Gibt es für viele Signale eine kostengünstige Alternative zu RJ45-Kabeln?

Wir entwerfen zwei (gedruckte) Schnittstellenkarten und müssen sie mit Kabeln (0,5-1,5 m) verbinden. Also überlegen wir, welche Anschlüsse wir verwenden. Wir möchten Twisted-Pair wie in einem RJ45-Kabel verwenden.

Das Problem ist, wir sprechen hier von 200 Signalen (-10V bis +10V), was 50x RJ45 Kabel erfordern würde.

Alternativen, die ich kenne, sind RJ21- oder DSUB-50-Kabel mit jeweils 50 Pins und 2x25-Draht. Der Kauf ist viel zu teuer (zumindest in Deutschland wären es um die 450€ oder mehr für 8 Kabel) und das Löten von 800 Kontakten gilt vorerst als zu viel Arbeit (+120€ Material). Zum Vergleich konnten wir 50x RJ45-Kabel out of the box für 70€ bekommen.

Da frage ich mich, ob es eine Alternative gibt? Gibt es Kabelstandards, die so zuverlässig und günstig sind wie RJ45, aber für eine größere Anzahl von Signalen geeignet sind? (Wenn die Twisted-Pair-Bedingung nicht vorhanden wäre, wären Flachbandkabel eine gute Wahl).

Für die maximale Frequenz der Signale könnte man etwas um die 200-500 kHz annehmen, die Impedanz des Kabels sollte keine allzu große Rolle spielen, da die Eingangsimpedanz des Endgeräts 1 MOhm beträgt (da bin ich aber noch lange kein Experte Gegenstand).

Weitere Erläuterung: Wir haben etwa 60 analoge Signale und etwa 100 digitale, nur einige davon haben eine hohe Frequenz und steife Flanken, viele andere sind nur selten wechselnde Signale zur Steuerung einer Zustandsraummaschine. Ungefähr 40 der 200 "Signale" sind tatsächlich Masse.

Ich suche keine Verbesserung der Grundeinstellung, da diese nicht verändert werden kann. Hinter den Schnittstellenplatinen folgen direkt die Endgeräte. Abgesehen von einer kleinen Verstärkung und Filterung der analogen Signale haben die Schnittstellenkarten den Zweck, die Signale aller Sensoren und Aktoren zu sammeln und neu zu verteilen, um eine bessere Verkabelung zu ermöglichen.

Das System sieht im Wesentlichen so aus:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Da die DSUB-50-Stecker des rechten Systems in den meisten Fällen keine Möglichkeit der Twisted-Pair-Verkabelung bieten, war die Idee, den DSUB-50 direkt mit einer Schnittstellenkarte (ohne Kabel) zu verbinden, um besser geeignete Stecker anzubieten.

