Forum: PC Hard- und Software Basteln: USB via dünnes HDMI-Kabel


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von Simon E. (eingehirner)


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Hallo zusammen,

diese Frage wird sicher haufenweise Puristen und Regelfans auf den Plan 
rufen - aber ich sehe bisher keine andere Lösung... also:

Ich hab ein RC-U-Boot mit einer Funkboje (alles kompletter Eigenbau). 
Das soll a) ein Videosignal per USB-WiFi-Stick an eine Landstation 
schicken (Handy mit Hotspot),
b) die Funksignale von der Fernbedienung empfangen.

Ich hatte bisher eine unpraktische Lösung: zwei Kabel parallel von Boje 
zu Boot, eines 9-adrig, eines USB. Der Nachteil: Beide Kabel für sich 
sind schon recht dick, ich muss sie mit Kabelbinder aneinander fixieren, 
in regelmässigen Abständen Schwimmer anbringen, zusätzlich werden sie im 
kalten Wasser unglaublich steif. Die Durchführung ins Boot und die Boje 
ist zusätzlich problematisch (zwei statt einer). Da ich immer wieder 
Boot, Kabel und Boje voneinander trennen muss, gehen die Kabel auf 
beiden Seiten innen in eine Schraubkontaktbank und von dort zum 
USB-Stecker/Socket/Sender/Empfänger.

Jetzt hab ich wunderbar dünne HDMI-Kabel gefunden, die bei Kälte nicht 
steif werden. Also Stecker beidseitig abgeschnitten und entdeckt, dass 
das Kabel keinem der netzweit zu findenden Querschnitte entspricht (aber 
trotzdem tut), es hat einige dicke Adern und einige dünne Coax-Paare. 
Wobei "dick" und "dünn" sehr relative Begriffe bei einem 4mm dicken 
Kabel mit 19 Adern sind... Meine Idee: Ich nehme die dicken Adern für 
die Funksignale und zwei dicke plus ein Coax-Paar für USB. Bevor jemand 
austickt: Ja, ich WEISS, dass das grundsätzlich nicht gehen sollte. Ich 
hab's aber mal als vorgängige Machbarkeitsstudie angeschlossen und es 
ging stabil. Also geht's offenbar irgendwie doch ;)

Dann war ich leider gezwungen, ein paar Adern anderen Zwecken zuzuführen 
bzw. zu tauschen (die sind extrem steif für ihre Dicke und nicht jede 
gewünschte Kombi liess sich verwirklichen), jetzt geht's leider nicht 
mehr... Meine Fragen (nach dieser langen Vorgeschichte) sind also:
- Liegt das eventuell an der inkorrekten differentiellen Impedanz der 
Signal-Leitungen? Kann ich das "manuell" erreichen?
- Ist es sinnvoll, ein Coax-Paar zu nehmen oder sollte ich lieber zwei 
innenliegende Leitungen zweier Coax-Paare nehmen?
- Gibt es alternative Lösungen, an die ich nicht gedacht hab?

Danke schonmal für alle hilfreiche Gedanken :) und bitte, wenn ihr den 
Drang verspürt, mich nur auf Normen, Lehrbücher etc. zu verweisen - 
lasst es bitte bleiben. Bitte nur konstruktive, vorwärts gerichtete 
Beiträge. Ich würde noch so gern eine funktionierende, fertige Lösung 
verwenden, die alle Normen einhält, aber es scheint keine zu geben.

Danke schonmal!

Viele Grüsse,
Simon

von Florian L. (muut) Benutzerseite


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Wie lang soll diese Verbindung sein?

von Bradward B. (Firma: Starfleet) (ltjg_boimler)


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> Ich hab ein RC-U-Boot mit einer Funkboje (alles kompletter Eigenbau).

> und bitte, wenn ihr den
> Drang verspürt, mich nur auf Normen, Lehrbücher etc. zu verweisen -
> lasst es bitte bleiben.

Aehm, du willst also nicht darauf hingewiesen werden, das die 
Strombelastbarkeit ("wieviel Amper durch die leitung ohne Durchbrennen 
passen") die Grenze vorgibt, wie dünn das Kabel sein darf ?!

Da hatte mal einer vor Jahren Durchmesser der einzelnen HDMI Leitungen 
bestimmt und in der AWG-Tabelle nachgeschaut, ob das der Strom (für den 
Motor dahinter) aushält. Aber das ist ja für Dich nicht hilfreich und 
deshalb verrätst Du uns auch nicht, wieviel Strom deine U-Boot-Imitation 
benötigt ...

* Beitrag "12V 1A über HDMI?"
* https://www.engineeringtoolbox.com/wire-gauges-d_419.html
* 
https://www.reddit.com/media?url=https%3A%2F%2Fpreview.redd.it%2Fw3qjrdkqgyt41.jpg%3Fauto%3Dwebp%26s%3D19145420067964fd61a748097132d534e9f613bb

: Bearbeitet durch User
von Simon E. (eingehirner)


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@Florian:
Die Verbindung soll 2,5m lang sein. Wenn ich mal tiefer tauchen wollen 
würde, müsste das Boot autonom werden ;)

@Bradward:
Richtig, danke für den Hinweis. Ja, das war ein Thema, das ich mir auch 
angeschaut hatte. Die Adern sind natürlich extrem dünn, mit Widerstand 
im einstelligen Ohmbereich.

