Abblockkerkos für sehr lange I2C Leitungen

Panny schrieb:
> Wie siehts
> mit best practice aus?

I2C nicht derart missbrauchen.

Es stimmt schon, I²C ist nicht für lange Leistungslängen entwickelt 
worden. Grundsätzlich gibt es schon Lösungen, die einen Betrieb weit 
über den Platinenrand hinaus ermöglichen:
* P82B96: bidirektionaler Buffer
* PCA9615: differentieller Buffer
Wenn du noch Einfluss auf deine Beschaltung bzw. dein Kabel nehmen 
kannst, könnte das ein richtiger Weg sein.

Panny schrieb:
> Beispiel: Ich habe hier eine 30 Meter lange ungeschirmte I2C Leitung.
Vergiss es. Diese Leitung ist um den Faktor 100 zu lang. Für solche 
Entfernungen ist der Inter-IC-Bus nicht gedacht.

Panny schrieb:
> Hier geht es nicht darum, ob ich I2C richtig verwende, sondern wie ich
> Daten über eine lange Leitung mit hoher Impedanz richtig transportiere.
Nimm einen Bus, der 1. differentiell und 2. niederohmig ist.

1) Bestudiere mal der unterschied zwischen 0..10V (spannungsgesteuert) 
oder 4..20mA (stromgesteuert) auf eine lange leiting. Widerstand der 
Leitung ist bei stromsteuerung egal. Injektierte stoerungen sind fuer 
stromsteuerung meistens egal

2) Bestudiere mal der unterschied zwischen CM (Common Mode) und DM 
(Differential Mode) Stoerungen. CM stoerungen werden von abschirmung 
unterdruckt. DM stoerungen werden von twisted pairs unterdruckt.

3) Ja, auch bei I2C ist es moeglich lange leitungen zu benutzen, ich 
habe in unser Labor ein system das schon 10+ Jahren einwandfrei 
funktioniert mit 5 PCF8574 I2C chips jeder konnekter mit kabel von 2..5m 
kabel. Aber dafuer habe ich u.a. die folgende sachen machen muessen :
- Fail-safe I2C kommunikation mit retry.
- Hardware-filtering
- Bus frequenz zurueck gebracht zo 1kHz damit ich besser filtern kann
Ja, es ist machbar aber man kann sich abfragen ob dies nicht als I2C bus 
durchgehen kann. Dabei wuerde ich das system nie am Kunden anbieten.

Lothar M. schrieb:
> Panny schrieb:
>> Beispiel: Ich habe hier eine 30 Meter lange ungeschirmte I2C Leitung.
> Vergiss es. Diese Leitung ist um den Faktor 100 zu lang. Für solche
> Entfernungen ist der Inter-IC-Bus nicht gedacht.

Mag sein, wenn man weiß was man tut, geht das aber. Hab ich schon in 
einer Industrielösung gesehen, Auslesen einen Potis über 100m und mehr! 
Klar muss man da mit der Taktfrequenz runter, aber das ist ja OK.

Panny schrieb:
> Wie sieht das eigentlich in der Leitungstheorie bei sehr langen
> Signalleitungen aus? Beispiel: Ich habe hier eine 30 Meter lange
> ungeschirmte I2C Leitung. Beim Empfänger kann ich dann mit dem Oszi FM
> Radio sehen. Nachdem ich direkt beim Empfänger 1nF Kerkos eingebaut
> habe, war der Spuk vorbei.

Logisch, die 1nF sind eine HF-Kurzschluß für alle eingekoppelten 
HF-Störungen. Die NF (dein I2C Signal) wird nur wenig gedämpft (nicht 
kurzgeschlossen).

> Das war aber eher so ne instinktive
> Problemlösung eines Hobbybastlers, wie ich nunmal einer bin. Wie siehts
> mit best practice aus?

Kann man in einigen Fällen so machen, der Preis ist die verminderte 
Datenrate.

Patrick C. schrieb:
> Bestudiere...
Aus welcher Sprache stammt dieses Wort und was heißt es auf Deutsch?

 "sondern wie ich Daten über eine lange Leitung mit hoher Impedanz 
richtig transportiere."

Du gibst Dir selbst bereits die Antwort. Deine Störungen waren weg, als 
der Kondensator dazu kam. Somit war die Impedanz zum Unterdrücken der 
Störung niedrig genug. Die Leitung hat sowieso keine hohe Impedanz. 
Vielleicht ein paar hundert Ohm, wenn es kein Koaxialkabel ist. Mit der 
von Dir gewünschten hohen Impedanz wirst Du immer Störungen einfangen. 
Dagegen hilft dann nur noch, mit der Signalspannung höher zu gehen. Nimm 
halt 50 Volt für das I2C.

Mfg

I2C Techniker schrieb:
> Weil auch nur wenige Leute den Sinn darin sehen dies zu
> beantworten.