@Transistor Ich habe einige Details hinzugefügt, obwohl ich mir nicht ganz sicher bin. Aber als Einstieg sollte es passen. Die fließenden Ströme sind vernachlässigbar.
Aber was ist mit den Kosten für die Anschlüsse? Kabel sind eine Sache, aber Sie dürfen weder das Ding vergessen, an das Sie sie anschließen, noch den Platz auf der Platine für diese Anschlüsse.
Sind Sie sicher, dass Sie Twisted Pair benötigen? Können Sie Filter an dem einen oder anderen Ende des Kabels hinzufügen? Die Wellenlänge von 500 kHz beträgt 600 m, daher sollten Sie von einem 1,5-m-Kabel selbst mit Flachbandkabeln nicht viel Inband-Pickup erwarten.
Haben Sie RJ21 25-Paar-Telefonanschlüsse von Amphenol (2 davon) in Betracht gezogen? Sie sind physisch ziemlich groß, aber Kabel und Stecker sind relativ billig und einfach zu beschaffen. Ultra-Wide-SCSI-Kabel sind eine weitere Möglichkeit.
Wenn die erste Platine Signalkonditionierung und die zweite ADC ist, warum nicht alles auf eine Platine legen und nicht einmal ein Kabel haben?
RJ45 ist ein Stecker, kein Kabel.
@ThePhoton - vielleicht nicht. Wir wissen es nicht genau, aber wenn es eine praktikable Option mit Twisted Pair gäbe, wären wir auf der sicheren Seite.
@DeanFranks Ja, ich habe sie in Betracht gezogen, scheint eine der besseren Alternativen zu sein. Aber es scheint, dass es in Deutschland/Europa kein gängiger Standard und daher nicht so billig ist oder es nur Längen >2m verfügbar sind.
@peufeu das zweite ist eigentlich ein ganzes Hardware-in-the-Loop-System mit 4 DSUB-50-Buchsen. Daher war die Idee, eine Zwischenplatine zu montieren, um mehr Möglichkeiten für eine bessere Verkabelung zu erhalten.
Sie können IDC-DSUB-Steckverbinder für Flachbandkabel zu einem guten Preis erhalten, dann verwenden Sie ein verdrilltes Flachband, wie unten vorgeschlagen ... IDC ist gut, kein Löten!
Sogar 1 oder 2 Paare in RJ11s würden eine Menge Geld sparen, wenn Sie die Kabel benötigen, um in verschiedene Richtungen zu gehen. Diese sind von der Stange erhältlich (aber stellen Sie sicher, dass Sie Twisted Pair und nicht UTP bekommen).
Ich sehe hier viele Vorschläge für alternative Kabelanordnungen, aber haben Sie darüber nachgedacht, die Signale über eine serielle Hochgeschwindigkeitsverbindung wie USB zu muxen?
@RobertHarvey Da ein großer Teil der Signale analog ist, ist das keine Option.
Analoge Signale können auch gemultiplext werden, obwohl die Technik sicherlich anders ist. Schon mal überlegt ein optisches Kabel zu verwenden?
IMO, es ist ein meta.stackexchange.com/questions/66377/what-is-the-xy-problem . 200 Drähte mit 20 V p2p scheinen eine absurde Einstellung zu sein - für 1,5 m und 500 kHz erstellen Sie tatsächlich eher einen netten EM-Rauschgenerator als eine Schnittstelle ... Daher würde ich hier lieber das Design überdenken, als nach einem passenden Gerät zu suchen diese besondere. Nur entweder a) ADCs vom Rest des B trennen, sie in A stecken, gemuxte Digitalsignale über eine Glasfaser oder ein anderes Hochgeschwindigkeitsmedium übertragen - das ist der Grund, warum SATA> PATA, b) wenn dies für praktische Zwecke keine Option ist , zumindest Mux-Analoga (/stimme Harvey hier zu).
Warum nicht die analoge Seite der Dinge zusammenlegen und digital darüber sprechen? Ich bin mir nicht sicher, ob die von Ihnen erwähnte Leistungselektronik für die Stromversorgung mit vielleicht ein paar Schienen (dann entfernen Sie sie einfach, um Platz für andere Dinge zu schaffen) oder für Leistungsausgänge gedacht ist, aber wenn Sie Ihr System auf andere Weise aufteilen, könnte dies strittig werden.
@vaxquis Ich wurde in den Kommentaren gebeten, die maximale Frequenz und Amplitude der Signale anzugeben, was ich getan habe. Das bedeutet nicht, dass ich 200 oszillierende Signale mit 500 kHz und 20 V Spitze zu Spitze habe. Das bedeutet, ich habe einige analoge Messsignale, die mich bis zu 500 kHz interessieren, und ich habe einige rechteckige Steuersignale (PWM), die mit 20 kHz schwingen, mit steifen Flanken. Der Rest sind im Grunde konstante Steuersignale einer Zustandsmaschine. Das Wechseln von System A und B ist einfach nicht möglich und nicht Gegenstand der Frage. Wir haben ein ähnliches System seit Jahren in Betrieb und wollen nur einige Details verbessern.
@NickT die Leistungselektronik sind zwei pulsweitenmodulierte 6H-Brücken-AC/DC-Wandler zur Ansteuerung von Elektromotoren und Magnetlagern. Das Wechseln von System A und B ist keine Option und nicht notwendig. Die Frage sollte einige Details eines ähnlichen Systems verbessern, das wir seit Jahren ohne große Probleme betreiben.
@RobertHarvey Ich kann mir immer noch nicht vorstellen, wie es tatsächlich möglich ist, Dutzende von Messsignalen mit einer Bandbreite von> 200 kHz zu multiplexen, ohne zu viele Informationen zu verlieren, aber ich werde darüber nachlesen.
@thewaywewalk It means I have some analog measurement signals, which interest me up to 500 kHz and I have some rectangular control signals (PWM) oscillating with 20 kHz, with stiff edges.- dann haben Sie kein einziges Problem zu lösen ; eigentlich hast du zwei probleme . XY-Problem, wieder einmal. Sie können just (...) improve some details ; Sie können auch das/die technische(n) Problem(e) beheben . Sie haben Ihre Frage falsch gestellt, weil Sie eigentlich zwei verschiedene Dinge gefragt haben (Forts.)
1. Gibt es eine kostengünstige Alternative zu RJ45-Kabeln für eine große Anzahl von Signalen? 2. Wir entwerfen zwei (gedruckte) Schnittstellenkarten und müssen sie mit 0,5-1,5 m langen Kabeln verbinden. Das Problem ist, wir reden hier von 200 Signalen (-10V bis +10V), wofür zB 50x RJ45 Kabel benötigt würden. Kann dies effizienter erfolgen, als sie einfach zu verwenden ? ... einige Leute haben die erste (Titel-)Frage beantwortet, und ich mache ihnen keinen Vorwurf - ihre Ideen sind makellos. Trotzdem haben Sie auch die zweite Frage gestellt ... und einige Leute (ich, Nick T, Robert Harvey eingeschlossen) haben versucht, sie ebenfalls zu beantworten .
@vaxquis Es tut mir leid, aber ich habe die zweite Frage nie gestellt, du hast sie erfunden oder interpretiert. Die Grundeinstellung wurde nie in Frage gestellt und nie nach ihrer Verbesserung gefragt. Denn es lässt sich nicht ändern. Es ist kein XY-Problem, es sieht für mich irgendwie klar aus. Es ist nicht das beste Setup, das ich mir vorstellen kann, und Sie würden es niemals in einer echten Anwendung verwenden. Aber das ist ein Forschungsprojekt und wir brauchen mehr Signale als sonst. Ich habe das nicht angegeben, weil es imho keine Rolle spielte.
@thewaywewalk Ihre Frage(n) zu EE dienen hauptsächlich anderen Menschen - das ist die eigentliche Idee des SE-Netzwerks. Sie haben die zweite Frage gestellt, implizit - So I wonder if there is an alternative?(siehe die 1. Version Ihrer Frage) - erst nachdem Ihre I'm not searching for an improvement of the basic setup as it cannot be changed.(Hinweis zum Beweis, dass die Frage wahrscheinlich als "Empfehlungen für bestimmte Produkte" geschlossen werden sollte) die Frage Nr. 2 nicht mehr berücksichtigt wurde. Übrigens: "Es kann nicht geändert werden" ist falsch - Sie möchten es nicht ändern, und das verstehe ich. Trotzdem kann es geändert werden.

