Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik digitale Datenübertragung


von Lutz (Gast)


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Moin,

ich wollte mir jetzt während der Semesterferien ein kleines Projekt 
selber bauen.
Das Projekt an sich, dient eigentlich nur zur Verständnis verfestigung.

Im ersten Schritt, habe ich das folgende System mit einer analog 
Datenübertragung aufgebaut und möchte jetzt in die digitale 
Datenübertragung eintauchen. Hierfür würde ich gerne 2 unabhängige 
Systeme entwickeln. Beide Schaltungen sollten möglichst Bauteilarm und 
energiesparend arbeiten.

Auf der Empfängerseite, soll ein µC, zu einem bestimmten Zeitpunkt, mit 
Hilfe eines Temperatursensor, die Temperatur ermitteln und diese dann 
digital an den Sender übertragen.

Der µC soll die Temperatur nur abfragen, wenn der Sender in Reichweite 
ist.(30mm)
 Außerdem soll die Schaltung im idealfall im kHz Bereich arbeiten. Nun 
meine Frage an euch, wie würdet ihr am besten vorgehen und was sollte 
ich beachten ?

von schonk (Gast)


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Kannst Du Deine Aussagen noch ein wenig sortieren?

Wieso soll der Sender empfangen und der Empfänger senden?
Müssen die 30 mm auch messtechnisch ermittelt werden?
Denkst Du an eine Übertragung mittels Kabel oder kabellos?

von Udo S. (urschmitt)


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Lutz schrieb:
> Beide Schaltungen sollten möglichst Bauteilarm und
> energiesparend arbeiten.

"Möglichst" heisst normalerweise "sehr teuer".
Bitte konkrete Angaben. und wenn es in dem Sinn ist: "2 AA Zellen sollen 
die Schaltung 12 Monate versorgen"
Aber da kannst du dann auch die Kapazität einer AA Zelle herausfinden 
und den durchschnittlichen Stromverbrauch benennen.

von Karl H. (kbuchegg)


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> Im ersten Schritt, habe ich das folgende System mit einer analog
>  Datenübertragung aufgebaut und möchte jetzt in die digitale
> Datenübertragung eintauchen.

Dann würde ich vorschlagen, du legst erst mal alle Sonderfälle und 
sonstigen Spezialanforderungen bei Seite und fängst ganz banal mit einer 
08/15 Datenübertragung an.
WENN du die dann beherrscht, DANN gehts in die von dir angedeutete 
Richtung mit Stromsparen, Entfernungsabhängigem Koppeln, Funk etc.
Aber erst mal mit einer ganz banalen kabelgebundenen Datenübertragung 
das kleine EinmalEins der Übertragungstechniken aufsaugen.

von Purzel H. (hacky)


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Temperaturen im kHz messen zu wollen ist eher witzlos, denn Temperaturen 
aendern sich nicht so schnell, zumindest wenn man in der Lage ist sie 
auch sensormaessig zu erfassen.

Alle Sekunden ist immer noch grosszuegig. Besser nur alles 10s. oder 
weniger

von Lutz (Gast)


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oh, ich glaube ihr habt mich Falsch verstanden.

Im ersten Projekt habe ich 2 Systeme aufgebaut(zwei unabhängige Systeme, 
die mit keinem Kabel verbunden sind).
System 2 durfte den Sensor erst dann messen, wenn System 1 in Reichweite 
war (30mm). Bei diesem Abstand konnte System 1 in System 2 eine Spannung 
induzieren und erteile somit die Freigabe, dass System 2 den Sensor 
messen durfte.
Nachdem die Freigabe von System 1 erteilt wurde, hat System 2 die 
Sensordaten über einen Funkkanal (AM) zurück gesendet. Diese konnten 
dann von System 1 verarbeitet werden.

Nun möchte ich die analoge Signalübertragung , digital gestalten.

von Klakx (Gast)


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gut, wenn AM schon einwandfrei funktioniert, dann sollte digital machbar 
sein.

Inwiefern ist es möglich auf deiner AM-Welle einen niedrigen und einen 
hohen Pegel abzubilden und zu messen? Hier würde mir Gleichrichten mit 
einer darauf folgenden Entscheidungsstufe einfallen.

Wenn das geht, dann Überabtasten und gescheite Codierung drauf 
(Fehlerkorrektur, Start- und Stopfeld). Bei der Zeitanforderung kann man 
ja eigentlich viel rechnen lassen.

von Dave C. (dave_chappelle)


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Da kannst du frei auswählen:

IIC (TWI), SPI, UART, CAN etc.

Kannst auch selber was schreiben und z.B. einfach zwei ganze Ports 
zusammenhängen.

von Lutz (Gast)


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das mit der Diode habe ich auch schon getestet.

ich würde am liebsten mit einem µC die Temperatur messen und dann direkt 
mit ihm die Daten übertragen. Die info würde ich im Puls/Pause 
Verhältnis unterbringen. Außerdem, soll das ganze dann im ~150 kHz 
Bereich funktionieren

von Lutz (Gast)


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also, ich möchte das Sensorsignal mit Hilfe eines µC AD-Wandeln. Diese 
Daten sollen kabellos an ein weiteres System übertragen werden...

von Karl H. (kbuchegg)


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Lutz schrieb:
> also, ich möchte das Sensorsignal mit Hilfe eines µC AD-Wandeln. Diese
> Daten sollen kabellos an ein weiteres System übertragen werden...

