¿Qué hace que los cables sean adecuados o no para un propósito determinado?

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He estado trabajando en un juego casero de gafas VR con seguimiento de cabeza, y estoy empezando a planear el cable que conectará las piezas de la cabeza del usuario a la electrónica de la unidad principal (que se montará debajo de & detrás del asiento en el que estará sentado el usuario) Estoy esperando aproximadamente un tramo de cable de 4 pies entre las dos unidades, y la conexión necesitará entre 6 y 10 cables (dependiendo de la cantidad de cables a tierra que comparta):

Cables obligatorios:

  1. + 12v para la visualización de video en las gafas
  2. GND
  3. I2C SDA (3.3v)
  4. I2C SCL (3.3v)
  5. video compuesto
  6. audio mono Cables opcionales:
  7. + 3.3V para los sensores de Headtracker (podría obviarse con un regulador LDO de 12v
  8. GND (emparejado con + 3.3v)
  9. GND (Video-)
  10. GND (Audio-)

Otros requisitos:

  • el cable debe ser flexible, liviano y posiblemente enrollado para manejar el movimiento de la cabeza sin incomodidad ni enredos.
  • el cable debe ser básico (este es un proyecto personal)
  • el cable debe ser desconectable / reconectable de forma confiable

Creo que entiendo los diversos factores en juego (interferencia, fem, capacitancia, etc.) pero no tengo ninguna perspectiva sobre su importancia para un cable de 4 pies.

Mi conjetura en la parte posterior de la servilleta sería usar un cable Ethernet (CAT 5), cableado así: Par 1: Audio +/- Pareja 2: Video +/- Par 3: I2C SDA / SCL Par 4: Potencia + 12V / GND

(Use un LDO para el 3.3v en los sensores).

¿Es esto sensato? ¿Con qué factores debería preocuparme más? ¿Qué señales se verán más afectadas por los conectores y las opciones de cableado?

    
pregunta SvdSinner

3 respuestas

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Sus principales consideraciones deben ser las siguientes para su cable:

  • Vida útil de la flexión, es decir, cuánto se puede doblar el cable antes de que se rompa (muy importante para su aplicación)
  • Blindaje / conexión a tierra para la porción de video compuesto y otras señales de bajo nivel
  • Impedancia para señales con contenido por encima de 16 MHz (vea el cálculo a continuación)

Para un tramo de cable de 4 pies y suponiendo una velocidad de propagación típica de ~ 66% para el cable, la regla de la longitud de onda de una décima dice que puede ignorar los efectos de la línea de transmisión por debajo de unos 16 MHz. No sé lo suficiente sobre el contenido de frecuencia de sus líneas I2C para dar una recomendación allí, pero el video compuesto de banda base analógica tendrá un contenido de frecuencia inferior a 8 MHz en todas las regiones del mundo.

Si decide utilizar un producto Ethernet Cat 5E, intente encontrar uno diseñado para flexión continua. Esos tipos de productos se utilizan en productos de robótica industrial.

Para la porción de video compuesto, tienes dos opciones:

  1. Haga un cable compuesto (cable compuesto de varios elementos) con un elemento coaxial y su elemento Ethernet.
  2. Use un par trenzado de 100 ohmios de Ethernet con un balun.

Si decide hacer un cable compuesto usted mismo, busque un producto de video de 75 ohmios diseñado para flexión continua (larga vida útil de flexión). Combínalo con el elemento Ethernet en una trenza.

Para maximizar su flexibilidad y la vida flexible de su producto terminado, desea utilizar materiales flexibles (plástico blando y muchas hebras de cobre) y construir elementos de manera que minimice la torsión y el desenrollado de los elementos internos.

Soy un antiguo ingeniero de aplicaciones para una empresa de cables y alambres. Aquí hay un enlace a una presentación para el público en general sobre cable y cable: enlace

Y aquí hay un enlace a productos industriales en un catálogo de cables y alambres: enlace

Este libro de 2002 también es una buena descripción general de la industria del cable de audio / video, incluso si está algo desactualizado: enlace

    
respondido por el davidmneedham
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Es más probable que el video capte el ruido de las señales digitales, el audio al nivel de potencia de los auriculares no detectará ni interferirá con ninguna de esas señales notablemente. el uso de un cable blindado separado para el video podría ser una victoria, pero es posible que un balun de video disponible funcione lo suficientemente bien.

    
respondido por el Jasen
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Para ser honesto, no creo que tenga muchos problemas con el uso del Cat 5, aparte de la flexibilidad. Los cables en el interior son de cobre sólido, por lo que son rígidos y propensos a desgastarse después de una flexión excesiva. Las frecuencias en las que esas señales (como el I2C) probablemente se ejecutarán no deberían causar ningún problema. ¿Solo me preocuparía el consumo de energía que supongo que probablemente sea inferior a 250 mA en este caso? Eso es aproximadamente el máximo dependiendo del calibre de las hebras en su cable Cat 5 en particular.

Además, los pares trenzados proporcionan aislamiento porque son algo perpendiculares, lo que significa que se induce menos campo magnético en su par compañero.

    
respondido por el Korozjin

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