Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Realisierung eines Kabellängenmessgerätes


von meisteralex (Gast)


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Hallo, ich möchte ein Kabellängenmessgerät für TP-Kabel mit einem 
AtMega16 relaisieren, welche darauf basiert die Kabellängen zu messen, 
indem ein Impuls und dessen Zeit zur Reflexion am offenen ende gemessen 
wird.

Geht das ? und wie gehe ich vor ?
Gibt es fertige Projekte ?

von chr (Gast)


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Hi,

rechne doch mal aus in welchem Bereich die Laufzeiten der Impulse 
liegen....ich denke das wird mit den Mitteln eines Bastlers kaum so gut 
machbar sein, dass zuverlässige Ergebnisse rauskommen.

von AVR (Gast)


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eine miliohm messung tuts auch

von Benedikt K. (benedikt)


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Es geht schon, allerdings über analoge Werte:
Einen Kondensator während der Laufzeit laden, und dessen Spannung 
messen.

von meisteralex (Gast)


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wie soll das realisierbar sein mit dem kondensator ?
also ich wollte auch leitungen messen können, welche offene enden haben

von Falk (Gast)


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@ meisteralex (Gast)

>Hallo, ich möchte ein Kabellängenmessgerät für TP-Kabel mit einem
>AtMega16 relaisieren, welche darauf basiert die Kabellängen zu messen,
>indem ein Impuls und dessen Zeit zur Reflexion am offenen ende gemessen
>wird.

>Geht das ?

Sicher. Nennt sich TDR (Time Domain Reflectometer).

> und wie gehe ich vor ?

Viele Weg führen nach Rom.

>Gibt es fertige Projekte ?

Hab mal sowas auf ner Amateurfunkseite gesehen. Allerdings mit manueller 
Auswertung auf einem Oszilloskop.

@ chr (Gast)

>rechne doch mal aus in welchem Bereich die Laufzeiten der Impulse
>liegen....

5ns/m

>ich denke das wird mit den Mitteln eines Bastlers kaum so gut
>machbar sein, dass zuverlässige Ergebnisse rauskommen.

Der Begriff "Bastler" ist weit gefächert. Es gibt Bastler, die auf 
100GHz++ Amateurfunk machen.

MFG
Falk

von Pico .. (polkompensierer)


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meisteralex wrote:
> Hallo, ich möchte ein Kabellängenmessgerät für TP-Kabel mit einem
> AtMega16 relaisieren, welche darauf basiert die Kabellängen zu messen,
> indem ein Impuls und dessen Zeit zur Reflexion am offenen ende gemessen
> wird.
>
> Geht das ? und wie gehe ich vor ?
> Gibt es fertige Projekte ?


Hättest du Zugriff auf das andere Kabelende?!

von AVR (Gast)


Angehängte Dateien:

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das teil ist am genausten

von Benedikt K. (benedikt)


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Bei ELV gibt es das fertig:
Digital-Kabellängen-Messgerät KM 1
Leider kann man die Bauanleitung dazu nicht runterladen.

von Klemens (Gast)


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von Lutz S. (lutzs)


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Clever gelöst, ich hatte zunächst vermutet die messen direkt die 
Laufzeit des Impulses.

Wenn man das Messprinzip übernimmt lässt sich das mit einem LC-Display 
über I2C und einem A/D Wandler mit 14 oder besser 16 Bit mit etwas 
weniger Schaltungsaufwand realisieren.

: Bearbeitet durch User
von Dieter W. (dds5)


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Nach 12 Jahren dürfte der TO die Länge seines Kabels inzwischen gemessen 
haben.

von Mw E. (Firma: fritzler-avr.de) (fritzler)


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Ja schon, aber der Link ist trotzdem sehr sehenswert.

von Lutz S. (lutzs)


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Das finde ich auch und habe da auch gleich noch zwei Fragen:

- muss das unbedingt so ein schmaler Impuls von 10 ns sein? Würde nicht 
auch eine steile Flanke eines breiteren Impulses funktionieren wenn man 
die Auswertung entsprechend ändert?

- bei offenen und geschlossenem Kabelende ergeben sich als Antwort 
entgegengesetzte Signalpolaritäten. Muss die Auswertung mit zwei 
Komparatoren erfolgen oder könnte man das auch mit einem machen wenn man 
einmal eine positive und einmal eine negative Flanke ins Kabel schickt?

