Zwei Arduinos kommunizieren über je einen digitalen Pin seriell mit einer Datenrate von grob 25 Kilobaud. Mal sendet der eine, mal der andere. Nun möchte ich das Kabel ersetzen durch eine optische Verbindung. Dabei sind die beiden Seiten durch ein schwarzes Kunststoffrohr verbunden mit einer Länge von einem halben Meter. Am Übertragungsprotokoll möchte ich nichts verändern. Das soll so bleiben wie es ist. Es sollen einfach High/Low-Werte optisch übertragen werden. Halbwegs günstig sollte das Ganze auch sein. (Im Endeffekt möchte ich mindest achtzig Sender/Empfänger-Einheiten haben, vier pro Arduino.) Also dachte ich, ich packe an beide Enden je eine LED (IR) und eine Fotodiode oder einen Fototransistor. Fotowiderstände, soviel habe ich bereits herausgefunden, dürfen ausscheiden weil zu langsam. Leider weiß ich als Elektronik-Noob nicht so ganz, wie ich das im Detail am Besten umsetze. Hat jemand einen Vorschlag oder kann mir einen Link geben?
Felix K. schrieb: > Dabei sind die beiden Seiten durch ein schwarzes Kunststoffrohr > verbunden mit einer Länge von einem halben Meter. Und über dieses Rohr soll der Hin- und Rückkanal parallel und gleichzeitig verlaufen? Wie sieht das mit Fremdlicht aus? Kann da was von aussen in die Röhre oder den Empfänger reinleuchten? > ich packe an beide Enden je eine LED (IR) und eine Fotodiode oder einen > Fototransistor. Da musst du schon einiges mehr in die Signalkonditionierung packen. Denn das bisschen Licht, was am anderen Ende noch beim Fototransistor ankommt, ist gering und braucht daher noch einiges an Verstärkung (evtl. samt Verstärkungsregelung.
Hallo, ich bastel mir da nichts selbst, sondern verwende erprobte Optokoppler mit einer Konstantstromquelle.
Karl M. schrieb: > sondern verwende erprobte Optokoppler mit einer Konstantstromquelle. Welcher Optokoppler hat 50cm Creepage? Felix K. schrieb: > (Im Endeffekt möchte ich mindest achtzig Sender/Empfänger-Einheiten > haben, vier pro Arduino.) Und was genau spricht gegen eine elektrische Verbindung z.B. mit 50cm Patchkabel und RJ45 Buchsen?
Hallo, Stichwort "S/PDIF", seit Jahren erprobt. Einfacher gehts nicht.
Hallo, > Felix K. schrieb: > Nun möchte ich das Kabel ersetzen durch eine optische Verbindung. Dürfen das auch Kunststoff-LWL (POF) sein? https://www.conrad.de/de/p/lapp-28000002-pof-kabel-hitronic-pof-980-1000-duplex-orange-meterware-609068.html > Dabei > sind die beiden Seiten durch ein schwarzes Kunststoffrohr verbunden mit > einer Länge von einem halben Meter. Da kann man die Fasern ja auch durchführen > Am Übertragungsprotokoll möchte ich nichts verändern. Das soll so > bleiben wie es ist. Es sollen einfach High/Low-Werte optisch übertragen > werden. Halbwegs günstig sollte das Ganze auch sein. (Im Endeffekt > möchte ich mindest achtzig Sender/Empfänger-Einheiten haben, vier pro > Arduino.) Da gibt es auch passende Fassungen für Sende-LED und Empfänger. -> am besten rote LED, weil das POF-Kabel dafür am besten funktioniert. Dafür gibt es auch passende Fassungen mit LED und Fotoempfängern. https://datasheet.ciiva.com/1336/58028-1336267.pdf Einen LED-Treiber und eine Empfängerschaltung wird aber noch nötig sein. Gruß Öletronika
Veit D. schrieb: > tichwort "S/PDIF", seit Jahren erprobt. Einfacher gehts nicht. Nö, denn das ist die elektrische Versiond und die Standard-Empßfänger können unter 0,1 Mbaud nicht arbeiten. Ja, man könnte POF Sender und Emdpfänger dafür nehmen, logischerweise auch das passende POF-Kabel. Aber so gaaanz billig sind die nicht, vor allem wenn man ACHTZIG davon haben will! Aber es bleibt die grundlegende Frage, warum der OP meint, das alles optisch trennen zu müssen. Ich tippe auf einen der vielen "Optokoppler"-Fetische ;-) https://de.wikipedia.org/wiki/Fetischismus_(Religion)
Es gibt Lichtwellenleiter aus Kunststoff. https://de.m.wikipedia.org/wiki/Polymere_optische_Faser https://www.wut.de/e-81100-ww-dade-000.php Bei der zu überbrückenden Entfernung ist die Dämpfung von 0.14dB/m @650nm zweitrangig. Es gibt fertige Konverter Module für die Umwandlung von Licht in eine elektrisches Signal und umgekehrt sind verfügbar. Das Sammeln und Einspeisen von Licht ist eine knifflige Herausforderung. Ein getrennter LWL für jede Richtung erlaubt Vollduplexbetrieb! Echokanzelung und Richtungstrennung ist dann kein Problem.
