Hallo!
Ich möchte ein Signal über 300 Meter übertragen. Ein Kabel liegt schon.
Weitere Details über das Kabel, ausser dass es ein Kabel ist, sind
leider nicht bekannt. Die Datenrate sollte so bei 100 kbps liegen. Dazu
suche ich jetzt eine möglichst integrierte und robuste Lösung. Ich habe
mich ein wenig eingelesen und brauche da wohl am besten eine
differentielle UND isolierte Signalübertragung. Gibt es da was fertiges
zu kaufen? Also ein IC der bereits einen Isolator eingebaut hat und sich
um das Differentielle kümmert?
HTML Fragender schrieb:> Ja es gibt genug fertige Lösungen.
WOW! Na DAS ist ja DIE zielführende Antwort!
Apfelmus ist Mus aus Äpfeln! Wer hätte DAS gedacht?!?
Leider gibt es keine Angaben dazu, welche Daten übertragen werden sollen
und was die Schnittstelle nach außen sein soll. Willst du ein Kästchen
kaufen und daran einen PC o.ä. anschließen, oder brauchst du ein
Schaltungskonzept?
Technisch würden sich RS485 oder CAN anbieten. Für beides gibt es
galvanisch getrennte Transceiver (im Englischen als "isolated
transceiver" bezeichnet). Eine Spannungsversorgung brauchst du außerdem,
da gibt es z.B. von Recom Fertiges.
Falk B. schrieb:> HTML Fragender schrieb:>> Ja es gibt genug fertige Lösungen.>> WOW! Na DAS ist ja DIE zielführende Antwort!
GIGO
Wenn schon die Frage keinerlei verwertbare Information
enthält, wie sollte die Antwort dann besser sein?
Dany schrieb:> Weitere Details über das Kabel, ausser dass es ein Kabel ist,> sind leider nicht bekannt.
Vielleicht wäre es ja zielführender, dieso Informationen
erstmal einzuholen und danach zu fragen?
> differentielle UND isolierte Signalübertragung. Gibt es da was fertiges> zu kaufen?
Ja, es gibt RS485 Transceiver mit integrierter Signaltrennung.
Ich glaube ADMxxxx. Natuerlich nicht billig. .-)
Olaf
RS-485 könnte möglicherweise wirklich eine geeignete Schnittstelle
darstellen. Bei der Vielzahl erhältlicher Transceiver sollte man aber
nicht nach "viel hilft viel" vorgehen, sondern dessen
Geschwindigkeitsklasse an die tatsächliche Bitrate anpassen. Für den
beschriebenen Anwendungsfall wäre das also vermutlich ein Transceiver
für 250 kBit/s.
Ja ich stolpere auch immer wieder über RS-485 und CANBUS. Ich möchte es
möglichst einfach haben. Also sehe ich das richtig, dass es was
einfacheres (was natürlich funktioniert) als RS-485 nicht gibt?
Es wird halt so laufen: Am Anfang ist ein Gerät mit atmega und am Ende
ist auch ein Gerät mit atmega. Beide sollen jetzt mit dem eingebauten
USART-Modul miteinander reden können. Das ganze Differentielle und die
Isolation soll völlig transparent ablaufen.
Ja die ADMxxx habe ich auch gefunden. Die sind wirklich wahnsinnig
teuer. Einen einfachen RS-485 Chip bekomme ich für 50 Cent. Einen
Optokuppler auch. Aber ich hätte halt gerne beide zusammen in einem
Gehäuse. Aber das muss es ja für weniger als 5 Euro geben.
Soll das nun eine Serienlösung werden, oder brauchst du nur zwei
Endstellen? Dann sind 5 EUR doch eher egal, Hauptsache, das Zeug
funktioniert. Transceiver + Isolator getrennt wird noch etwas billiger,
aber du scheinst ja auch Platzprobleme zu haben.
Wenn es CAN sein soll: Du kannst einen AT90CAN und einen MAX14882AWE+
verwenden, letzterer ist bei unter 2,50 EUR. Vergiss nicht, dass du noch
eine galvanisch getrennte Spannungsversorgung brauchst.
Alternativ kannst du auch überlegen, den Rechner mit auf die isolierte
Seite zu setzen und einen konventionellen Transceiver zu nehmen. Dann
allerdings hast du wieder ein Bauteil mehr, was du ja nicht willst.