Antworten (6)

Es gibt Flachbandkabel mit verdrillten Adern:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung einGeben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Alle paar cm gibt es eine Abflachung zum Anbringen eines IDC-Steckers.

Wenn man sich zwei Produktzeichnungen ansieht, scheint es ziemlich typisch zu sein, 50 mm Flachkabel auf alle 500 mm zu haben.

Der große Vorteil dieser Lösung gegenüber 50x separaten RJ45-Kabeln ist die Verringerung der Möglichkeit, falsche Kabel anzuschließen! 8 x 25-paarige Kabel reduzieren die Möglichkeit des Fehlsteckens erheblich ... nur 8 Stecker an jedem Ende!
Also wahrscheinlich würden 6 davon (je 2x32 Adern) reichen, zusammen mit 12 Steckern wären es um die 120€. Scheint eine ziemlich gute Option zu sein. Ich wusste nicht, dass es diese Kabel gibt. Danke dir!
Das wollte ich auch sagen. Flexkabel oder Flachkabel.

SCSI-Kabel fallen mir ein.. die haben viele Pins (68 in der Ultrawide-Version), sind gut geschirmt und ziemlich billig zu bekommen, da niemand mehr SCSI-Speicher verwendet. Wenn Sie sich für den LVDS-Typ entscheiden, sind die Anschlüsse sogar akzeptabel klein (wenn auch dann schmerzhaft zu verlegen).

