Wahl der Sensorschnittstelle

[Johannes (Gast)]

Hallo zusammen!
Angenommen ich habe einen uC mit ADC mit ausreichender Genauigkeit (für 
diesen allgemeinen Fall soll die Genauigkeit egal sein, zur 
Vergleichbarkeit wählen wir mal 12bit). Was sind die Vor- und Nachteile 
von digitalen Sensorschnittstellen (I2C, SPI, proprietär, 1-Wire, ...) 
im Vergleich zu analogen (0-5V, 2-10V, 4-20mA, ...)? Wann sollte welche 
Schnittstelle bevorzugt werden?

Ich habe bisher folgende Punkte gesammelt:

 analog                          | digital
---------------------------------+--------------------------------
+ einfache Auswerteschaltung     | + einfache Messdatenabfrage
  möglich                        | + kein ADC am uC notwendig
- oder umgekehrt: Auswerteschal- | - evtl. längere Messzeit not-
  tung notwendig                 |   wendig
+ Genauigkeit hängt bis zu einem | + kalibriert erhältlich, Ko-
  gewissen Punkt nur vom ADC ab  |   effizienten abrufbar
- nicht unbedingt durchgehend    | - tendentiell teurer
  linear                         | - temperaturkompensiert er-
+ tendentiell billiger           |   hältlich
                                 |

Wie verhält es sich mit EMV? Kann das die Messung mit einer 
Schnittstelle stärker beeinflussen (Annahme: uC nah am Sensor)? Wie 
entscheidet man sich für oder gegen eine Variante, wenn man eh noch 
einen ADC frei hat?
Vielen Dank und beste Grüße,
Johannes

[Pandur S. (jetztnicht)]

An diesem Thema ist sehr viel mehr wie so schnell und generalisiert 
daruweber abgehandelt werden kann. Vieles ist auch durch die effektivern 
Sensoren und die Umgebung bestimmt. Wegen Stoerfestigkeit bevorzugt die 
Industrie gern eine Stromschnittstelle.

Dazu ist zu sagen, dass I2C, SPI, 1-Wire nur fuer Leiterplatten tauglich 
sind. Die wahl waere dann ehen zwischen analogen Schnittstellen und 
seriellen Bussen. Wobei die Distanz als

USB   <  5m    nur Laborumgebung
RS232 < 15m
RS485 .. 1000m

anzusetzen sind.

[Johannes (Gast)]

> Vieles ist auch durch die effektivern Sensoren und die Umgebung bestimmt.
Worauf kommt es da an? Was sind die Faktoren, nach denen ich eine solche 
Entscheidung treffe?

> Wegen Stoerfestigkeit bevorzugt die Industrie gern eine Stromschnittstelle.
Woran liegt das?

[U. M. (oeletronika)]

Hallo,
in der Industrie hat man nicht einen uC, sondern ein ganzes Werk mit 
tausenden Sensoren und Messgeräten Steuerungen und Aktuatoren, die an 
einem oder mehreren Leitsystemen hängen.

Traditionell hat jedes Leitsystem eine Unzahl analoger Eingänge (0-20mA) 
und digitaler Schalteingänge.
Daran kann man sehr leicht einfache Sensoren anschließen.
Mit der 0-20mA-Stromschleife kann man einen analogen Messwert einlesen, 
mit digitalen Eingängen auch Statisinformationen (z.B. Betrieb/Störung, 
Warnungen usw.).

Hat man aber Messgeräte für mehrere Messwerte und eine Vielzahl von 
Statusinformationen, dann wird der Verdrahtungsaufwand aufwendig.
Dann ist ein Feldbus-Interface wie z.B. RS485 sehr von Vorteil.

Über eine 2-Drahtleitung kann man eine Vielzahl von Messwerten und 
sonstigen Informatioen übertragen und Sensoren auch parametrieren.
Insbesondere bei Sensoren mit hoher Komßlexität und Eigenintelligenz 
kommt man um digitale Interfaces nicht mehr herum.

Hat man nur einen einzigen analogen Messwert (z.B. Temperatur, Druck), 
dann ist auch die alte analoge 0-20mA-Schleife ok.
Gruß Öletronika