36V am Eingang verkraften
können.

Man kann sich aber natürlich eine ähnliche Stromschnittstelle mit
günstigeren Parametern selbst definieren; die Schaltungstechnik ist
immer ähnlich.

Autor: Dieter Werner (Gast)
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Eine Lösung hängt sehr stark vom Protokoll des "digitalen Signals"
ab.
Bitte etwas mehr Info dazu geben.

Autor: ScoobyDoo (Gast)
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Die Signale sind eigentlich einzelne Impulse, die kurzzeitig von L->H
wechseln. Sie sind nicht periodisch und die zeitlichen Abstände
zwischen den Einzelnen Signalen veriieren von 500 µs bis zu einigen
hundert ms.

Autor: Dieter Werner (Gast)
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Falls die Signale sich genügend belasten lassen (mindestens 5mA) würde
ich jedes auf einen Optokoppler geben. Die Koppler müssen  schnell
genug sein um das Timing des Signals nicht zu verfälschen.

Dadurch hat man erstens den Vorteil einer galvanischen Trennung der
einzelnen Geräte und zweitens spielt - wenn man die OK direkt beim
Erfassungsgerät anordnet - durch den relativ hohen Strom die
Leitungskapazität nur eine geringe Rolle.

Die Auswertung könnte z.B. mit Interrupt on pin change in Verbindung
mit einer Zeitmessung erfolgen.

Autor: ScoobyDoo (Gast)
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Welche Kabellängen und Kabelarten sind bei Einsatz von Optokopplern
einzusetzen?
Zudem muß ich ja so wie es aussieht den Optokoppler mit Vcc versorgen.
Diese Spannung bekomme ich bei den Sensoren nicht raus. Und an den
Geräten darf ich nicht rumhantieren. Ich müsste im Notfall eine
Vcc-Leitung vom Empfänger zu jedem einzelnen Optokoppler(oder
vielleicht zum RS-485-Treiber) ziehen, und dies wären 15 Leitungen mehr
mit je 10-25m Länge.

Wenn ich die Versorgung mit zusätzlichen Leitungen mache, stört diese
zusätzliche Leitung meine Signale?(3-Leitungen:Signalleitung, GND,
Versorgungsleitung)  Und welche Spannungen und Ströme sollte ich über
so ein Langes Kabel führen, wenn es sauber laufen soll?

Autor: Sebastian Eckert (Gast)
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Die Optokoppler brauchen nicht unbedingt VCC - jedenfalls nicht auf der
LED-Seite. Wenn die Spannungsimpulse für eine LED ausreichen, ist das
kein Problem. Um das Signal vom Fototransistor auf der anderen Seite
abzunehmen dürfte ja Spannung vorhanden sein, oder?

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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Was willst du denn messen? Die Impulsdauer oder sowas in der Richtung?
Soll die Kommunikaton in beide Richtungen erfolgen?
Wenn es nur darum geht, dass die Sensor-Signale galvanisch getrennt
übertragen werden, kann man problemlos Optokoppler benutzen. Die
schliesst man dann wie eine LED an.
Kommt das "zentrale Steuergerät" von dir?

>Zuvor muß ich die
>Signale für die Überwachungseinheit auf LVTTL umwandeln.

Warum?
Dafür gibt es LVDS-Treiber. Bei so niedrigen Frequenzen kann man auch
problemlos Optokoppler einsetzen.

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