SCSI LVDS- und HD68-Anschlüsse

"sind ziemlich billig zu bekommen, da niemand mehr SCSI-Speicher verwendet", was bedeutet, dass sie bald ziemlich teuer werden, weil es keinen Markt gibt
Teurer als die verdrillten Flachbandkabel, aber immer noch eine Option. Danke dir!
ebay.com/itm/131038638426 zwei dieser Lose (jedes Los ist 2) werden für 36 USD weltweit versendet. Dann benötigen Sie vier von ebay.com/itm/371862526654 diese. Ein Vorteil hierbei ist der wirklich geringe Platzbedarf der Stecker gerade im Vergleich zu 50 RJ-45.
Low Voltage Differential SCSI war auch mein erster Gedanke. 34 Paare pro Stecker und handelsübliche Kabel und Stecker. Und die Kabel sind auch für einigermaßen hohe Frequenzen ausgelegt.

Sie können eine Art Flachbandkabel verwenden. Eine günstige Option ist die Verwendung von IDE-Kabeln, wie sie von älteren PATA-Festplatten verwendet werden:

Bild des IDE-Kabels

Jeder von ihnen hat 40 Pins, also erhalten Sie mit 5 von ihnen die 200 Pins, die Sie wollen.

Eine andere Möglichkeit wäre, direkte Pins zu verwenden, um die Platinen zu verbinden. Wenn jedoch der PC/104 -Standard schon etwas schwer anzuschließen ist (aufgrund der Summenreibung aller 104-Pins), dann wird es sicherlich schwieriger sein, 200 anzuschließen.

Wenn Sie beim Anschluss der Boards mehr Freiheit haben, können Sie auch einen SODIMM- (oder sogar den älteren DIMM- ) Steckplatz verwenden und Boards direkt anschließen:Bild der SODIMM-Karte

Einige Versionen haben 200 Pins. Das ist übrigens genau die gleiche Schnittstelle, die auch das Raspberry Pi Compute Module verwendet (ebenfalls 200 Pins):Bild des Raspberry Pi-Rechenmoduls

Auf der anderen Seite, wenn Sie es entwerfen können, ist es möglicherweise besser, Ihre Daten einfach zu serialisieren, bevor Sie sie aus der Platine herausholen, es sei denn, Ihre gesamte Schaltung ist analog.

OP hat das Flachbandkabel bereits in Betracht gezogen und abgelehnt. Und die Board-to-Board-Optionen erreichen nicht die geforderten 1,5 m.

RJ21. Und suchen Sie nach gebrauchten , weil sie zugunsten von VoIP schnell in Ungnade fallen. Sie sind die Art von Dingen, die auf dem Markt so überschwemmt sind, dass die Leute sich nicht einmal die Mühe machen, sie auf Craigslist zu setzen.

Dies ist der Anschluss, der bei alten Bürotelefonen verwendet wurde, als die Standardverkabelung 25 Paare betrug . Es ist ein ziemlich sperriger Konnektor, aber Büros hatten sie zu Millionen und er wird immer noch weithin unterstützt.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

OP erwähnt RJ21 in der Frage und dass es zu teuer ist.
@derobert Ich habe gerade ein Büro voll davon ausgeräumt, also sind sie spottbillig für mich, im Grunde Müll. OP könnte nach gebrauchten suchen.
@Harper Ich glaube, sie waren auf dieser Seite des Ozeans nicht so verbreitet, ich habe sie tatsächlich nie außerhalb unserer Labors gesehen. Sie aus den USA über ebay zu kaufen scheint jedoch ziemlich billig zu sein.
@thewaywewalk Also kein Weltstandard? Sicherlich müssen die Europäer einen Steckverbinder haben, den sie in den 1960er bis 1980er Jahren für den gleichen Zweck verwendet haben.
@Harper Ich wurde auf der Ostseite der Mauer geboren, vielleicht haben sie diese Anschlüsse vor uns versteckt? ;)
@Harper Ich glaube, in den 60ern haben wir sie einfach angeschlossen - man konnte sie nicht ausstecken. Es gab andere Stecker, die wie große Kopfhörerbuchsen aussahen, aber das war selten - und teuer. Später (81) verwendeten wir den britischen Stecker BS6312 431A - ähnlich dem RJ11, aber nicht kompatibel. Dies wird heute noch in Großbritannien und anderen (hauptsächlich Commonwealth-) Ländern verwendet.

