Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Maximale Entfernung/Kabellänge TasterPotis zu µC


von Thomas B. (escamoteur)


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Hi,

ich hab unter Beitrag "Re: LED-Streifen dimmen, Verständnisfragen"

Schon beschrieben, dass ich das Bedienfeld meiner LED-Dimmers ein gutes 
stück von der Steuerplatine absetzen will.

Dabei geht es um Schalter und einen Poti.

Wie weit dürfen die von einem AVR entfernt sein bei 5V 
Spannungsversorgung. Sind 5-6m ein Problem?

Gruß
Tom

von Wolfgang (Gast)


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Thomas Burkhart schrieb:
> Wie weit dürfen die von einem AVR entfernt sein bei 5V
> Spannungsversorgung. Sind 5-6m ein Problem?

Das kommt auf die EM-Umgebung und die Übertragungsgeschwindigkeit drauf 
an.

von Thomas B. (escamoteur)


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Wie gesagt nur mechanische Schalter und ein Poti, d.h. 
Übertragungsgeschwindigkeit ist wohl kein Problem oder?

Spielt das Thema EM dann noch ne Rolle?

: Bearbeitet durch User
von Jobst Q. (joquis)


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Das kommt sehr auf die Schaltung an und auch auf das Verbindungskabel. 
Der Eingangswiderstand am µC ist ziemlich entscheidend. In 
Industrieanlagen werden Analogsignale meist als Strom 4 -20 mA 
übertragen. Du könntest das Poti in eine Stromquelle einbauen und dann 
an den Eingang einen niedrigen Widerstand von ca 100 Ohm. Bei 20mA wären 
das dann 2 Volt maximal.

Die Schalter sind wahrscheinlich nicht so kritisch, aber auch dabei sind 
niedrige Eingangswiderstände angebracht.

von kopfkratzer (Gast)


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kopfkratz
CAT7 Kabel hat da sicherlich schon jemand vorgeschlagen ...
Wo verläuft denn die Leitung in einem Kabelbaum, unter Putz oder 
freihängend im Baum ?
Jeder Leiter fungiert automatisch als Antenne, d.h. im Fall der Fälle 
bekommst Du "komische" ADC Werte und die Taster gehen mal sporadisch an 
oder gehen gar nicht ...
Wenn Du sehr sicher sein willst das die Signale ankommen nimm einen 
extra µC am Bedienpanel, werte dort die Schlater/Potis aus und übertrage 
das dann via LWL mit einem passeden Protokoll.
Dann kann auch die Teslaspule daneben stehen, das macht der Übertragung 
nix (außer der LWL schmilzt) :-P

von Markus (Gast)


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Zumindes jeweils paarweise die Aderpaare zum Schalter und Poti 
verdrillen wäre eine einfache, kostenlose Verbesserung.

von Thomas B. (escamoteur)


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kopfkratzer schrieb:
> *kopfkratz*
> CAT7 Kabel hat da sicherlich schon jemand vorgeschlagen ...
> Wo verläuft denn die Leitung in einem Kabelbaum, unter Putz oder
> freihängend im Baum ?
Kabel wird unterputz liegen. In der Nähe liegen halt auch 220V 
Leitungen. In wie weit wir starke Störimpulse in der Wohnung haben kann 
ich nicht sagen.

> Jeder Leiter fungiert automatisch als Antenne, d.h. im Fall der Fälle
> bekommst Du "komische" ADC Werte und die Taster gehen mal sporadisch an
> oder gehen gar nicht ...
> Wenn Du sehr sicher sein willst das die Signale ankommen nimm einen
> extra µC am Bedienpanel, werte dort die Schlater/Potis aus und übertrage
> das dann via LWL mit einem passeden Protokoll.
> Dann kann auch die Teslaspule daneben stehen, das macht der Übertragung
> nix (außer der LWL schmilzt) :-P
An einen µC im Kontrollpanel hatte ich auch schon gedacht, wollte ich 
aber gern vermeiden. Schon LWL wäre wohl etwas übertrieben. eine RS485 
sollte auch reichen, oder?


Kann man dem ganzen nicht auch per Software lösen, indem man immer 
mehrere ADC-Messungen zur Abfrage macht um so eventuelle Störimpulse 
rausfiltern zu können.

von Jobst Q. (joquis)


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Einzelne Störungen kannst du vielleicht per Software rausfiltern, aber 
wenns zu viele sind, findest du den richtigen Wert nicht mehr unter den 
vielen falschen.