Teuer und edel sind noch die ADUM642x, die haben Spannungsversorgung und
Isolator kombiniert. Aber die sind dir sicher zu teuer.
Hmmm vielleicht reicht ESD-geschützt auch aus? Ich will halt nicht, dass
die Geräte kaputt gehen, wenn mal ein Blitz in der Nähe einschlägt.
Würdet ihr da sagen, für sowas reicht ein IC mit ESD-Schutz aus? Oder
doch besser voll isolieren?
Die ISL830xxx gibt es für 1 Euro und im Datenblatt steht halt nur 15kV
ESD Protected. Also die Geräte dürfen ruhig kaputt gehen, wenn da irgend
ein Idiot mal permanent 240V anlegt. Nur halt nicht bei so Sachen wie
Gewittern.
Falk B. schrieb:> WOW! Na DAS ist ja DIE zielführende Antwort!> Apfelmus ist Mus aus Äpfeln! Wer hätte DAS gedacht?!?
Na dann ivestire Du doch Deine Zeit um ihm die Recherche zu ersparen
Max G. schrieb:> Teuer und edel sind noch die ADUM642x, die haben Spannungsversorgung und> Isolator kombiniert
Und alles, was du um deinen 50Cent-Baustein herumbasteln mußt, um die
Funktion der ADxxx zu erreichen, wird gutes Geld kosten und du mußt es
können! Das Argument, dass du es tatsächlich nicht nur einmal brauchst,
spricht übrigens ganz vehement gegen Bastellösungen...auch wenn du es
wohl anders siehst!
Gruß Rainer
Ne ich werde das sicher nicht diskret aufbauen. Das wir uns nicht falsch
verstehen. Wenn ich den ganzen Kram brauche, dann muss ich das halt
kaufen. Die Frage ist halt, ob ich das wirklich BRAUCHE.
Ich sehe das so, dass es da verschiedene Abstufungen gibt:
1. Nur ESD-Sicher = 1 Euro
2. Nur Signale isoliert = 3 Euro. Aber in der Application Sektion bauen
die dann doch noch einen Trafo und zig Bauteile ein um VDD2 von VDD1 zu
trennen. Ja toll. Nützt mir nichts.
3. Power UND Signale getrennt = 10 Euro oder so.
Irgendwie wiedermal alles endlos kompliziert...
> Ich will halt nicht, dass
Da ksnn ich dich beruhigen. Es ist sogar ziemlich sicher, dass dein
Zeug kaputt ist,
> wenn mal ein Blitz in der Nähe einschlägt.
Das passiert selbst wirklich teuren (Standleitungs-)Modems mit
vierstelligen Preisen.
Fang schonmal an, über Lichtwelle nachzudenken.
Oder bau Sockel ein für die Transceiver...
Nein, das kostet keine 10 Euro.
Si6721 - 1,31
RECOM R1SE - 2,57
ATA6560 - 0,24
MCP2515 - 1,35
5,47 in 25er-Stückzahlen einschließlich Spannungsversorgung und µC. Noch
ein bisschen Hühnerfutter, dann sind das unter 6 EUR - unrabattierter
Mouser-Preis, dein Bestücker zahlt die Hälfte.
Oder ist es doch kein Serienprojekt? Dann ist es doch egal.
Ne es ist kein Serienprojekt. Trotzdem brauche ich gut 10 Stück. Meine
Frage ist eigentlich nur noch, ob ich jetzt wirklich die vollständige
Isolation brauche oder ob nicht auch ESD-Schutz reicht.
Wenn ESD reicht, nehme ich die 1 Euro Lösung, sonst nehme ich was
voll-integriertes, weil es die Entwicklung erleichert und man da weniger
Fehler machen kann.
Kann mir wer sagen, wann ich unbedingt was voll-isoliertes brauche?
Vielleicht brauche ich es gar nicht.
Dany schrieb:> Ein Kabel liegt schon. Weitere Details über das Kabel,> ausser dass es ein Kabel ist, sind leider nicht bekannt.Dany schrieb:> Am Anfang ist ein Gerät mit atmega und am Ende> ist auch ein Gerät mit atmega. Beide sollen jetzt mit dem eingebauten> USART-Modul miteinander reden können. Das ganze Differentielle und die> Isolation soll völlig transparent ablaufen.
