UART и длинный кабель.

[DX168B]

Здрасте всем. У меня возникла небольшая проблема. Нужно соединить 2 МК
типа AT90S2313 по UART, причём на расстоянии не менее 50 метров.
Кабель с 4мя жилами и экранированный. Как технически это реализовать правильно?
На собранных девайсах имеются 2 напряжения - 5В и 12В. Можно было бы
тупо соединить их напрямую RX1 - TX2, TX1 - RX2, но для таких расстояний это против
всех правил, да и работать будет нестабильно. Если ещё и будет работать.

Ваши предложения?

[Meteor]

Первое что приходит на ум - RS232 со скоростями не выше 4800 бит/с. Далее RS422|485 там скорости повыше, помехозащищенность лучше...

[Секретный кот]

У меня примерно в подобных условиях довольно устойчиво работал на 2400 линк, "умощнённый" транзисторными ключами с подтяжкой на +12В. После замены на RS485 работает на 38400 без проблем (хотя выше просто не пробовал)

[Digikey]

Лучше RS-422,
например:

-ADM488 (приемник+передатчик) по 1 шт. на МК
-возле входов приемников цепочка: последовательно соединенные 91 Ом и 0.1 мкф
-кабель UTP (ethernet - витая пара; выходы передатчика соединяются со входами приемника, - каждый по своей паре)

питание : 5В
скорость: для USART вашего МК - любая
расстояние: сотни метров

PS. Если поблизости и/или на сетевых фидерах могут возникать импульсные или ВЧ помехи понадобятся дополнительные меры защиты от синфазных токов.
Землю разводите так, чтобы только в единственном месте соединялись: сигнальная земля платы, земляной провод БП, внешние земляные провода(если есть) и оплетка кабеля. Земляные цепи - площадью (сечением) побольше.

[Modest]

Можно напряжение повысить по возможности. Ещё вариант - ставить репитеры.

[Modest]

Я тут новенький, и извеняюсь если не там спрашиваю.
Ктонить подключал например к одному мк сразу два мк по UART?
Или к компу два мк по UART?

[Meteor]

Ктонить подключал например к одному мк сразу два мк по UART?
Или к компу два мк по UART?

Напрямую два МК по UART'у подключать нельзя. Надо разязывать передатчики, чтобы их выходы не влияли друг на друга.

[Modest]

Meteor не подскажешь чем развязать? Конкретные схемы есть?
Если нет будем сочинять чёнить своё, если есть то неплохо было бы взглянуть. Оч надо.
Спасибо за ответ.

[DX168B]

А если транзюками усилить? (транзисторы питать от 12 вольт) Ну и подтяжку резисторами организовать?
Кабель экранированный - оплётку на "массу" поставить и он не витой, то есть это не UTP

Лучше RS-422,
например:

-ADM488 (приемник+передатчик) по 1 шт. на МК
.

Скачал даташит, поинтересуюсь.

[Секретный кот]

Ктонить подключал например к одному мк сразу два мк по UART?
Или к компу два мк по UART?

Подключал. Собственно при помощи обоих вариантов, описанных мной в предыдущем посте. Из которых RS485 предпочтительнее.

[Modest]

А без дополнительной обвязки? я имею в виду без микрух?

[Modest]

DX168B Смысл ткой что чем выше амплитуда сигнала тем выше помехозащищённость.

[DX168B]

Понятно. Значит и дальность будет больше.
Посмотрел даташит на UART трансивер ADM488 - простой усилитель с CMOS выходом
Значит буду транзисторными ключами усиливать.
Усилители буду делать с каскадами ограничителя напряжения на выходе(в сторону МК)
То есть, чтобы независимо от амплитуды в кабеле - в МК попадал сигнал нужной ему
амплитуды. То есть такие каскады я буду встраивать в приёмники МК. А на передатчики -
обычные ключи. Осталось только подумать на счёт помехозащищенности от ВЧ помех и
защите от статического электричества.