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Wahrscheinlich gehts am einfachsten, wenn du dir einen Ethernet-PHY mit 
entsprechenden Kabeltestfunktionen ausguckst, und den mit seinem 
MDI-Interface an den Atmega16 haengst, steuerst und ausliest.

Gruss
WK

von Udo S. (urschmitt)


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Lutz S. schrieb:
> muss das unbedingt so ein schmaler Impuls von 10 ns sein? Würde nicht
> auch eine steile Flanke eines breiteren Impulses funktionieren wenn man
> die Auswertung entsprechend ändert?

Ohne jetzt viel von HF zu verstehen:
Ich würde annehmen, daß der niederohmige Ausgang dann den deutlich 
schwächeren reflektierten Impuls plattmacht.

von Thomas W. (diddl)


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Es gibt ja diese billigen Entfernungsmesser auf Laser Basis.

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht und von einem Elektrischen 
Feld dürfte gleich sein (Lichtgeschwindigkeit).

Insofern würde dieselbe Technik genügen (kurzer Impuls, Reflexion 
messen, Zeit messen und Weg berechnen) um das Problem zu lösen.

von Udo S. (urschmitt)


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Thomas W. schrieb:
> Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht und von einem Elektrischen
> Feld dürfte gleich sein (Lichtgeschwindigkeit).

Nein, siehe
https://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetische_Welle#Wellen_im_Medium

von HildeK (Gast)


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Lutz S. schrieb:
> - muss das unbedingt so ein schmaler Impuls von 10 ns sein? Würde nicht
> auch eine steile Flanke eines breiteren Impulses funktionieren wenn man
> die Auswertung entsprechend ändert?

Ja, das funktioniert auch nur mit einer Flanke bzw. Pulsen mit deutlich 
größere Länge als die doppelte Leitungslaufzeit.
Ich könnte mir vorstellen, dass es sogar für die Schaltung einfacher 
ist: man muss nur positive Pulse auswerten und könnte sich ev. die 
negative Betriebsspannung sparen.

Allerdings: dadurch wird die messbare Leitungslänge durch die Pulslänge 
quasi begrenzt, denn ist sie länger, braucht man wieder die Auswertung 
nach dem ELV-Gerät.

von Mw E. (Firma: fritzler-avr.de) (fritzler)


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Dergute W. schrieb:
> Wahrscheinlich gehts am einfachsten, wenn du dir einen Ethernet-PHY mit
> entsprechenden Kabeltestfunktionen ausguckst, und den mit seinem
> MDI-Interface an den Atmega16 haengst, steuerst und ausliest.

Klingt jetzt garnicht mal so abwegig?
Ist nur die Frage inwiefern die PHY da auf verdrillte Adern ausgekegt 
sind.

Ansonsten könnt ich das mal mit nem ksz8081mlx testen.
(Wenn ich am WE dazu komme)

von Kiddy (Gast)


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Der ATMega-16 kann vielleicht Pulse von 1/16 µs abschicken.
(Mit 20, statt 16 MHz-Takt wird es auch nur um 1/5 besser.)

Dann gibt es erst mal "Latenz" und dann kann er vielleicht mit
dem Analog-Comparator Reflexionen erfassen, die mit 2..4/16 µs
Unsicherheit belegt sind.
Bei Leitungen mit 200.000.000 m/s Ausbreitungsgeschwindigkeit sind
2..4/16 µs = 1/4..1/2 µs schon mal Weg-Unsicherheiten von 50..100 m.
Mit Reflexion also 25...50 m.

Reicht das?

Wenn man einen schnellen Pulsgenerator und einen schnellen Komparator
+ schnellen Zählerbaustein bei hoher Taktrate nimmt - und der µC nur
die Auswertung macht, reicht wahrscheinlich auch ein Tiny...

von Gufi (Gast)


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Der Puls muss nicht kurz sein. Wenn die steigende Flanke steil ist und 
das Kabelende offen, misst du während der Laufzeit Ub/2, wenn die 
Pulsquelle über den Kabelwellenwiderstand angeschlossen ist, also ca. 
144R.
Die Unterscheidung ob UB/2 oder UB braucht auch keine 12 oder 14 Bit, da 
reicht ein simpler Komparator.
Nur: 1m ist ca. 5ns. Wenn du wenigstens auf 1m genau messen willst, 
brauchst du einen Timer der mit 100MHz zählt. Ich kenne die ATMega 
nicht, aber bezweifle dass die das können.

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