Recorrido de pulsos eléctricos a media distancia sobre un cable

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Estoy creando un pequeño chip de código Morse como un proyecto divertido, y tengo una pregunta sobre el envío de pulsos a través de un cable. Estaba planeando usar algún cable de altavoz para conectar algunos de estos PCB en una distancia algo larga. Puedo comprar paquetes de cables de altavoz de calibre 16 o 24, y de 100 o 50 pies o incluso más largos (más preferible). Un cable es para datos, el otro es tierra. La carga en el otro extremo es otro microcontrolador (es posible que tenga varias sucursales con más de un circuito de microcontrolador idéntico).

La fuente de alimentación que iba a utilizar para este circuito es una batería de celda de moneda CR2032. Puede proporcionar una corriente más que suficiente para alimentar todos los componentes de mi circuito.

Antes de ir a comprar un montón de componentes, quiero obtener algunos consejos sobre algunas cosas. En primer lugar, quiero tener la opción de enviar pulsos de onda cuadrada desde un microcontrolador. ¿Sería mejor usar un transistor para encender y apagar la conexión al cable, o sería adecuado simplemente enviar pulsos directamente desde el pin del microcontrolador? Tampoco estoy seguro de mi fuente de energía. Sé que la batería de celda de moneda CR2032 solo puede suministrar cantidades muy pequeñas de corriente, ¿sería mejor actualizar a algo como un LiPoly? ¿O sería la celda de la moneda suficiente para enviar pulsos a través del cable? Además, ¿son estas fuentes de energía incluso adecuadas para un cable tan grande? Idealmente, me gustaría evitar tener que preocuparme por los voltajes de más de 5 V y la corriente alterna, que sé que se propaga por un cable de manera más eficiente.

Mi última pregunta es simplemente sobre el rango. ¿Qué tipo de longitud teórica máxima de cable puedo enviar datos a través de las baterías que describí? Si recuerdo correctamente, los cables de mayor diámetro tienen menos resistencia, pero como el cable de calibre 24 es más barato, me gustaría comprarlo si no afecta el rango en una cantidad demasiado grande.

¡Gracias por tu ayuda!

    
pregunta Alex Wulff

3 respuestas

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El par trenzado será de alrededor de 200 ohmios según lo visto por los bordes del pulso, la celda de la moneda será de alrededor de 2kohm pero se reducirá con una tapa electrónica para los pulsos.

Un LiPo tiene un ESR < 30 miliohmios, por lo que obviamente una mejor solución para la aplicación. usa el tiempo también Espero que ayude.

Asegúrese de usar un par trenzado y considere la funda de ferrita o el balun o el estrangulador CM para cables largos. También incluye protección contra ESD o diodos OVP o TVS para gnd y Vcc. Tuvimos una falla similar hace 30 años corregida por las pinzas de diodo a Vdd, Vss con UTP en un hogar entre uC.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist
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No es una buena idea encadenar señales de nivel lógico a través de largas distancias. Si puede, use un transistor para activar y desactivar la línea. Utilice una batería separada para el bucle. Se pueden agregar varias baterías hasta el cambio de voltaje si es necesario. Utilice un optoaislador en el extremo receptor para detectar la señal. Esta configuración se llama un bucle de corriente. Échale un vistazo.

    
respondido por el Harry Pots
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Agregue un 100UF concentrado en el receptor. Conecte la línea al 100UF con una resistencia de 100 Ohm, produciendo un filtro de paso bajo de 16Hz. Sigue eso con un filtro idéntico, porque ESL evita una buena atenuación en altas frecuencias. Y sigue con un tercer filtro, por el mismo motivo.

¿Cuál es la capacitancia entre la línea de alimentación (picos de 200 voltios a 10uS Trise) a través de 1 centímetro de distancia? ¿Por una milla?

C = E0 * Er * Área / Distancia ~~ 9e-12 * 1 mm de diámetro * 1,500 metros / 0,01 metros C = 9e-12 * 1e-3 * 1.5e3 * 1 / 0.01 = 9e-12 * 1.5 * 100 ~~ 1.5 nanofarad

El pico de 200 voltios ingresa a esta red mediante el acoplamiento a través del aire, que es un filtro de paso alto. El F3dB será de 1.5nF * 100 ohms (usando solo un LPF) = 0.15uS.

Tendremos una atenuación útil, debido a (1) proporción de 1.5nF / 100uF y (2) relación de HLF (acoplamiento a través del aire) F3dB a 0.15US para un Trise de pulso de 10US.

Espero 600 * 60 = 36,000X de atenuación de la interferencia de la línea de alimentación de 200 voltios.

    
respondido por el analogsystemsrf

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