UART völlig transparent bedeutet Vollduplex und das heißt, du brauchst
für RS-485 fünf Adern, idealerweise geschirmt und verdrillt.
Ohne Isolation funktioniert es nur dann, wenn das Gerät am Ende als
ganzes isoliert ist und über das Kabel mit 24V versorgt wird. Sobald es
ein eigenes Netzteil hat, oder elektrisch mit irgendwas verbunden ist,
baust du eine große Spule. Wenn beide Seiten geerdet sind, fließen sogar
Ausgleichsströme aus dem 230V-Netz über das Kabel.
Evt. kann man so sparen: Das Kabel wird an einem Ende geerdet, und zwar
dort, wo das auf kürzerem Weg und niederohmiger möglich ist. Das Gerät
an diesem Ende bekommt normale Transceiver, das andere isolierte. Die
kabelseitige Hälfte der isolierten wird über das Kabel vom anderen Gerät
aus versorgt. Damit braucht man keinen zusätzlichen DC/DC-Wandler, nur
die beiden Stromversorgungen, die sowieso die Geräte versorgen. Und
natürlich 1 bis 2 Adern mehr, aber da vom Kabel nichts weiß, ist das ja
kein Problem ;)
Der hier wäre auch eine voll integrierte isolierte Lösung:
https://www.ti.com/product/ISOW1412
Leider noch nicht lieferbar. Wird aber bestimmt günstiger als Analog.
RS422 wäre die allereinfachste Lösung, wenn du zwei Doppeladern hast.
Da gibt es fertige Hardware, und vor allem kann man darüber einfach eine
UART laufen lassen.
Das ist sowohl zwischen PCs als auch zwischen µCs einfach.
Das ist so einfach wie bei FTDI die Kabel kaufen:
https://ftdichip.com/product-category/products/cables/usb-rs422-cable-series/
Und auf beiden PCs Putty starten, schon kann man kommunizieren. Für µCs
ist es eine UART aufsetzen.
100kBd ist für RS422 kein Problem, die richtigen Treiber vorausgesetzt.
Ausreichend robust ist es auch.
Galvanische Trennung ist unschwierig (gibts fertig), aber im Normalfall
nicht unbedingt zwingend.
Ähnlich einfach ist RS485, das hat aber einen Overhead, weil es half
duplex ist. D.h. das ist nicht ganz so einfach wie "einfach eine UART
nehmen".
Dany schrieb:> Ich möchte ein Signal über 300 Meter übertragen. Ein Kabel liegt schon.> Weitere Details über das Kabel, ausser dass es ein Kabel ist, sind> leider nicht bekannt.
Dann geht da erst mal hin und schaue dir das Kabel an. Mache Fotos, von
einem offenen Ende, so dass man die Leitungen sehen kann.
Wie viele Adern stehen zur Verfügung? Wie dick sind sie? Ist es Koax,
verdrillte Paare, oder etwas anderes? Ist es abgeschirmt?
> Die Datenrate sollte so bei 100 kbps liegen.
Was für Daten? Seriell UART? Ethernet?
Es gibt keine allgemeingültige Lösung für irgendwelche Daten in
irgendeinem Kabel. Man kann dir mit so mageren Infos nicht einmal eine
drahtlose Lösung empfehlen.
Dany schrieb:> Also die Geräte dürfen ruhig kaputt gehen, wenn da irgend> ein Idiot mal permanent 240V anlegt. Nur halt nicht bei so Sachen wie> Gewittern.
Na toll...natürlich legt der gerade bei Gewitter noch einen drauf...aber
im Ernst. Wenn du schon nicht sagst, was du da zusammenbringen willst,
dann teile uns doch wenigstens mit, wie das ominöse Kabel denn nun
aussieht. Und sach jetzt nich "grau" :-)
Gruß Rainer
Hallo Dany!
Stell Dir mal vor das eine Gerät ist an einer der drei Phasen des
Lichtnetz angeschlossen und das andere Gerät ist an einer Anderen. Nun
schlägt der Blitz in eine der beiden Phasen direkt ein. Wie hoch wird
die Potentialdifferenz zwischen den Phasen werden? 1V, 100V, 1000V,
10000V, 1000000V, 10MVolt? Das ist der "worst case (schlimmstmöglicher
Fall)", aber die Differenz kann Werte annehmen die jeden Blitzschutz auf
der Stelle verdampfen (Mit eigenen Augen gesehen).