Falk B. schrieb: > Veit D. schrieb: >> Stichwort "S/PDIF", seit Jahren erprobt. Einfacher gehts nicht. > > Nö, denn das ist die elektrische Versiond und die Standard-Empßfänger > können unter 0,1 Mbaud nicht arbeiten. S/PDIF gibts elektrisch und optisch. Hat jede Soundkarte und jeder AV Receiver. Für seine gewünschten 25kBaud ein Witz. Der Vorteil von optisch könnte sein, dass man keine Masseverbindung mitschleppen muss. Ich finde die Idee durchaus interessant. Ich habe zum Bsp. meinen Rechner per S/PDIF optisch mit dem AV Receiver verbunden. Keine Brummschleife mehr. Alles schick. Nur warum sollen die unter 100kBaud nicht funktionieren? Die Tonübertragung läuft üblicherweise mit 44kHz. Wenn ich das umrechne entspricht das 88kBaud.
> Nur warum sollen die unter 100kBaud nicht funktionieren? Weil sich solche Verstaerker einfacher bauen lassen wenn man sie nicht gleichspannungsmaessig koppeln muss. > Die Tonübertragung läuft üblicherweise mit 44kHz. Wenn ich das umrechne > entspricht das 88kBaud. Rechne nochmal... Olaf
Veit D. schrieb: > Nur warum sollen die unter 100kBaud nicht funktionieren? Weil einige der Standard-TOSLINK-Empfänger KEINE DC-Kopplung haben und unter 0,1 Mbit/s nicht funktionieren. >Die > Tonübertragung läuft üblicherweise mit 44kHz. Wenn ich das umrechne > entspricht das 88kBaud. Jaja. Es geht doch nichts über gesundes Halbwissen . . . https://de.wikipedia.org/wiki/Milchmädchenrechnung
Veit D. schrieb: > Nur warum sollen die unter 100kBaud nicht funktionieren? Viele werden auch weit unter 100kHz noch funktionieren. Es garantiert halt keiner, weil für die originäre Funktion irrelevant. > Die Tonübertragung läuft üblicherweise mit 44kHz. Mal 16 Bit mal zwei Kanäle. Zuzüglich Overhead für die Kanalcodierung. > Wenn ich das umrechne entspricht das 88kBaud. Wenn man richtig rechnet, sind es 2.82 Mbps für 44.1kHz Abtastrate.
Falk B. schrieb: > Jaja. Es geht doch nichts über gesundes Halbwissen . . . Ja, schliesslich ist 44 die Hälfte von 88. :-)
TOSLINK (bidirektional) TODX2950A(F) DC - 6 MBit/s bzw. 10 MBit/s.
Hallo, wir reden hier nicht von Audioübertragung. Wir reden von einer möglichen seriellen Übertragung mittels Toslink/SPDIF. Auch wenn diese wegen der nicht DC Kopplung wohl nicht funktioniert. Und wegen 88kBaud entsprechen 44kHz, dass könnt ihr selbst nachprüfen. Schickt ein 'U' seriell raus und messt die Frequenz. Der Wert entspricht immer der halben Baudrate. Es hindert dem TO aber niemand eine höhere Baudrate zuverwenden, dann könnte die Funktionalität wieder garantiert werden.
