Verwendung von Ethernet-Kabeln für die Sensorverdrahtung

Wie praktisch das ist, hängt davon ab, wie weit Sie die Signale führen möchten, deren Frequenz, die Umgebung, die Spannung und Stromstärke und viele andere Faktoren. Aber im Allgemeinen sollte es ganz gut funktionieren. Ich bezweifle, dass Sie für nur 30 Millionen etwas Komplexeres tun müssen, als Sie es bereits getan haben.

Einige Dinge, die Sie beachten sollten, um die Leistung zu verbessern (falls erforderlich):

1. Ethernet-Kabel bestehen aus verdrillten Paaren. Für beste Ergebnisse sollte jedes Signal ein Paar verwenden. Bei der Signalübertragung zwischen ICs verwendet jedes Signal häufig eine Spur / einen Draht, und sie teilen sich eine Erdungsspur / einen Guss / was auch immer. Wenn Sie jedem Signal einen eigenen Erdungsdraht geben, ist der Strom, der in den beiden Strängen fließt, gleich und das reduziert das Übersprechen. Es reduziert auch Rauschen aufgrund von Strömen, die im Erdungskabel fließen.
2. Wenn Sie noch einen Schritt weiter gehen, holen Sie das Beste aus Twisted Pairs mit symmetrischen Signalen heraus. Ein unsymmetrisches Signal besteht aus zwei Drähten, von denen einer auf Masse und der andere auf einem unterschiedlichen Potential liegt. Ein symmetrisches Signal besteht aus zwei Drähten auf einem Potential, das symmetrisch zur Erde liegt. Mit einem Symmetriertransformator, auch Balun genannt, können Sie Signale von symmetrisch auf unsymmetrisch und umgekehrt umwandeln. Dies ist besonders wertvoll bei kleinen AC-Analogsignalen. Beachten Sie, dass Baluns nur mit AC-Signalen innerhalb ihres Nennbands funktionieren - das Ausgleichen von DC ist umständlicher und lohnt sich selten.
3. Wenn Sie hohe Frequenzen verwenden und sich Gedanken über EMV machen müssen, hilft die Verwendung symmetrischer Signale ebenso wie die Verwendung von abgeschirmten Twisted-Pair-Kabeln (stp).

Wenn Sie sowohl 1 als auch 2 oben ausführen und ein Cat6-Kabel verwenden, gibt es keinen Grund, warum Sie digitale Signale mit> 100 MHz nicht 100 m von dem Zeug herunterschieben können. Schließlich ist es genau dafür konzipiert. Und für niedrigere Frequenzen wäre die Entfernung im Wesentlichen unbegrenzt. Bei Analog hängt es wirklich von den Eigenschaften des Signals ab.

Außerdem einige nicht signalbezogene Vorschläge:

1. Wenn Sie Strom über dasselbe Kabel senden, stellen Sie sicher, dass Sie Entkopplungskondensatoren am Sensorende haben.
2. Ihr Klebeband- und Lötsystem (vermutlich?) Funktioniert, ist aber etwas chaotisch, und ich bezweifle, dass es langfristig zuverlässig ist. Es ist wahrscheinlich eine gute Idee, das Ethernet-Kabel mit einem Stecker mit Zugentlastung abzuschließen.
3. Wenn Sie Spannungen verwenden, die Standard-Ethernet-Hardware beschädigen würden, verwenden Sie einen anderen Anschluss, damit niemand ihn versehentlich an eine Netzwerkkarte anschließen kann.

Auf Anregung von Andrew Morton bearbeitet. Für die gestellte Frage benötigen Sie STP wahrscheinlich nicht, aber der Vollständigkeit halber:

Wenn Sie ein abgeschirmtes Twisted-Pair-Kabel (STP) verwenden, bieten die Abschirmungen mehrere Vorteile: reduziertes Übersprechen; weniger Lärm aus der Umgebung; gesteuerte Kapazitäten; weniger Strahlung und EMV-Bedenken. Um richtig zu funktionieren, müssen die Abschirmungen mit etwas verbunden werden, und dieses Etwas ist fast immer Masse. Jeder Boden bietet große Verbesserungen gegenüber UTP, aber für beste Ergebnisse:

1. Schließen Sie nur ein Ende des Schirms an. Schrumpfen oder kleben Sie das andere Ende, damit es nichts berührt. Das Verbinden beider Enden führt zu Erdschleifen.
2. Verwenden Sie die Abschirmung nicht, um Rückströme zu führen, selbst wenn sie einen Erdungsdraht hat.
3. Wenn Sie Baluns mit Mittelabgriff verwenden (z. B. den billigen und vielseitigen Autotransformator-Balun, aber auch 1: 1 + 1-Trennbaluns), verbinden Sie die Abschirmung mit dem Mittelabgriff und ordnen Sie die Dinge so an, dass sie auf Masse liegen.
4. Wo immer Sie die Abschirmung anbringen, gelten die üblichen Bedenken hinsichtlich des PCB-Layouts und rauschender Erdungen. Lassen Sie den Weg von der Abschirmung zur Erde nicht in der Nähe von z. B. einem SMPS verlaufen, oder er bleibt nicht auf echter Erde.

Denken Sie daran, dass zwischen den Drähten und der Abschirmung eine relativ große Kapazität besteht. Dies ersetzt die ungewisse Kapazität zwischen Paaren, die Sie in UTP haben. Bei besonders empfindlichen oder hochfrequenten Schaltungen müssen Sie dies berücksichtigen. In seltenen Fällen, z. B. bei der Übertragung eines Differenzsignals mit großem Gleichtakt, möchten Sie die Abschirmung möglicherweise mit etwas anderem als Masse verbinden. Die vorstehenden Punkte, insbesondere 3. gelten weiterhin.