Selbst wenn, durch Zufall, beide Seiten an der gleichen Phase hängen,
oder der Einschlag etwas entfernt stattfindet, werden die Schäden
verheerend sein (nicht nur bei den beteiligten Geräten, sondern überall
im (Daten)Netz). Gegen einen Volltreffer in eine der Phasen gibt es
keinen 100% Schutz. Auf der Signalseite brauchst du einen mehrstufigen
Blitzschutz und auf der Lichtnetzseite kann eine Trennung durch
zusätzliche Trennstufen nicht schaden. Suche einfach mal im Internet
unter "Feldbus / RS485 Blitzschutz" da ist eine Menge zu finden wie so
etwas aussieht. Es gibt auch fertige Blitzschutzmodule für die
verschiedenen Feldbusse zu kaufen, aber erst musst Du Dich schlau machen
was für deinen Fall das Richtige ist.
Es gibt Gegenden in Deutschland, da blitzt es nur selten, in Anderen
fast jede Woche. Wenn der Feldbus nur dazu dient die Temperatur an
deinem Lieblingsplatz im Biergarten zu erfassen, brauchst Du keinen
Schutz. Wenn das eine Auftragsarbeit im kommerziellen Bereich ist, musst
du auf Schutzmaßnahmen bestehen, sonst hast Du die Arschkarte wenn
ständig teure Reparaturen anfallen.
Gruß Tom
Dany schrieb:> Ein Kabel liegt schon.> Weitere Details über das Kabel, ausser dass es ein Kabel ist, sind> leider nicht bekannt.
Ein einadriges Erdungskabel vielleicht? ;-)
Da der Zustand des Kabels völlig unbekannt ist, also ist wohl nicht mal
klar ob es überhaupt durchgängig ist sollte man eher auf eine Funklösung
setzen und das "Kabel" links liegen lassen.
Dany schrieb:> Ein Kabel liegt schon. Weitere Details über das Kabel,> ausser dass es ein Kabel ist, sind leider nicht bekannt.Michael M. schrieb:> Ein einadriges Erdungskabel vielleicht? ;-)
Den Gedanken hatte ich auch schon.
Wenn nicht bekannt ist, ob das Kabel mehr als eine Ader hat, ob
abgeschirmt, verdrillt, wenigstens mal gemessen welchen Durchmesser es
hat, usw. kann man eigentlich keinen brauchbaren Hinweis geben.
Empfehle daher einen WLAN-Richtfunk zu verwenden.
Schau dir mal
https://www.2-wire-lan.com/de/startseite.html
an.
Da wird Ethernet über 2-Adrige Kabel übertragen.
Sieht aber nicht billig aus, und ist halt Ethernet (mit allen Vor- und
Nachteilen)
Gruß
hinz schrieb:> Das solltest du ändern.
Ja gute Idee! Ich habe heute mal geschaut. Also es sind 4 Adern und es
ist getwistet, aber nicht irgendwie 2x2 sondern als Ganzes getwistet.
Macht das Sinn? Wahrscheinlich mal ein Datenkabel, welches auf Vorrat
verlegt wurde.
Aber das passt doch eigentlich ganz gut. Dann nehme ich einfach
24V,GND,D+,D- und ich habe einen fertigen Bus.
Ist eigentlich nur noch die Frage offen, ob ESD reicht oder ob ich doch
voll isolieren sollte.
Ich habe das jetzt so verstanden: Wenn beide Seiten irgendwie am
Stromnetz hängen, also wenn beide atmegas auf beiden Seiten mit einem
jeweils eigenen Netzteil laufen, dann muss ich voll isolieren. Ist das
richtig so? Also eigentlich hängen die ja nicht am Stromnetz, denn die
typischen 5V Steckernetzteile an sich sind ja schon galvanisch vom
Stromnetz getrennt.... Also muss ich eigentlich selbst dann nicht
isolieren. Klingt für mich jedenfalls logisch.
