Wie wird ein analoger Langstreckensensor richtig angeschlossen?

Ich bin absolut neu in der Elektronik. Ich bin dabei, einige Außensensoren um das Haus herum zu platzieren, und auf diese sollte ein Raspberry-Pi zugreifen können, der sich in der Mitte des Hauses befindet. Mir ist bewusst, dass diese analogen Sensoren mit RPI mit ADC-Modulen eingestellt werden.

Meine Sorge ist jedoch, dass sich alle Sensoren in einem Radius von etwa 30 m vom RPI befinden. Was sind einige gute Methoden, um diese Sensoren mit RPI zu verbinden?

WLAN/Bluetooth: Ich müsste bei jedem Sensor ein WLAN/Bluetooth-fähiges Modul platzieren.

Radio: Das klingt kompliziert.

Kabel: 30 m Kabel können viel Lärm erzeugen. Aber ich bin offen für diese Methode mit entsprechenden Kenntnissen, wenn jemand sie anbieten möchte.

Es gibt einen Grund, warum die Industrie 4-20-mA-Stromschleifen für Sensoren verwendet.
Welche Sensoren? Welche Bandbreite benötigen Sie?
WLAN ist Funk und muss nicht kompliziert sein. Vielleicht können Sie einen Einblick geben, wie viele Informationen gesendet werden und wie oft sie von allen Sensoren gesendet werden müssen.

Antworten (3)

Versuchen Sie es mit einer Stromschleife. Anstatt eine Spannung zur Darstellung einer gemessenen Größe zu verwenden, wird die Größe durch einen Strom dargestellt, typischerweise zwischen 4 und 20 Milliampere.

  • Der Strom ist in einer Reihenschaltung überall gleich, sodass der Widerstand und der daraus resultierende Spannungsabfall über einen langen Draht kein Problem darstellen.
  • Die niedrige Impedanz der Schaltung neigt dazu, weniger anfällig für Rauschen zu sein.
  • Die gleichen zwei Drähte können auch den Sensor mit Strom versorgen.
  • Die Verwendung von 4 mA als Mindestmesswert bedeutet, dass eine Messung von 0 mA auf einen fehlerhaften oder nicht angeschlossenen Sensor hinweist.

Dies ist eine Standardschnittstelle in Industriesensoren, sodass Sie kaum Schwierigkeiten haben sollten, ICs oder diskrete Designs zu finden .

Wenn der Sensor analog ist, können Sie einen I2C-ADC erhalten, um den Sensor zu lesen und über I2C mit dem Pi zu kommunizieren. Natürlich können Sie I2C nicht über eine 30-m-Leitung laufen lassen. Es gibt jedoch I2C-zu-Diff-Paar-Treiberchips, die zur Kommunikation über Differenzpaare verwendet werden können, die Ihr Problem lösen. Ein Beispiel ist der P82B715 .

Etwas verwandt: Erinnerungen an einen überwucherten I2C-Bus . Wenn der OP weiß, dass er lange Strecken fahren muss, kann er von Anfang an einen Bus entwerfen, der für lange Strecken gedacht ist.

Wenn Sie SPI-Sensoren haben, betreiben Sie die Sensoren einfach mit NIEDRIGEN DATENRATEN und platzieren Sie langsame Tiefpassfilter direkt an der MCU.

Verwenden Sie Twisted-Pair, professionell hergestelltes Twisted-Pair, maschinell hergestellt, damit externe Magnetfelder mit größerer Wahrscheinlichkeit nahezu ausgelöscht werden.

Seien Sie sich über diese 30-Meter-Distanz erheblicher Störungen gegenüber „GND“ bewusst. Vielleicht faseroptisch isoliertes SPI, also muss GND_MCU nicht der GND_SENSOR sein.

Wie wird ein analoger Langstreckensensor richtig angeschlossen?
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