Deshalb antwortet hier auch Hinz und Kunz. Leider ohne dass die Frage 
wirklich beantwortet wird.

I2C Techniker schrieb:
> Sie wissen es einfach besser und schütteln im
> Hintergrund den Kopf über solche dummen Vorhaben.

Auch das stimmt leider nicht. Sie blubbern hier an der Frage vorbei und 
blähen den Beitrag unnötig auf.

Zum Glück sind auch ein paar "sachdienliche" Hinweise und Antworten 
dabei. :-)
(meine ausgenommen, aber das konnte ich mir zum Wochenende nicht 
verkneifen)

Tomas pk schrieb:
> SO wirklich viele Beiträge, die Bezug auf seine Frage nehmen, sehe ich
> nicht
Du hast auch einen zu dieser Sammlung beigetragen.

Falk B. schrieb:
> Mag sein, wenn man weiß was man tut, geht das aber.
Natürlich. Auch die PS/2 Tastaturen und Mäuse verwenden ein ähnliches 
Verfahren und konnten "problemlos" über Verlängerungen betrieben werden. 
Und auch das EDID-Verfahren bei Monitoren funktioniert über längere 
Leitungen.

Allerdings sollte man hier eben nicht nur auf einer Seite terminieren, 
sondern verteilt auf beiden. Zudem darf die Terminierung ruhig 
niederohmiger sein als im "Standard". Weiters empfiehlt sich eine 
Klemmung mit Schutzdioden und die bereits realisierte (moderate) 
Filterung mit Kondensatoren. Auch ein geschirmtes Kabel ist an dieser 
Stelle gut investiertes Geld.

Panny schrieb:
> Nachdem ich direkt beim Empfänger 1nF Kerkos eingebaut habe, war der
> Spuk vorbei.
Bei I2C gibt es keinen "Empfänger", weil es prinzipiell ein 
bidirektionaler Bus ist, bei dem die Datenrichtung laufend wechselt. 
Zudem können sogar viele Slaves im Bus hängen und darüber hinaus auch 
noch andere Master auf dem selben Bus aktiv sein.
Alle diese "Erweiterungsmöglichkeiten" und "Stubs" sollte man an diesem 
"externen 30m-I2C-Bus" tunlichst vermeiden und nur den 1 Master und den 
1 Slave anschließen.

M.A. S. schrieb:
> Patrick C. schrieb:
>> Bestudiere...
> Aus welcher Sprache stammt dieses Wort und was heißt es auf Deutsch?

Wees ich nit... ich bin ein Bloeden Hollaender

Panny schrieb:
> Ich habe hier eine 30 Meter lange
> ungeschirmte I2C Leitung. Beim Empfänger kann ich dann mit dem Oszi FM
> Radio sehen. Nachdem ich direkt beim Empfänger 1nF Kerkos eingebaut
> habe, war der Spuk vorbei.
1nF Kerkos Empfängerseitig an Vcc? SDA? SCL?
btw warum gibt es keine Kerko-Arrays?

Auch wenn meine Zwischenfrage blöde klingt, ich verwende für 
I2C-Sensoren ein etwa 15-20cm ungeschirmtes Kabel. Also einfaches WtoB 
auf JST XH Buchse. Gelegentlich gibt es Aussetzer auf der kurzen 
Distanz.

Viel schlimmer ist der OneWire Sensor auf 1,5m Probe. Der tut mit Glück 
jede 5te Abfrage.

Mister A. schrieb:
> Viel schlimmer ist der OneWire Sensor auf 1,5m Probe. Der tut mit Glück
> jede 5te Abfrage.

Dann machst du was falsch.

Beitrag "Re: Verkabelung 1-Wire Netzwerk"

Panny schrieb:
> Wenn jetzt keiner noch sowas wie "aber wenn das und das wäre, dann würds
> nicht mehr gehen" einzuwänden hat würde ich es einfach so laufen lassen.
> Denn... naja... es funzt halt.

Wenn es funktioniert ist es doch gut.

Aber man sollte doch einen Blick in die Spezifikationen werfen. 820 Ohm 
als Pullup wäre für 5 V alsolut zu niedrig. Bei 5 V sind ca. 1,7 K 
gerade noch zulässig. Für 3,3 V rät TI

Rp max = 1,77 K
Rp min = 966 Ohm

Siehe Seite 4, Rechenbespiel:
https://www.ti.com/lit/an/slva689/slva689.pdf?ts=1611987497971&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

Die Kapazität der Signalleiter sollte 400 pF nicht überschreiten. Dies 
gilt sicher für die höchste Taktfrequenz, zumindest für 100 kHz.

Wie Falk schon erwähnte kommt man mit kleineren Taktfrequenzen weiter. 
Eine Halbierung der Frequenz erhöht die Reichweite um das Doppelte. 
Einen PCF8574 habe ich zum Testen über eine Kabeltrommel mit 2 x 2 
Telefoninnenkabel über 100 m betreiben können.
mfg klaus