LWL-sind etwas übertrieben, Stromanbindung würde schon reichen.

von Thomas B. (escamoteur)


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Wie sähe das ganze aus, wenn ich statt 5V die 12V des Netzteils für den 
Poti & Taster nehme und amµC per Spannungsteiler wieder in den Bereich 
5V bringe?

von Jobst Q. (joquis)


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Das bringt wenig, der Verbesserungsfaktor ist 12/5 = 2,4.
Die Verringerung des Eingangswiderstandes von 10k auf 100 Ohm bringt 
dagegen eine Verbesserung von 100.

Welchen Widerstand hast du denn für das Poti geplant ?

: Bearbeitet durch User
von Thomas B. (escamoteur)


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Bezügöich der Potidimensionierung hab ich mir noch keine Gedanken 
gemacht.
Was würdest Du empfehlen?
Was genau verstehst Du unter Eingangswiderstand? Wie beeinflusse ich 
diesen?

von kopfkratzer (Gast)


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Wenn es "nur" 50Hz 230V Netzleitungen sind die direkt in der Nähe 
verlaufen würde wohl eine 50Hz Brummunterdrückung reichen.
Nimm halt CAT5 oder CAT7 Netzwerkkabel die sind gut geschirmt und bei 5m 
sollte es keine großen Einstreuungen vom Stromnetz geben.
Ob Dein Poti 10 Ohm, 100 Ohm oder 10 kOhm hat ist Deinem ADC egal der 
bildet alle Werte auf 256 oder 1024 Bits ab (10bit AVR).
Probiers halt mal AP direkt über einer Netzleitung aus, dann weißt Du 
es.

von Jobst Q. (joquis)


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Du legst zwischen den Eingangs-Pin und GND einen Widerstand. Je 
niedriger der ist, um so mehr werden Störspannungen kurzgeschlossen. Bei 
offenem Eingang wären schon ein paar cm Draht genug, um empfindliche 
Störungen zu empfangen.

Vielleicht würde bei 100 Ohm ein 1K-Poti bei 5V sogar ohne aktive 
Elektronik reichen. Als Begrenzung ein Widerstand von 150 Ohm gäbe max. 
2 Volt am Eingang. In der anderen Stellung 5V / 1250 *100 = 0,4 V

von Jobst Q. (joquis)


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kopfkratzer schrieb:
> Wenn es "nur" 50Hz 230V Netzleitungen sind die direkt in der Nähe
> verlaufen würde wohl eine 50Hz Brummunterdrückung reichen.

Es würde reichen, wenn die Netzspannung ein sauberer Sinus wäre. Durch 
Dimmer und Schaltnetzteile ist sie aber ziemlich versaut und die höheren 
Frequenzen übertragen sich auch noch besser.

von Schlumpf (Gast)


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Jobst Quis schrieb:
> und die höheren
> Frequenzen übertragen sich auch noch besser.

.. und die lassen sich eigentlich ganz praktisch mit nem klassischen 
Tiefpass wieder plattklopfen..

von Jobst Q. (joquis)


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Ja. Und ein Widerstand und ein Kondensator ist sicher preiswerter als 
ein Brummfilter.

von Thomas B. (escamoteur)


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Jobst Quis schrieb:
> Du legst zwischen den Eingangs-Pin und GND einen Widerstand. Je
> niedriger der ist, um so mehr werden Störspannungen kurzgeschlossen. Bei
> offenem Eingang wären schon ein paar cm Draht genug, um empfindliche
> Störungen zu empfangen.

Ah, Du meinst einen Pull-Down am Eingang. klar, dann muss das Signal 
gegen diesen Treiben, d.h. nur starke Impulse kommen überhaupt durch.

>
> Vielleicht würde bei 100 Ohm ein 1K-Poti bei 5V sogar ohne aktive
> Elektronik reichen. Als Begrenzung ein Widerstand von 150 Ohm gäbe max.
> 2 Volt am Eingang. In der anderen Stellung 5V / 1250 *100 = 0,4 V

von Thomas B. (escamoteur)


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Jobst Quis schrieb:
> Ja. Und ein Widerstand und ein Kondensator ist sicher preiswerter als
> ein Brummfilter.

Welche Werte für R un C würdet Ihr beim Tiefpassfilter denn verwenden?

Sorry, aber von Analog hab ich leider nur wenig Ahnung. Digitale 
Schaltungen habe ich schon genug gemacht, aber hier fehlen, als nicht 
Elektroniker einfach die Grundlagen.