[DX168B]

Я повторяю, линия будет работать в нестандартных условиях при нестандартной длинне
+ это ответственное оборудование, не должно быть даже кратковременных сбоев.
Кабель будет проходить на большой высоте, и он длинный. Как правило на больших высотах
в проводах может возникнуть разность потенциалов, относительно земли. Что для цифровой техники не очень хорошо. Нужны наверное будут разрядники и кондёры.
А при разработке схемы я уже учел, что в передаче данных будут участвовать как положительные, так и отрицательные токи относительно массы.
К стати, есть у меня парочка МК с USI интерфейсом, как на счёт них? Есть предложения?

[Meteor]

А "разруливание коллизий" учтено?
Боюсь что нет.

[DX168B]

В программах МК учтено. Тоже важный вариант. Устройства обмениваются данными,
всё работает. Скорость 9600 б. Выше и не надо. Кадры читаются нормально бит за битом.
Вопрос только в том, как удлинить кабель и передавать данные без потерь по нему.
Ну и меры защиты от помех. Девайсы проверял на проводе длиной 2 метра. Работает
отлично.

[DX168B]

Почитаю, так как я больше имею опыта работы с параллельной передачей данных.
Даже соорудил несколько собственных протоколов обмена данными.

С последовательными не сильно сталкивался. Знаю принцип работы, 2 раза приходилось
курить MAXIM'ку, так как необходим был COM порт. Ну и естественно всех тонкостей
UART/USART/USI пока не знаю, но работоспособные устройства с этими интерфесами удалось собрать.

[avreal]

Значит буду транзисторными ключами усиливать.
Усилители буду делать с каскадами ограничителя напряжения на выходе(в сторону МК).

Ща я может чего-то "времён Очаковских да покоренья Крыма" посоветую, но, раз достижимая простыми транзисторными ключами с 12-вольтовым размахом скорость устраивает - погуглите digital current loop.
У меня оно работало на 19200 на километре, на 9600 на двух - это по "четвёрке", выделенной телефонистами завода, по цехам шло.

Берёте свой транзисторный ключ, с коллектора в линию резистор 470-510 Ом (это для 12В питания).
На приёме ставите фотодиод оптрона.
Т.е. в линию передаётся ток, а не напряжение, напряжение на линии меняется меньше и перезаряд ёмкости линии влияет не так сильно.
Фотодиод оптрона зашунтировать резистором где-то 330..470 Ом - в результате при наводке, порождающей ток в витой паре до 3..4 мА фотодиод даже не чихнёт. Ещё зашунтировать фотодиод обратно включенным диодом - это проитив деградации фотодиода из-за выбросов напряжения обратной полярности.

Когда-то был очень распространённый интерфейс, RS422/RS485 его только скоростью вытеснили, но если она не нужна - то почему бы и нет?

[avreal]

Да с миди понятно, ещё кое-где CL встречается, но раньше к практически любому компу были серийные платы с ним, UART чаще был именно CL, чем RS232, не говоря уже о прочих. А сейчас чаще RS485 чем RS232, а CL в отдельных нишах затаился.

[Digikey]

я может чего-то "времён Очаковских да покоренья Крыма" посоветую...

Почему?! Отличное предложение. По соотношению цена/ттх/доступность деталей, думаю на 1-м месте.
Как это устроено можно посмотреть в приложении. Там линия связи полностью отвязана от сигнальных цепей,- для надежной работы это плюс. Передающий оптрон можно взять 6N138, приемный - 6N137, впрочем, здесь вариантов масса. Характерные цены 0.3-0.6 $/шт.

...напряжение на линии меняется меньше и перезаряд ёмкости линии влияет не так сильно...

А вот здесь не могу согласится, т.к. согласованная на свой импеданс линия (витая пара) представляет чисто активное сопротивление Z=R (никаких реактивных составляющих, в том числе Zc - нет)

Кабель будет проходить на большой высоте, и он длинный...

Если это действительно так и кабель будет снаружи, между зданиями, то надежным не будет ни одно из вышеперечисленных решений. Более-менее приличная, не очень далекая гроза может вывести электронику из строя (о прямом разряде в кабель я молчу)

...это ответственное оборудование...

Если и это так, то возможно имеет смысл поставить оптические передатчики/приемники и соединиться по оптическому кабелю. Например, я когда-то использовал HFBR1521/HFBR2521 от Agilent (HP) и их же POF-кабель.