An Strom wird auf der USB-Seite der WLAN-Stick versorgt. Wieviel der 
zieht, weiss ich nicht, aber ich hatte bereits die Möglichkeit ins Auge 
gefasst, ihn auf Sendeboje-Seite mit einer separaten 5V-Versorgung zu 
speisen, falls die Leistung über die Kabel nicht reicht. Der Raspberry, 
der unten dran hängt, bringt aber genug Leistung, um Stick, Tastatur, 
Maus und Mikrofon zu powern (wenn alles direkt eingesteckt wird).

Ich versteh aber den anderen Teil der Frage nicht - welcher Motor? Es 
geht rein um die PWM-Steuersignale des Empfängers und USB, alles andere 
ist unten im U-Boot und oben in der Boje separat versorgt. Es geht kein 
Strom in grösserem Umfang durch das HDMI-Kabel.

Viele Grüsse,
Simon

von Tom H. (toemchen)


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Wenn ich das recht verstehe, ist das U-Boot powermäßig selbständig. 
Lediglich für die Kommunikation zieht es an der Wasseroberfläche eine 
Boje herum, weil nun einmal kaum Funksignale unter Wasser dringen, schon 
gar nicht 2,4GHz für RC-Funk und WiFi.

Verstehe ich das außerdem richtig, daß da parallel ein Raspi und eine 
normale RC-Fernsteuerung werkeln?
Ist in der Boje der RC-Empfänger und werden die Servo-Signale nach unten 
geleitet? Deswegen die Notwendigkeit mehrerer Adern?

Ich würde veruchen, ALLES auf die WiFi-Anbindung des Raspi zu legen.
Dann brauchst Du nur eine USB-Verbindung zum WiFi-Stick oben in der 
Boje.

Ich verstehe nicht viel von Raspi und Programmierung.
Für mich wäre es eine gedankliche und vor allem macherische Hürde, dem 
Raspi Signale zum Steuern der Fahrtregler und Servos zu entlocken. 
Vermutlich würde ich einen kleinen Arduino über USB dranhängen und nicht 
direkt mit den IO-Leitungen des Raspis rumfrickeln.

Eine weitere Aufgabe ist dann natürlich, an der Basisstation wieder ein 
komfortables Bedienelement (analoger Joystick) zum Steuern des Bootes zu 
haben.

von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Tom H. schrieb:
> Ich würde veruchen, ALLES auf die WiFi-Anbindung des Raspi zu legen.
> Dann brauchst Du nur eine USB-Verbindung zum WiFi-Stick oben in der
> Boje.

Jau, bzw. den RC-Empfänger in die Boje verlegen, das PPM-Signal per 
Mikrocontroller digitalisieren, und per USB an den R-Pi schicken. Dann 
braucht man nur ein USB-Kabel und einen kleinen Hub. Die STM32 könnten 
so etwas gut. Der Raspberry oder ein weiterer Controller könnten dann 
wieder die Servos ansteuern.

Vor vielen vielen Wintern hatte ich auch mal so ein U-Boot-Projekt 
welches allerdings leider in der Ecke verstaubt ist... Dort war der 
Plan, einen RC-Sender für 27 MHz so zu modifizieren dass man einen 
eigenen Bitstrom senden kann, und im Boot bei einem RC-Empfänger das 
nackte Digitalsignal abgreifen und dort die Bits extrahieren. Das hätte 
vielleicht sogar durch ein bisschen Wasser hindurch funktionieren können 
aufgrund der niedrigen Frequenz.

Man könnte auch ein modernes Funkmodul oder Mikrocontroller mit 
integriertem Funkmodul nehmen welches in den VHF Bereich geht (bei 160 
MHz ist ein offenes Band IIRC welches von solchen Modulen erreicht 
werden kann), das ginge vielleicht auch ein bisschen im Wasser. Solche 
Module gibt es zertifiziert sodass der Betrieb legal ist. Oder ein 
beliebiges Funkmodul für eine ganz eigene Steuerung. Die LoRa Chips 
können bis 150 MHz und haben eine gute Reichweite 😉

: Bearbeitet durch User
von Tom H. (toemchen)


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Noch ist nicht klar, ob der Empfänger oben in der Boje ist. Glaube aber 
schon, kaum eine RC-Fernsteuerung arbeitet noch mit 27 oder 40 MHz 
(außer von wenigen Schiffsmodell-Opis am Parkteich).

Und soviel ich weiß, ging es mit 27 MHz gerade so eben. Aber ein 
Video-Signal nach oben bringen, ist ohne Kabel unmöglich.

Gut an Deiner Idee: Ändert am Setup der Basisstation nichts. Handy vor 
der Nase und RC-Fernsteuerung in der Hand, dabei bleibts.

Zwei (drei) Aufgaben bleiben:
1. Servosignale oder Summensignal abgreifen und durch USB runter zum 
Raspi tunneln
2. Raspi muß ständig und mit geringer Latenz diese Daten an einen 
anderen Controller, der unten an seinem USB hängt, weitergeben
3. Der Controller muß wieder die Servos und Fahrtregler steuern.

von Simon E. (eingehirner)


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Wow, danke, das sind echt gute Ideen! Aber: Der RC-Empfänger ist schon 
in der Boje.