Ja, dann mach das.
Und ich bleib trotzdem dabei: Mach es schrittweise!
Welche Teilbereiche umfasst dein Projekt? brauchst du Funk um zu 
verstehen, wie man ein Sensorsignal erfasst? Nein, brauchst du nicht. 
Also lass ihn erst mal weg. Sieh zu, dass du deinen Sensor ausgelesen 
bekommst und die Zahlenwerte in Form einer ganz banalen UART 
kabelgebunden in ein Terminalprogramm auf dem PC anzeigst.
Wenn du das hast, dann geht es weiter.
Im Moment hab ich das ganz starke Gefühl, du verzettelst dich in 25 
Millionen Detailproblemen die zum jetzigen Zeitpunkt alle noch nicht 
relevant sind und die man am besten löst indem  man sich schrittweise 
vom Einfachn zum Komplexen vortastet.

von Lutz (Gast)


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das bekomme ich ja hin!
ICh will jetzt nur einen Schritt weiter gehen und die Daten kabellos 
übertragen^^

von Karl H. (kbuchegg)


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Lutz schrieb:
> das bekomme ich ja hin!
> ICh will jetzt nur einen Schritt weiter gehen und die Daten kabellos
> übertragen^^

Ja, gut. Dann mach das doch.
Wo genau ist denn da jetzt dein Problem?

Kannst du mit Kabel Daten von A nach B, sagen wir von deinem µC zum PC 
übertragen? Sagen wir mal mit der UART?
Wenn du es mit Kabel hinkriegst, dann ersetzt du das Kabel auf der einen 
Seite durch einen Sender und auf der anderen Seite durch einen Empfänger 
und genau dieselbe Übertragung muss ganz genau wieder gleich 
funktionieren.

Nur weil du ein Kabel durch eine Funk/Lichtstrecke ersetzt, heißt das ja 
nicht, dass im AVR die UART anders angesteuert wird (oder SPI oder TWI 
oder ...).

von Lutz (Gast)


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ja!
Ich wollte von euch wissen, welche einfache Schaltung ich für die 
digitale SIgnalübertragung verwenden kann.

von M. N. (Gast)


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von lutz (Gast)


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Diese rfm module sind leider ungeeignet, da sie im frequenzbereich von 
433 mhz arbeiten..
ich benötige etwas im 100khz bereich

von Eumel (Gast)


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lutz schrieb:
> ich benötige etwas im 100khz bereich


Weil? Mit welcher Leistung willst du senden?

von c-hater (Gast)


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lutz schrieb:

> ich benötige etwas im 100khz bereich

Alles, was du brauchst, ist also ein Verstärker für den Empfänger und 
eine für den Frequenzbereich geeignete Antennenkonstruktion. Den Rest 
kann jeder AVR.

Wenn du, wie du behauptest, bereits ein funktionierendes analoges System 
hast, dann hast du bereits einen geeigneten Verstärker und geeignete 
Antennen.

Der Rest der Hardware ist eine kleine Anpaßschaltung, um die 
Sendeantenne an zwei im Gegentakt angesteuerten Portpins zu betreiben 
(Impedanzanpassung und Tiefpaß gegen elektromagnetische 
Umweltverschmutzung, also nur ein ziemlich unkritisches RLC-Netzwerk). 
Das kann man sehr schön in LTSpice "aufbauen" und optimieren, bevor man 
das bissel Hühnerfutter tatsächlich kauft und auf Kupfer lötet.

Der Rest ist reine Software. 
AD-Wandler->Goertzel->Tiefpaß->Limiter->AM-Signal zur Decodierung und 
weiteren Verarbeitung für den Empfänger und eine simple über DDR 
getastete Fast-PWM mit der Sendefrequenz über zwei inverse Ausgänge als 
Sender.

Ein schöner Einstieg in digitale Signalverarbeitung mit einem µC. 
Übrigens gehen damit schon deutlich mehr als nur 30mm Distanz.

Richtig spannend wird es aber erst, wenn die (hoffentlich irgendwann 
funktionierende) AM-Lösung auf effizientere Modulationsverfahren 
umgerüstet werden soll, um z.B. den 16fachen Datendurchsatz zu 
ermöglichen und damit die Möglichkeit zu schaffen, die 
Kommunikationspartner bei gleichem effektiven Datendurchsatz sehr viel 
energiesparender zu machen...

von Karl H. (kbuchegg)


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c-hater schrieb:

> Wenn du, wie du behauptest, bereits ein funktionierendes analoges System
> hast, dann hast du bereits einen geeigneten Verstärker und geeignete
> Antennen.

eigentlich wahr. Ist mir noch gar nicht aufgefallen.

Völlig richtig, wenn man eine analoge Übertragung hat, dann definiert 
man halt einfach 2 analoge Werte, so dass diese eine logische 0 bzw. 
eine logische 1 darstellen sollen und baut auf der Senderseite eine 
entsprechende Umformung des digitalen Signals auf diese beiden analogen 
Werte bzw. auf der Empfängerseite eine entsprechende Auswertung des 
empfangenen analogen Signals auf digitale Pegel zur Weiterverarbeitung.

Was anderes haben ja zb die Fax-Geräte auch nicht gemacht. Da gab es 
eine Telefonleitung, die Sprache transportieren kann, also hat man halt 
einfach 2 Töne definiert, die jeweils 0 bzw. 1 darstellen sollen und 
anstelle dem Plausch unter Nachbarn hat dann eben das Faxgerät in die 
Leitung hineingeträllert. Und vor den Fax-Geräten haben sogenannte 
Akustik Koppler im Hobby Bereich (wer sich kein Modem leisten konnte) 
genau das gleiche gemacht.

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