Dany schrieb:> 24V,GND,D+,D-
Damit funktioniert aber keine voll transparente UART-Verbindung. Die
beiden uC müssten dann jeweils ihren Transceiver zwischen Empfang und
Senden umschalten.
Angesichts des Kabels würde ich nochmal über die nötige Baudrate
nachdenken. 4800 Baud, evt. 9600, sind nämlich per Stromschleife mit
Standard-Optokopplern möglich. Das wäre vollduplex und transparent,
passt perfekt zu den vier Adern, kostet nur eine Handvoll billige
Bauteile, ist eher störsicherer als RS-485 und die Isolation gibt es
praktisch geschenkt.
Das Kabel bzw. die Stromschleife braucht auch eine Versorgung. Dafür
gibt es drei Möglichkeiten:
* beide Geräte bekommen dafür ein eigenes Netzteil. Vorteil: beide
Geräte sind genau gleich, Nachteil: insgesamt 4 Netzteile.
* ein Netzteil versorgt die Stromschleife von beiden Geräten. Nachteil:
die Schaltung ist auf beiden Seiten verschieden, Vorteil: ein Netzteil
weniger.
* die Stromschleifen von beiden Seiten werden aus einem der Geräte
versorgt. Nachteil: schlechtere Isolation, das Kabel ist nur an einem
Ende isoliert. Vorteil: billigst.
Theoretisch sind mit einer Stromschleife auch 115200 möglich, aber die
Analog-Elektronik, die dafür nötig ist, funktioniert nicht beim ersten
Versuch.
hinz schrieb:>> Weitere Details über das Kabel, ausser dass es ein Kabel ist, sind>> leider nicht bekannt.>> Das solltest du ändern.
Und mm Ende stellt sich heraus, dass es ein Glasfaserkabel ist. ;-)
Dany schrieb:> Ich habe heute mal geschaut. Also es sind 4 Adern und es> ist getwistet, aber nicht irgendwie 2x2 sondern als Ganzes getwistet.> Macht das Sinn? Wahrscheinlich mal ein Datenkabel, welches auf Vorrat> verlegt wurde.
Telefonleitung mit Sternvierer?
Eine sinnvolle Aktion wäre, das Du auf einer Seite alle vier Leiter
verbindest und auf der anderen Seite den Durchgangswiderstand aller
Leitungen zueinander testest.
Die zweite Aktion wäre auf einer Seite von einem Verstärker (z.B. Radio)
einszuspeisen und am anderen Ende einen Lautsprecher anzuschließen. Höre
dann aktiv zu, ob die Höhen merklich abgenommen haben.
Hänge statt dem Lautsprecher einen Widerstand hin und schließe den
Lautsprecher an die anderen Leitungen an und lausche wieviel
übergekkoppelt wird.
Dany schrieb:> Ja gute Idee! Ich habe heute mal geschaut. Also es sind 4 Adern
Warum hast du kein Foto gemacht?
hinz schrieb:> Telefonleitung mit Sternvierer?
Gut möglich, aber ich ohne Foto will ich keine falschen Vermutungen
äußern.
Wenn es eine Telefonleitung ist, dann könnte man darüber RS-422 fahren.
Ich würde davon abraten, die Stromversorgung über dieses lange Kabel zu
machen. Da kommt am Ende nur noch wenig an und du wärst gezwungen, auf
Half-Duplex zu wechseln. Kannst du das überhaupt?
Solche Leitungen kann man auch mit ADSL Modems benutzen, falls du etwas
mit Ethernet machen willst.
Dany schrieb:> Wenn beide Seiten irgendwie am> Stromnetz hängen, also wenn beide atmegas auf beiden Seiten mit einem> jeweils eigenen Netzteil laufen, dann muss ich voll isolieren. Ist das> richtig so?
Nein. RS-422 (und auch R485) vertragen ungefähr 5 Volt Differenz
zwischen den GND Potentialen an den beiden Enden.
> die typischen 5V Steckernetzteile an sich sind ja schon galvanisch> vom Stromnetz getrennt.... Also muss ich eigentlich selbst dann> nicht isolieren.
Meistens ist das so. Aber wenn deine Geräte mit einer Stereoanlage,
Antenne, Wasserleitung, PC verbunden sind, dann sind sie doch geerdet
und somit nicht Potentialfrei.