Ja, dass man die Steuerung des Boots auch gleich über USB machen könnte, 
hab ich mir mal überlegt, der RX kann auch PPM statt der üblichen PWM, 
aber tatsächlich ist der RPi nicht in der Lage, PWM-Ports anzusteuern, 
und ich bin bisher zu blöd, um das über meine 
python/flask-Implementierung zu machen, die ist bisher rein one-way... 
und die Servos gehen bisher direkt zum RX, nur der Strom kommt unten aus 
den Bootsakkus. Und ja, ich hab im Boot eine Elektronik- und eine 
Motor/Servo-Versorgung, brav getrennt voneinander ;)

Ich hab zwar via UART auch einen Arduino am RPi dranhängen (wer sich 
jetzt denkt, dass ich da alles vermüllt habe, was ich nicht anderweitig 
brauche, liegt nicht ganz falsch), aber dem jetzt noch die (bisher) drei 
PWM-Signale aufzutragen, wäre ein weiterer Komplexitätsschritt. Wobei, 
der muss bisher die Umsetzung von RX-PWm in Motoren-PWM machen, das 
fiele dann weg :) Mal schauen, vielleicht ist das wirklich die Lösung.

Was mich dann zurück zum Start meiner Suche nach anderen Kabeln brächte: 
Wo kriege ich ein dünnes USB-Kabel mit 2.5m Länge her, das bei Kälte 
nicht steif wird? Selbst ein befreundeter Elektrikermeister konnte mir 
da nicht weiterhelfen...

Weshalb ich das bisher nicht konkret verfolgt hab: Ich hatte immer 
wieder (im alten Setup mit zwei Kabeln) WLAN-Ausfälle. Dann konnte ich 
trotzdem noch per Fernsteuerung den Tauchtank leeren und das Boot 
hochholen, halt "blind". Wenn alles über WLAN geht, fällt diese 
Backup-Lösung weg. Das heisst, ich müsste dann auch wieder viel mehr 
darüber lernen, wie ich diese Verbindung robust hinbekomme ;)

Funk unter Wasser ist echt so ein Thema. 20cm gehen noch gut, aber 2m 
sind hart.

von Tom H. (toemchen)


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Redundanz der Funkwege ist tatsächlich ein Argument. So eine 
RC-Fernsteuerung funktioniert schon sehr robust.

Um so mehr:
- Setup an Land so lassen, wie er ist, mit RC-Sender und Handy.
- Nur daran arbeiten, die Servo-Signale oder das PPM-Signal des 
RC-Empfängers nicht über ein eigenes Kabel nach unten zu leiten, sondern 
auch über USB.

Wenn Du unten schon einen Arduino laufen hast, der mit RC-Signalen 
umgeht, dann ist es doch ein Klacks für Dich, oben in der Boje auch 
einen zu installieren, der die RC-Signale versteht und als "Nachrichten" 
über USB nach unten schickt. Einfach über print... für jeden Kanal ein 
Byte und zum Synchronisieren noch ein Byte, das 50mal pro Sekunde 
(weniger oft reicht sicher auch, oder mehr sophisticated nur Updates bei 
Änderungen... beim Protokoll sind der Phantasie keine Grenzen gesetzt)

Und der Arduino unten hat doch sofort weniger zu tun, wenn er keine 
RC-Signale mehr lesen muß, sondern nur serielle Telegramme über die 
USB-Schnittstelle empfangen muß.

Für mich wäre jetzt noch die Hürde, daß der Raspi nebenbei ständig das 
von oben über USB empfangen muß und ständig an den unteren über USB 
weitergeben muß. Aber das liegt an meinem persönlichen Wissensstand, für 
andere ist das vielleicht gar keine Hürde.

von Simon E. (eingehirner)


Angehängte Dateien:

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Falls es wen interessiert, noch die komplette Verkabelungsstruktur des 
U-Boots. Ja, ich bin da auch schon etwas länger dran... Hilft vielleicht 
beim ein oder anderen Verständnisproblem.

von Simon E. (eingehirner)


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@Tom: Hmmm, wenn ich dich richtig verstehe, bräuchte ich oben in der 
Boje ein passives USB-Hub, richtig? Weil: Der WiFi-Stick bleibt, ich 
brauch zusätzlich eine weitere Zugangsstelle für die Signale des RX und 
beide gehen dann über das gleiche Kabel nach unten zum RPi. Sonst hab 
ich wieder zwei separate USB-Kabel, eins zum RPi und eins zum Arduino.

Unten müsste dann der RPi beides machen: WLAN/Videodaten auf dem einen 
USB-Kanal nach oben schicken und die Infos der Fernsteuerung auswerten. 
Da muss ich mich mal reinfuchsen, wie das gehen kann. Spannende Idee, 
definitiv.

von Frank K. (fchk)


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Ich habe gerade noch eine ganz andere Idee. Ich weiß nicht, ob das für 
Dich umsetzbar ist, aber nun ja.