Danke für die vielen Hinweise! Kabel, egal ob optisch oder elektrisch kommen nicht infrage. Das Signal muss schon durch Luft gehen. Es handelt sich um ein Stecksystem. Vielleicht kann ich morgen ein Foto davon machen. Die Abschirmung durch das blickdichte schwarze Rohr sollte Probleme mit Fremdlicht vermeiden, abgesehen vielleicht vom Betrieb unter praller Sonne. Letzteres kann man aber einfach vermeiden. Wie gesagt, es wird in beide Richtungen gesendet, aber nicht zur gleichen Zeit sondern abwechselnd. Ganz unerfahren mit Lichtdetektion bin nicht. Vergangenes Jahr habe ich sechs Lichtschranken in einen Ring mit einem Meter Durchmesser gebaut. Damit lässt sich Handbewegung im Ring messen, aber das ist ein anderes Projekt. Wie dem auch sei, für die Lichtschranken habe ich verwendet: * Sender: Vishay TSAL6100 (940 nm LED), moduliert mit 38kHz * Empfänger: Vishay TSSP4038SS1XB (Sensor für 38kHz IR-Bursts) Das System funktioniert 100% zuverlässig, und zwar sowohl bei voller Fremdlichteinstrahlung unter praller Sonne als auch in absoluter Dunkelheit. Mit Lasern hatten wir vorher gearbeitet, doch das war deutlich weniger zuverlässig, und die Teile müssen perfekt ausgerichtet sein. Zur Datenübertragung ist der obige Sensor leider zu langsam. Jeder Burst dauert idealerweise 10 Zyklen und zwischen Bursts muss eine Pause von ähnlicher Länge sein. Gestern hatte in einem Dokument gesehen, dass die Continuous-Burst-Rate 2.000 beträgt. Das Dokument kann ich momentan nicht finden, ist aber auch nicht so wichtig, weil sowieso zu langsam. Gerade sehe ich, dass es vergleichbare Module zur Datenübertragung gibt: https://www.vishay.com/docs/82667/tsdp341.pdf Das ist interessant. Mal sehen, was ich da noch finde.
Hallo, dann ist dein Betreff leider Irre führend. Durch Luft wäre eine Funkverbindung. Du meinst wo eher Lichtzeichenunterhaltung wie früher zwischen Schiffen auf See mittels Scheinwerfer und Fernglas. Dein Link wiederum geht in Richtung IR Fernbedienung. Nur wozu dann das Rohr? Ein umfassende Neufassung deines Vorhabens wäre vielleicht ganz gut.
Veit D. schrieb: > Du meinst wo eher Lichtzeichenunterhaltung wie früher zwischen Schiffen > auf See mittels Scheinwerfer und Fernglas. Gute Beschreibung, danke! > Dein Link wiederum geht in Richtung IR Fernbedienung. Das Ding geht bis zu 7777 bps bzw. "38.4 kHz for 4800 bps or 57.6 kHz for 9600 bps." Das ist deutlich über den 2000 bps, die der Empfänger macht, den ich für das Projekt mit den Lichtschranken verwendet habe. Das Teil ist schon für Datenübertragung. Zitat: "These products are miniaturized receivers for low speed infrared data transmission. A PIN diode and a preamplifier are assembled on a lead frame, the epoxy package contains an IR filter. The demodulated output can be directly connected to a UART or a microprocessor. The TSDP34138 may be used for continuous reception of data according to RS-232 at 4800 bps in noise free environments. Higher data rate RS-232 may require data monitoring of gain levels. Non RS-232 codings may be used to achieve continuous average data rates up to 7800 bps in noisy ambients." Vielleicht komme ich damit sogar hin, denn Update: Gerade habe ich noch einmal die Datenrate nachgerechnet. Ich komme nun auf angenehm niedrige 7812,5 bps! Das ist verdammt nah dran an den 7777 bps und unter den 9600 bps.
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Veit D. schrieb: > Auch wenn diese wegen der nicht DC Kopplung wohl nicht funktioniert. Wie kommst du auf diesen Unsinn? Das ist falsch. Beitrag "Re: Arduino: Verbindung zwischen Digital-Pins optisch realisieren" Erst lesen & denken - dann schreiben.