Kabel sind teuer, was tun? RJ45 ist wahrscheinlich die billigste Option. Wenn Sie sogar 100 davon nehmen, wird es immer noch billiger als 500 Euro. Aber ich muss sagen, dass man bei solchen Sachen entweder nicht sparen und sich eine gute Lösung besorgen sollte (denn ein späterer Wechsel kostet sowieso eine Menge Geld) oder sich überlegen, was der Systemfehler ist. Vielleicht wäre es einfacher, billiger und zuverlässiger, all diese Signale über ein Glasfaserkabel in einen Serdes-Kanal zu bringen?

So etwas wie ein Glasfaserkabel und eine serialisierte Übertragung ist keine Option. Aber ja, das Nachdenken über die Systemfehler ist Teil der Diskussion.
Welche Art von Signalen übertragen Sie? Ich kenne Systeme, bei denen eine solche Datenmenge durch einen Schleifring geht, also sehen 100 Adernpaare wirklich zu viel aus
Wir haben 48 analoge Signale (Messsignale von Sensoren) und etwa 120 digitale Steuersignale (wobei einige nur invertierte Signale von anderen sind, einige andere im Grunde "Referenz" / Masse sind - hier gibt es also Raum für Optimierungen - wir brauchen sie nicht alle von ihnen)
In diesem Fall benötigen Sie einen Multiplex-ADC (viele davon, aber beginnen Sie mit analogen Geräten, sie haben tatsächlich 48 oder 64 Kanäle) und FPGA für digitale. Kommunikation kann eigentlich alles sein. Auf der anderen Seite glaube ich, dass Sie einen DSP oder etwas Ähnliches haben, sodass Sie Analoge nicht wieder auf Analog umstellen müssen, sondern nur die Kommunikation verwenden.
Das System auf der ersten Seite des Kabels ist eigentlich ein HIL-System mit FPGA und 48 ADC/DACs, auf der anderen Seite befinden sich Leistungselektronik und Sensorik. Die beiden Schnittstellenplatinen, von denen ich spreche, sind notwendig, um beide Teile tatsächlich verbinden zu können. Es ist nur Verkabelung und Umverteilung sowie einige Filter- und Verstärkungsarbeiten auf den Schnittstellenkarten. Die komplizierten Dinge passieren hinter jeder Schnittstellenkarte. Im Grunde habe ich auf der einen Seite 20 verschiedene Stecker (die sich teilweise ändern können) und auf der anderen Seite 4 DSUB-50 Stecker.
In diesem Fall frage ich mich, warum 500 Euro ein Problem sind
Haben Sie schon einmal in der Wissenschaft gearbeitet? Der linke Teil der Anlage ist 10 Jahre alt oder mit wenig Geld selbst gebaut, der rechte Teil ist nur von der deutschen Regierung geliehen und für alles in der Mitte müssen wir jeden Cent zweimal umdrehen ;)
Oh. Verkaufen Sie die von der Regierung an den Iran.
@GregoryKornblum geliehen, nicht gegeben. Sie können es nicht verkaufen.
Ich habe nur Spaß gemacht, nimm es nicht ernst

Auf dem SCSI-Pfad, den @WooShell begonnen hat, kommen diese in langen Flachbandkabeln sowie dem Bild der geformten Kunststoffversion in @WooShells Beitrag.

http://www.mouser.com/Wire-Cable/Flat-Cables/_/N-5ggm

Diese Verbindung bietet Optionen für neue Kabel, die sogar länger als 1,5 m sind. Insbesondere die 1,5-m-Option hat 50 Pins. Tatsächlich gibt es 10 auf Lager, die sie sofort für 18,85 USD versenden können. Sie versenden auch international.

Digikey.com hat viele Optionen für Elektronik, einschließlich Kabel. Ich kann die Website gerade nicht aufrufen, aber sie sollten andere Optionen für Sie haben.

Wenn Sie sich für ein SCSI-Kabel entscheiden, erhalten Sie die zweireihige Stiftleiste mit 2,54 mm Abstand, die bereits in das Kabel integriert ist, anstatt sie selbst hinzufügen zu müssen. Wenn Sie aus irgendeinem Grund die Platinen über dasselbe Kabel miteinander verketten möchten, sind einige SCSI-Kabel auch mit Anschlüssen in der Mitte des Kabels ausgestattet.

Gibt es für viele Signale eine kostengünstige Alternative zu RJ45-Kabeln?
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