Den Pi hat Ethernet onboard. Gigabit Ethernet sogar. Das ist schnell 
genug für alles mögliche. Gut, normales Ethernet-Kabel ist auch nicht 
gerade dünn, aber das braucht man ja auch nicht nehmen.

Meine Idee ist das hier:
https://www.tp-link.com/de/business-networking/accessory/tl-fc311a-2/
Ein Medienwandler, der Gigabit-Ethernet auf eine einzige Glasfaser 
umsetzt. Die kann bis zu 2 km lang sein, d.h. ein Längenproblem hast Du 
nicht. Das ist ein relativ dünnes, mechanisch etwas empfindliches Kabel. 
Sowas wie das hier, aber mit anderem Stecker (SC statt LC).
https://de.assmann.shop/de/Glasfaser-Netzwerktechnik/Glasfaser-Patchkabel-und-Pigtails/Patchkabel-OS2/Glasfaser-Simplex-Patchkabel-Singlemode-LC-APC-LC-APC-15-m.html?listtype=search
Es gibt auch Kabel mit dickerem, unempfindlicherem Mantel, aber das ist 
dann auch wieder dicker, steifer und schwerer.
Die Signale für hin- und Rückrichtung gehen über zwei verschiedene 
Wellenlängen. Auf der anderen Seite brauchst Du den hier:
https://www.tp-link.com/de/business-networking/accessory/tl-fc311b-2/
Ist quasi das gleiche Teil, aber mit vertauschten Wellenlängen für 
Senden und Empfangen.

In der Boje ist dann ein ganz normaler Ethernet Accesspoint, der das 
weiterleitet. Oder das Kabel geht ohne WLAN direkt ans Ufer und dann in 
einen Steuer-Laptop oder so.

fchk

von Tom H. (toemchen)


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@Frank:
An Glasfaserkabel dachte ich auch sofort, aber ich glaube, der TO will 
nicht alles über den Haufen werfen. So professionell muß es ja wohl auch 
nicht sein. Tiefer als 2,5m will er offenbar nicht, verständlich, 
irgendwann setzten ja auch die Mechanik und die Dichtungen die Grenze.

Ich verstehe das schon so, daß man bei der grundsätzlichen Idee mit der 
Boje bleibt. Hat auch den Charme, daß ein außer Kontrolle geratenes 
U-Boot nicht komplett abtaucht, sondern an diese gebunden bleibt, sofern 
sie genug Volumen/Auftrieb hat.


@Simon:
Ja, ein kleiner Hub in der Boje. Die Begriffssklärung "passiv" habe ich 
jetzt nicht so drauf, nach meinem Gefühl sind sie ja alle irgendwie 
aktiv mit eigener Elektronik. Aber nochmal extra per Netzteil oder Akku 
mit Strom versorgt muss er nicht sein, sofern das Kabel (Querschnitt?) 
genug Strom bei 5V für WLAN-Stick, RC-Empfänger und Arduino hochschicken 
kann.
Sollte das mit dem Strom problematisch werden (5V brechen oben an der 
Boje auf zu geringe Werte zusammen), dann muß man eine höhere Spannung 
hochschicken (z.B. 9V oder 12V), diese oben mit Schaltregler oder 7805 
auf 5V regeln und damit einen "aktiven" USB-Hub speisen sowie den 
RC-Empfänger.
Die Verteilung der Kommunikation an WLAN-Stick und den Arduino, der den 
RC-Empfänger "liest", ist ja dann reine Softwaresache.

: Bearbeitet durch User
von Simon E. (eingehirner)


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Ja, das ist schon so, es soll ein "Bastelprojekt" bleiben, nicht zu 
professionell... wobei ich die Idee mit der Glasfaser ziemlich cool 
finde ;)

5V-Versorgung in der Boje ist kein Problem, ich hatte den Stick schonmal 
am LM7805 dran, aber da ich genug Leitungen hatte, schien mir die 
jetzige Variante robuster, wo alles direkt vom RPi-Port zum Stick geht. 
Ist aber nicht das letzte Wort, ich nehme am Ende, was funktioniert.

Aber nochmal zum eigentlichen Thread-Thema: Seht ihr eine Möglichkeit, 
die Leitungen des HDMI-Kabels irgendwie für die Signale vom USB zu 
nutzen? Oder werd ich da immer über diese differentielle Impedanz 
stolpern?

von Frank K. (fchk)


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Simon E. schrieb:

> Aber nochmal zum eigentlichen Thread-Thema: Seht ihr eine Möglichkeit,
> die Leitungen des HDMI-Kabels irgendwie für die Signale vom USB zu
> nutzen? Oder werd ich da immer über diese differentielle Impedanz
> stolpern?

Das wird immer ein Thema bleiben, zwangsläufig. Und das Wasser drumrum 
kann unter Umständen den Wellenwiderstand der Leitung auch ändern. Das 
ist ja ein polares Medium.