@ Bernd, es war vom nicht funktionieren unterhalb 100kBaud die Rede
Felix K. schrieb: > Mit Lasern hatten wir vorher gearbeitet, doch das war > deutlich weniger zuverlässig, und die Teile müssen perfekt ausgerichtet > sein. Perfekt ausgerichtet werden muss so ein Laser überhaupt nicht. Es reicht, wenn ein ausreichend großer Anteil des Strahles auf den Detektor trifft. Du möchtest eine Entfernung von 50cm überbrücken und nicht 2.5Mio Kilometer, wie bei LISA. Auf deine kleine Entfernung kannst du auch die Kollimatorlinse etwas defokussieren und dadurch den Strahlquerschnitt beim Empfänger vergrößern, was dann natürlich auf Kosten des Signal-Untergrund-Abstandes geht.
Wolfgang schrieb: > Felix K. schrieb: >> Mit Lasern hatten wir vorher gearbeitet, doch das war >> deutlich weniger zuverlässig, und die Teile müssen perfekt ausgerichtet >> sein. > > Perfekt ausgerichtet werden muss so ein Laser überhaupt nicht. Es > reicht, wenn ein ausreichend großer Anteil des Strahles auf den Detektor > trifft. Da nimmt man bei 50cm aber keinen Laser sondern eine IR-LED. Die ist deutlich einfacher und robister und ausreichend gebündelt. Da braucht es KEINERLEI Zusatzoptik.
Felix K. schrieb: > Kabel, egal ob optisch oder elektrisch kommen nicht infrage. Das Signal > muss schon durch Luft gehen. Es handelt sich um ein Stecksystem. > Vielleicht kann ich morgen ein Foto davon machen. Die Abschirmung durch > das blickdichte schwarze Rohr sollte Probleme mit Fremdlicht vermeiden, > abgesehen vielleicht vom Betrieb unter praller Sonne. Letzteres kann man > aber einfach vermeiden. Na das sind mal ein paar wichtige Informationen! > Wie gesagt, es wird in beide Richtungen gesendet, aber nicht zur > gleichen Zeit sondern abwechselnd. Dann reichen 2 einfache IR LEDs, die halbwegs gebündelt sind (<15 Grad) und 2 IR-Phototransistoren. Wenn kein Fremdlicht reinspuckt, kommt man da spielend auf 50cm bei 10kBaud. Man braucht kein aufwändige Modulation oder so. Das Rohr wirkt wie ein Optokoppler XXXXXXXL ;-)
> Dann reichen 2 einfache IR LEDs, die halbwegs gebündelt sind (<15 Grad) > und 2 IR-Phototransistoren. Wenn kein Fremdlicht reinspuckt, kommt man Ach...alles viel zu umstaendlich. Als naechstes baut hier noch einer nen 741 aus Transistoren nach. :-) Sowas gibt es einfach fertig zu kaufen: https://www.vishay.com/docs/82633/tfbs4711.pdf Olaf p.s: TxD und RxD nicht verwechseln. .-)
Falk B. schrieb: > Da braucht es KEINERLEI Zusatzoptik. Bei einer Laserdiode für 16ct ist die fertig montiert mit dabei. Bei solch einem Preis ist mir das ehrlich gesagt sch..ßegal ob das Zusatzoptik ist, oder nicht. https://www.ebay.de/itm//381375119081 Die Komplettlösung mit dem TFBS4711 hat ihren Charme.
Angehängte Dateien:
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node_connector_closed.jpg
420 KB -
node_connector_open.jpg
410 KB -
edge.jpg
430 KB
Falk B. schrieb: > Dann reichen 2 einfache IR LEDs, die halbwegs gebündelt sind (<15 Grad) > und 2 IR-Phototransistoren. Wenn kein Fremdlicht reinspuckt, kommt man > da spielend auf 50cm bei 10kBaud. Man braucht kein aufwändige Modulation > oder so. Das Rohr wirkt wie ein Optokoppler XXXXXXXL ;-) So habe ich es dann realisiert, für eine Veranstaltung vergangenen Herbst: * Fotodiode: TSAL6200 * Fototransistor: LTR-4206E Hier zwei Videos, die ich später aufgenommen habe, und die ein wenig die Funktionsweise zeigen: https://www.youtube.com/watch?v=7KI5ZgcDUDg https://www.youtube.com/watch?v=QbKHgDB5Lo8 Die Zuverlässigkeit könnte besser sein. Ein Problem dürfte sein, dass die Diode und der Fototransistor nicht immer optimal ausgerichtet sind. Wir hätten einfach SMD-Bauteile nehmen sollen, so wie an anderer Stelle im Projekt. In den Bambusrohren ist als Lichtleiter jeweils ein Acrylstab, der das Problem merkbar mildert.
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