: Bearbeitet durch User
von Jobst Q. (joquis)


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Probier mal diese Schaltung aus und wenns Probleme gibt, meld dich 
wieder.

von Thomas B. (escamoteur)


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Super! Dank Dir vielmals. Das gleiche dann auch für den Taster, richtig?

von Jobst Q. (joquis)


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Da digitale Signale weniger störungsanfällig sind und wegen dem 
Stromverbrauch würde ich da 1K und 1µF probieren. Wenn es möglich ist, 
würde ich den Eingang auf Trigger stellen, bei manchen µCs geht das.

von Thomas B. (escamoteur)


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Ich denke ich würde die Eingänge sowieso Pollen und mehr als einen Wert 
nehmen.

Danke vielmals noch mal für Deine Hilfe. Wenn ich die komplette 
Schaltung fertig habe, stelle ich sie zum review hier rein.

Gruß
Tom

von Dietrich L. (dietrichl)


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Jobst Quis schrieb:
> Probier mal diese Schaltung aus und wenns Probleme gibt, meld dich
> wieder.

Ich würde vor dem ADC-Eingang noch eine Widerstand spendieren, um den 
Eingangsstom des Portpins zu begrenzen - auch wenn es nur der 
Entladestrom von C2 beim Abschalten des µC ist.

Gruß Dietrich

von Thomas B. (escamoteur)


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Könnte man hierzu nicht einfach den Widerstand R3 so verschieben, dass 
er zwischen R2 und dem µC liegt?

von Dietrich L. (dietrichl)


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Thomas Burkhart schrieb:
> Könnte man hierzu nicht einfach den Widerstand R3 so verschieben, dass
> er zwischen R2 und dem µC liegt?

Nein, dann fließt ja kein Strom mehr über den Widerstand und Du hast 
immer +5V am Eingang.

Gruß Dietrich

von Thomas B. (escamoteur)


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Dietrich L. schrieb:
> Thomas Burkhart schrieb:
>> Könnte man hierzu nicht einfach den Widerstand R3 so verschieben, dass
>> er zwischen R2 und dem µC liegt?
>
> Nein, dann fließt ja kein Strom mehr über den Widerstand und Du hast
> immer +5V am Eingang.

Das kann ich jetzt nicht ganz nachvollziehen? Wieso soll dann kein Strom 
mehr fließen, bzw. wo sollen dann die 5V am ADC-Pin dann herkommen?

Wo würdest Du denn einen Widerstand und mit welchem Wert einbauen?

: Bearbeitet durch User
von Jobst Q. (joquis)


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R3 muss an GND liegen, sonst ist es kein Spannungsteiler. Der Eingangpin 
ist ja hochohmig, es fließt so gut wie kein Strom durch R1 und R2, also 
fällt daran keine Spannung ab und die 5 V kommen voll durch.

von Jobst Q. (joquis)


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So etwa.

von Thomas B. (escamoteur)


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Dank Dir! Wozu brauche ich überhaupt R2? Ist der Poti nich an sich schon 
ein Spannungsteiler?

von Jobst Q. (joquis)


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Dann hast du bis zu 5 V am Eingang, und wahrscheinlich geht der 
Messbereich nicht so weit.

von Thomas B. (escamoteur)


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Dank Dir, jetzt hab ich's verstanden. Dann war mein Vorschlag R3 zu 
verschieben natürlich Blödsinn.

von Thomas B. (escamoteur)


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Zwei Dinge, die mir noch nicht ganz klar geworden sind:

Wozu soll C1 gut sein? Der betrifft ja global +5V und GND. Ich hab ja 
schon bei meiner Stromversorgung einen dicken Elko (470µF) am Ausgang.

Wieso sind beim Poti 1A und 1S Kurzgeschlossen? Ich hätte erwartet, dass 
in diesem Fall 1A unbelegt bleibt. So haben wie ja immer den Maximalwert 
des Potis parallelgeschaltet zum gerade eingestellten Widerstandswert.

von Matthias (Gast)


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C2 dient nochmal als Filter um die Störungen zu glätten, die durch die 
lange Leitung eingekoppelt werden.

1A und 1S sind kurzgeschlossen weil: Wenn der Scleifkontakt des Potis 
mal kein Kontakt hat weil z.b. das Poti verdreckt oder verschlissen ist, 
dann hast du trotzdem noch einen "gültigen" Widerstand in größenordnung 
deines Potis und nicht einfach einen unendlichen Widerstand.

von Thomas B. (escamoteur)


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Ahm dank Dir, das macht natürlich Sinn.

D.h. ich Platziere so einen Elko noch mal möglichst nahe beim 
Eingangspin des µC.

von Jobst Q. (joquis)


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C1 kannst du natürlich weglassen, wenn direkt daneben ein größerer Elko 
ist. Es ging nur darum die Versorgungsspannung gut zu sieben, bei reiner 
Digitaltechnik wird das manchmal nicht so wichtig genommen und macht 
sich dann bei Analogwerten bemerkbar.