Ich hatte Dir die Sache mit der Glasfaser nicht ohne Grund genannt. 
Solange die Faser nicht zu stark geknickt wird, bleibt das Licht im 
Kern. Und solange hast Du auch keinerlei störende Einflüsse von außen, 
egal ob elektrisch, magnetisch, Licht, Temperatur, umgebendes Medium 
oder sonstwas. Und es kommt da dann auch nicht auf ein paar Meter Länge 
an. Es funktioniert dann einfach, und das ist ja das, was Du willst.

fchk

von Jürgen (temp1234)


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Ich denke mal, dass USB 2 (mit 4 Drähten) ja ausreichend für den USB 
Teil ist. In dem Fall kannst du ein USB 3.0 Kabel (oder USB C) so 
aufteilen dass nur VCC GND D+ und D- durchgereicht werden und die 
anderen Adern hast du frei.
Sinnvoll wäre eventuell auch die Servosignale zu digitalisieren und über 
eine einzige Ader (oder 2 wenn differenziell) per UART nach unten zu 
schicken. 8 Adern sind in Ethernetkabeln massenhaft zu finden und würden 
dann reichen. Im U-Boot würden dann aus UART wieder Servosignale 
entstehen. Hat auch den Vorteil, dass das dann ausbaufähig ist und 
beliebig viele Kanäle transportiert werden können. Dafür reicht jeder 
kleine Controller der genügend Beine hat.

von Andreas M. (amesser)


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Wie wäre es mit einem USB-C Kabel? Das hat ein Adernpaar passend für 
USB1.0/USB2.0, je nach Kabel ausreichend dicke Stromkabel und 4 
Superspeed Paare, die man für die Fernbedienung missbrauchen kann, z.B. 
jeweils eine Ader + GND) Wichtig ist nur, das das Kabel USB 3.0 oder 
größer kann, sonst fehlen die Superspeed-Pärchen.

Vielleicht geht z.B. das hier: 
https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/sync-_ladekabel_usb-c_-_usb-c_60w_3_0_m-348661

Eventuell kann man mit so zwei USB-C Breakout Boards erstmal Testen, 
ohne das Kabel zu zerschneiden. Ich weis allerdings nicht ob die Chips 
dadrinnen dazwischenfunken. Ab einer bestimmten Länge (Ich glaube 5m, 
man korrigiere mich) sind USB-C Kabel aktiv, da wird dann an dem Signal 
rumgepfuscht.

[Edit]: Jürgen war schneller...

: Bearbeitet durch User
von Simon E. (eingehirner)


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Hmmm, das war mir nicht bewusst, dass USB 3.0-Kabel mehr als 6 Adern 
haben. Die Lösung gefällt mir echt gut, weil ich die ganze restliche 
Infrastruktur gleich lassen kann. Das ist glaub meine Lösung :) Bisher 
brauch ich ja nur drei Signale vom RX, da reichen die acht Paare aus. 
Und sonst nehm ich die Shields mit dazu.

Vielen Dank euch für das Brainstorming!!

Viele Grüsse,
Simon

von Harald K. (kirnbichler)


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Simon E. schrieb:
> Hmmm, das war mir nicht bewusst, dass USB 3.0-Kabel mehr als 6 Adern
> haben.

Du wirst allerdings keine USB-3.x-Kabel finden, die länger sind als drei 
Meter ...

von Simon E. (eingehirner)


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Das ist OK. Ich finde aber auch keine, die flexibler sind als ein 
mittlerer Baumstamm. DAS ist ein Problem. Ich hatte anfangs ein etwas 
steiferes Kabel am Boot - da zieht dann das Kabel das Boot und nicht 
umgekehrt. Es muss halt leider auch ein rundes sein - sonst kann ich die 
Durchführung ins Innere nicht dicht machen.

: Bearbeitet durch User
von Tom H. (toemchen)


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Und dann wäre noch die Frage, ob sich das USB3-Kabel unter Wasser 
genauso benimmt, wie in Luft.

Hmmmm.

Vielleicht nochmal zurück zu Deinem alten Traumkabel. Hat nach Deiner 
Aussage 4mm Durchmesser und 19 Adern. Zuerst ging's, dann hast Du die 
Adern anders belegt und es ging nicht mehr.

Beschreib das Kabel mal genauer.
Es hat wieviele "dickere" Adern?
Wieviele Coax-Paare? Sind die wirklich "Coax", also ein geflochtener 
Schirm um eine Isolierung und innen eine dünne Seele? Bei so einem 
dünnen Gesamtkabel stelle ich mir das eher wie die Anschlußkabel von 
Kopfhörern vor, wo mit dünnstem verschiedenfarbigen Lack isoliert zwei 
"Adern" (Signal und GND) in einer gemeinsamen PVC-Isolierung liegen.

Für Signalqualität, Wellenwiderstand, Leitungskapazität, was ist besser? 
Koax oder verdrillt?   habe ich eher nur Hausfrauenwissen, aber hier 
gibt es genügend Leute mit Ahnung.

Ist es vielleicht eher die wacklige Anbindung? Jedesmal komplett 
abklemmen, Kabel durch die Dichttülle ziehen, Kabel wieder durch die 
Dichttülle reinstecken und wieder anklemmen? Ist da was schiefgegangen?
Könnte man nicht mechanisch ein größeres Anschlußterminal bauen, das mit 
einer Überwurfmutter dicht ans Boot geschraubt wird, und auf der 
trockenen Innenseite können vernünftige kleine Stecker angebracht 
werden?

von Wolf17 (wolf17)


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Tom H. schrieb:
> Für Signalqualität, Wellenwiderstand, Leitungskapazität, was ist besser?
> Koax oder verdrillt?
NUR verdrilltes Paar für USB D+/D- nehmen!!!
Selbst das billigste HDMI 1.0 Kabel ist gut für insgesamt 4Gbit und hat 
vier verdrillte Paare. Ein verdrilltes Paar davon reicht bei 2,5m für 
USB2 mit 480Mbit, selbst wenn die Impedanz minimal anders sein sollte.
https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:HDMI_Connector_Pins1.png
https://de.wikipedia.org/wiki/High_Definition_Multimedia_Interface

Kabelende aufspleissen und die verdrillten Paare identifizieren.
Wenn es ein Fakekabel ohne verdrillte Paare ist, schaut es allerdings 
schlecht aus.
4mm Aussen für 4x(2+Schirm) + 6 ist sportlich.

von Bradward B. (Firma: Starfleet) (ltjg_boimler)


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Wolf17 schrieb:
> Tom H. schrieb:
>> Für Signalqualität, Wellenwiderstand, Leitungskapazität, was ist besser?
>> Koax oder verdrillt?

Koax ist besser als verdrillt (Twisted pair) und verdrillt ist sehr viel 
besser als unverdrillt.
Wobei die Frage ist, was man mit "besser" meint.

Und Koax sollte man auch hinterfragen, Koax meint hier Geschirmt 
(shilded),
das hat man früher mit einem Blech, gemacht, dann Geflecht, aber bei 
Ethernet und HDMI ist metalisierte Folie Plaste-ausreichend. Da führt 
dann zu Bauformen foil shielded (F/UTP) und screen shielded (S/UTP) und 
so weiter .
Für Details 
bspw.:https://www.truecable.com/blogs/cable-academy/ethernet-cable-shielding-types?srsltid=AfmBOookpywnXLGcIWBnF_QkP7UHAeNgwelvdUf18WX_1c1aNPlJnQfh#page_comments=1

> Seht ihr eine Möglichkeit,
> die Leitungen des HDMI-Kabels irgendwie für die Signale vom USB zu
> nutzen? Oder werd ich da immer über diese differentielle Impedanz
> stolpern?

Hemdsärmlig betrachtet ist das gleich, HDMI wie USB-Kabel aber 
differentielle Leitungspaare um die auch noch ein Schirm gepackt ist. 
Ich geh davon aus, das bei USB wie HDMI das Pärchen auch verdrillt ist.

Vergleicht man die Datenraten auf den differentiellen Datenleitungen 
zwischen HDMI und USB (2.0). ist HDMI deutlich schneller und damit 
kritischer. Also sollte ein HDMI-Kabel ,richtig angeschlossen, USB 2.0 
locker schaffen.  Vielleicht muss man an Widerständen zur 
Typ-Konvertierung basteln.

Der Signalstandard auf HDMI ist TMDS und hat ne datenrate von mindestens 
knapp 1GBps, USB 2.0 schafft auf seinen diff. Pärchen 480 Mbit/s.

https://de.wikipedia.org/wiki/Transition-Minimized_Differential_Signaling

von Harald K. (kirnbichler)


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Bradward B. schrieb:
> Koax ist besser als verdrillt (Twisted pair) und verdrillt ist sehr viel
> besser als unverdrillt.

So plump kann man das nicht sagen. Koax ("geschirmt") ist für 
asymmetrische Übertragung das richtige, verdrillt ist für symmetrische 
Übertragung das richtige.

USB benutzt auf den Datenleitungen symmetrische Übertragung, benötigt 
daher verdrillte Leitungen.

Mit Koax (geschirmten Einzelleitern) kommst Du da auf keinen grünen 
Zweig.

von Rahul D. (rahul)


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Simon E. schrieb:
> Ja, dass man die Steuerung des Boots auch gleich über USB machen könnte,
> hab ich mir mal überlegt, der RX kann auch PPM statt der üblichen PWM,
> aber tatsächlich ist der RPi nicht in der Lage, PWM-Ports anzusteuern,
> und ich bin bisher zu blöd, um das über meine
> python/flask-Implementierung zu machen, die ist bisher rein one-way...

Für die Maker-Szene gibt es Platinen mit dem pca9685.
Der wird über über I²C angesteuert und gibt 16 Kanäle PWM aus.
Den sollte man auch per python prgrammieren können.

Wenn das U-Boot sowieso an einer Boje / einem Kabel hängt, könnte man es 
auch gleich zu einem ROV modifizieren. Oder brauchst du unbedingt die 
Funkreicheweite?

von Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)


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HDMI hat üblicherweise auch kein Koaxkabel sondern twisted pair. 
Eventuell sind Paare mit einer Schirmung versehen und du hast es als 
Koax interpretiert.
Versuchs einfach, mehr als schiefgehen kann es ja nicht.

von Thomas R. (thomasr)


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HDMI ist für die Datenübertragung nichts anderes als mindestens drei 
verdrillte Aderpaare. Gewöhnliches CAT5 UTP sollte deshalb völlig 
ausreichen, also jedes bessere Patchkabel.