Am Poti ist keine Parallelschaltung, der Wert ist in beiden Fällen der 
Gleiche ,nämlich E->S. Mit dem "Kurzschluss" wird nur sichergestellt, 
dass der Widerstand nie größer als 1K werden kann, auch wenn der Kontakt 
zwischen Schleifer und Bahn mal nicht so gut ist. In deinem Fall ist das 
unwesentlich, ich habs nur "aus Prinzip" so gemacht.

von Thomas B. (escamoteur)


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Ein Elko zusätzlich schadet aber auch nicht oder?

Wieso ist es keine Parallelschaltung?
Es besteht doch eine permanente Verbindung zwischen 1E und 1A mit dem 
Maximalwiderstandswert des Potis und parallel dazu eine Verbindung 
zwischen 1E und dem momentanen Abgriffswiderstand.

Gruß
Tom

von Jobst Q. (joquis)


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Ein zusätzlicher Elko schadet nichts, bringt vor allem etwas, wenn du 
dazwischen noch einen kleinen Widerstand( ca 10 Ohm) oder noch besser 
eine Spule schaltest.

Es ist eine Parallelschaltung vom Draht zwischen S und A und der 
Widerstandsbahn zwischen S und A. Da der Widerstand des Drahtes aber bei 
Null liegt, ändert die Widerstandsbahn daran nichts.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Jobst Quis schrieb:
> Ein zusätzlicher Elko schadet nichts,

Das hängt vom Spannungsregler ab. Es gibt Regler, die können bei zu 
großem KOndensator schwingen.

> ... bringt vor allem etwas, wenn du
> dazwischen noch einen kleinen Widerstand( ca 10 Ohm) oder noch besser
> eine Spule schaltest.

Damit geht es in jedem Fall und ist sinnvoll für die Versorgung des 
Analogteils (->AVCC).

Gruß Dietrich

von Thomas B. (escamoteur)


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Wo kommt der Widerstand dann hin? Auf die + oder - Seite des Elkos? Kann 
es mir grad schlecht vorstellen. Wo kommt er dann Layout-Technisch hin?
Wie groß muss der Widerstand bei AVcc denn sein?

: Bearbeitet durch User
von Dietrich L. (dietrichl)


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von Thomas B. (escamoteur)


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Auf welche Seite vom Elko kommt der Widerstand? Auf der Seite zum µC-Pin 
oder auf der Seite wo die Spannung herkommt?

von Dietrich L. (dietrichl)


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Thomas Burkhart schrieb:
> Auf welche Seite vom Elko kommt der Widerstand?

Noch verrate ich es nicht, denn Du solltest die Funktion verstehen:

Ein Tiefpassfilter soll hohe Frequenzen, die am Eingang ankommen (hier 
Störsignale auf der Versorgungsspannung) dämpfen, sodass am Ausgang 
weniger Störungen herauskommen.

Der Digitalteil (VCC) produziert hochfrequente Störungen, die vom 
Analogteil (AVCC) ferngehalten werden sollen, damit der ADC stabilere 
Ergebnisse liefert.

Gruß Dietrich

von Thomas B. (escamoteur)


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ok, Widerstand zwischen VCC & Elko.
Macht das auch an den anderen Versorgungspins einen Sinn? oder ist das 
etwas übertrieben. Normalerweise packe ich einfach einen 2µF Kerko neben 
die Versogungspins uns spare mir die Kombination aus Elko und 100nF 
Kerko.

Wie groß soll ich R für AVCC wählen?

Dank Dir!

: Bearbeitet durch User
von None (Gast)


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Warum ersetzt Du den Poti nicht durch zwei Taster?
Damit kannst Du auch alles einstellen.
Und zur Anbindung des abgesetzten Bedienteils kannst Du RS422 verwenden.
D.h., jeder verdrillte Adernpaar, bspw. eines CAT-5/7 Kabels, wird über 
einen Port des AM26C31 (Sender) /AM26C32 (Empfänger) am uC 
angeschlossen. Ist sehr störsicher, da RS422 eine LVD Schnittstelle ist.
Ein AM26C31/32 hat vier Sender bzw. Empfänger.

Damit habe ich schon Strecken bis 50m realisiert. Und die haben 
störungsfrei funktioniert, obgleich die Leitungen in einer 
Maschinenhalle auf den Starkstromtrassen verlegt waren. Einfach Klasse 
die Teile.

von Thomas B. (escamoteur)


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An so eine Lösung hatte ich auch schon gedacht, aber ich hab nicht viel 
Platz in der Unterputzdose des Bedienteils. Außerdem wenn's so läuft ist 
es die einfachere Lösung :-) und es geht um maximal 5m

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