Meine Lösung für ein USB "Netzwerk" zu Haus über lange Strecken zur 
Anbindung eines Druckers basiert auch auf einer Strecke in CAT6 Leitung.

von Harald K. (kirnbichler)


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Thomas R. schrieb:
> Gewöhnliches CAT5 UTP sollte deshalb völlig
> ausreichen, also jedes bessere Patchkabel.

Ist nur dicker, deutlich dicker als das hier verwendete HDMI-Kabel.

Und Deine "Lösung" funktioniert auch nur, weil USB1.1 sehr gemütlich 
(d.h. langsam) ist. Schon mit USB2.0 (und 480 MBit/sec) geht das nicht 
mehr.

von Bradward B. (Firma: Starfleet) (ltjg_boimler)


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>> Koax ist besser als verdrillt (Twisted pair) und verdrillt ist sehr viel
>> besser als unverdrillt.
>
> So plump kann man das nicht sagen. Koax ("geschirmt") ist für
> asymmetrische Übertragung das richtige, verdrillt ist für symmetrische
> Übertragung das richtige.
>
> USB benutzt auf den Datenleitungen symmetrische Übertragung, benötigt
> daher verdrillte Leitungen


> HDMI hat üblicherweise auch kein Koaxkabel sondern twisted pair.
> Eventuell sind Paare mit einer Schirmung versehen und du hast es als
> Koax interpretiert.

Ja, da ging was durcheinander, die passende Unterscheidung wäre wie oben 
symmetrisch oder unsymmetrisch. Zwischen beiden kann man wandeln 
(Balun), aber USB wie die HiSpeed Datenleitung im HDMI symmetrisch mit 
Schirmung sind und beide zur Übertragung über Leitungsstrecken geeignet 
sind, braaucht man es nicht.

https://de.wikipedia.org/wiki/Balun

Die "Verwechslung" des Schirms mit dem Mantel des Koax-Kabels könnte 
aufkommen, wenn man ein VGA-Kabel aufschneidet. Das sind Koax-Leitungen 
75 Ohm für R,G,B, und da ist auch so ne Folie als Mantel wie bei der 
Schirmung.

von Simon E. (eingehirner)


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Hallo zusammen,

einmal kurz nicht reingeschaut und schwupps, hat man haufenweise neue 
Ideen ;)

Also:
Zum ROV umbauen will ich erstmal nicht, der Reiz ist ja grade das 
Tauchen "auf Sicht" mit Kamera im Boot.

Instabile Verbindung: Durchaus möglich. Ich habe am RPi einen 
USB-A-Stecker, drangelöstet 4x Schraubkontakt, dann kommt das 
HDMI-Kabel, dann in der Boje wieder 4x Schraubkontakt, dann ein 10cm 
langes USB2.0-Kabel mit Socket, dann der WLAN-Stick. Es könnte auch 
sein, dass das zusätzliche Kabel das Problem ist, das muss ich mir mal 
anschauen. Ganz früher hatte ich den Socket direkt an die 
Schraubkontakte drangelötet und möglicherweise hab ich meine ersten 
Tests auch so durchgeführt.

Wenn HDMI grundsätzlich auch verdrillte Paare hat, muss ich mir das 
Kabel nochmal genauer anschauen. Ich hatte es relativ weit abisoliert, 
die einzelnen Stränge separiert, nochmal abisoliert und bin auf die 
Zusammenstellung wie oben beschrieben gekommen - einige einzelne Kabel 
mit Folienschirm, einige mit geflochtenem Drahtmantel. Aber stimmt, das 
ist nicht Koax, das ist nur geschirmt, da hab ich im Kopf was 
verbosselt. Die Kabel sind enorm dünn, für mich an der Grenze zur 
manuellen Kontrolle, und sind mir anfangs immer abgebrochen - 
Schrumpfschlauch in der Dicke (Dünne) hab ich nicht, ich hab 
schliesslich zur Stabilisierung die Lötstellen mit WindowColor angemalt 
:D Das klingt komisch, geht aber gut.

Mehr Elektronik in die Boje packen wird langsam platzmässig schwierig... 
da müsste ich dann das Gehäuse wieder neu suchen gehen ;) Wenn's ohne 
geht, wär's mir lieber.

Ich hab jetzt auch mal zwei verschiedene USB 3.0-Kabel bestellt (beide 
gemäss Bildern vermutlich mit ca. 4.5mm Kabeldicke - eigentlich zu dick, 
aber mal testen) und werd schauen,
a) wie sie sich bei tiefen Temperaturen verhalten,
b) ob ich den WLAN-Stick damit ans Laufen kriege.

Viele Grüsse,
Simon

: Bearbeitet durch User
von Bradward B. (Firma: Starfleet) (ltjg_boimler)


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> Wenn HDMI grundsätzlich auch verdrillte Paare hat, muss ich mir das
> Kabel nochmal genauer anschauen.

Verdrillt bedeudet jetzt nicht zwangsläufig das das so eng geflochten 
ist wie ein Mädchenzopf, ich meine mit ein paar Schlägen auf einen Meter 
erreicht man schon einiges. In der EMV wurde da einiges gerechnet, mal 
schauen ob ich das noch finde.

Zum Thema Kabel für differntielle Übertragung fand ich das recht 
brauchbar: https://www.ti.com/lit/an/slla053b/slla053b.pdf

: Bearbeitet durch User
von Simon E. (eingehirner)


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Ich hab mir das Kabel nochmal angeschaut und vermutlich läuft es 
tatsächlich auf so eine "Verdrillung light" raus: Aussen ist ein 
Drahtmantel, dann kommt ein Folienschirm und dann direkt das Bündel 
aller Adern, manche einzeln geschirmt, manche nicht. Keinerlei 
Gruppierung untereinander erkennbar, auch kein spiraliger Verlauf. 
Leider auch ohne Farb-Paarung, aber wenn die sowieso als "gemeinsam 
verdrilltes" Bündel da drin liegen, ist das vermutlich auch egal...

Das hiesse, dass ich es mal mit zwei der nicht geschirmten Kabel 
versuchen müsste. Vielleicht komm ich heut abend dazu, mal schauen.

Mal eine ganz dumme Frage: Was bringt das Verdrillen, so rein 
physikalisch?

: Bearbeitet durch User
von Frank K. (fchk)


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Simon E. schrieb:

> Mal eine ganz dumme Frage: Was bringt das Verdrillen, so rein
> physikalisch?

Das Verdrillen macht man bei differentiellen Signalen. Dabei sendet man 
nicht einen Spannungswert, sondern eine Spannungsdifferenz, z.B. auf A 
+1V und auf B -1V oder auf A +3.5V und auf B +1.5V. Im Empfänger ist ein 
Subtrahierer, der A-B ermittelt. Bei beiden Beispielen kommt A-B=2V 
raus.

Wenn jetzt eine additive Störung auf das Signal einwirkt, dann soll die 
auf A und auf B gleichermaßen einwirken. Dann ist nämlich 
(A+S)-(B+S)=A+S-B-S=A-B, d.h. die Störung S fällt raus.

Damit das der Fall ist, macht man das Verdrillen, denn dann ist es egal, 
aus welcher Richtung die Störung kommt, jedes Teilsignal ist mal vorne, 
mal hinten.

Das ganze geht natürlich nur in bestimmten Grenzen. Das ist der Common 
Mode Bereich. Wenn A=4V und B=2V sind, dann ist das für den 
Differenzverstärker kein Problem. Wenn A=104V und B=102V sind, dann kann 
der Differenzverstärker das nicht mehr verarbeiten und geht sogar 
kaputt. Deswegen führt man Ground als Bezugspotenzial mit, um 
sicherzugehen, dass beide Endpunkte auf dem gleichen Niveau sind.

fchk

von Simon E. (eingehirner)


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Cool, danke für die Erklärung! Aber grundsätzlich hiesse das, rein 
theoretisch, wenn ich meine Kabel auf der gesamten Länge einmal um 180° 
verdrille (und sicherstelle, dass das Kabel perfekt gerade verläuft und 
alle Störungen homogen über die Kabellänge auftreten...), wäre der 
Effekt schon gegeben, richtig? Deshalb funktioniert vermutlich mein 
HDMI-Kabel, obwohl es nicht "fein" verdrillt ist.

von Harald K. (kirnbichler)


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Simon E. schrieb:
> wenn ich meine Kabel auf der gesamten Länge einmal um 180°
> verdrille (und sicherstelle, dass das Kabel perfekt gerade verläuft und
> alle Störungen homogen über die Kabellänge auftreten...), wäre der
> Effekt schon gegeben, richtig?

Nee. Der "Effekt" funktoniert nur, wenn die Schlaglänge klein genug ist. 
Sieh Dir ein Netzwerkkabel an, da liegt die Schlaglänge bei ein paar 
Millimetern.

Das feine HDMI-Kabel funktioniert, weil es a) nicht irrwitzig lang ist 
und b) durch den Aufbau eben doch eine gewisse Verseilung aller Adern 
erfolgt, die Du durch das Abmanteln nicht mehr sehen kannst.

von Frank K. (fchk)


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Simon E. schrieb:
> Cool, danke für die Erklärung! Aber grundsätzlich hiesse das, rein
> theoretisch, wenn ich meine Kabel auf der gesamten Länge einmal um 180°
> verdrille (und sicherstelle, dass das Kabel perfekt gerade verläuft und
> alle Störungen homogen über die Kabellänge auftreten...), wäre der
> Effekt schon gegeben, richtig?

360°, nicht 180°. Und die Annahme, dass die Störungen gleichermaßen über 
die gesamte Kabellänge einwirken, ist quasi immer unzutreffend. Deswegen 
brauchst Du eine gewisse Schlagzahl.

fchk

von Simon E. (eingehirner)


Angehängte Dateien:

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Hurra! Das war tatsächlich die Lösung! Es geht mit dem dünnen, nicht 
konformen HDMI-Kabel:
- zwei der nicht geschirmten Adern verzwirbelt und als Signalleitungen 
verwendet
- Ground sowohl am RPi-Ground als auch an einem LM7805 angeschlossen
- 5V vom LM7805 geholt

Jetzt überträgt das Boot wie bisher :) Herzlichen Dank allen für die 
kompetente Hilfe!

Im Anhang mein aktueller Bastelstand ;)

Viele Grüsse,
Simon

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