Cách tốt nhất để làm I2C / TWI trên một khoảng cách dài

Tôi có một dự án đòi hỏi phải thực hiện I²C / I2C / TWI trên một khoảng cách dài (30 đến 40 mét).

Tôi đã thấy một số người đề nghị giảm tốc độ xung nhịp xuống đâu đó khoảng 500 Hz, để giảm thiểu ảnh hưởng của điện dung của một dòng dài như vậy tôi giả sử? Các thành phần tôi đang sử dụng yêu cầu ít nhất là tốc độ xung nhịp 100 kHz tiêu chuẩn. Tôi đã thực hiện một số nghiên cứu sâu hơn và tìm thấy trong số các câu trả lời cho một câu hỏi khác, một gợi ý sử dụng bộ dịch chuyển mức P82B96. Trong biểu dữ liệu họ đưa ra các ví dụ về việc sử dụng chúng trên các vạch chẵn 100 mét:



Tôi đã bắt gặp một cách khác để chuyển cấp thông qua một bảng đột phá từ adafbean , chỉ là một mosfet (bss138) với hai điện trở kéo lên (một cho mỗi bên / điện áp). Họ đã có ý tưởng từmột ghi chú ứng dụng từ NXP (AN10441) và hai trong số các kênh trên đó có thể được sử dụng như thế này:

Bây giờ tôi tự hỏi: giải pháp nào là tốt nhất? Hoặc có một cái gì đó tôi đã bỏ qua? Ngoài ra, 5V có đủ để đảm bảo kết nối tốt không? Sẽ có một lợi thế khi sử dụng điện áp cao hơn như 12V?

Tôi nghĩ rằng bạn đang đi đúng hướng với một cái gì đó như NXP P82B96. Nếu bạn nhìn vào Hình 14 và văn bản liên quan, biểu dữ liệu sẽ thảo luận về việc sử dụng chiều dài cáp lên tới 250 m với tốc độ dữ liệu trên 100 kHz.

Có nhiều cảm biến nhiệt độ I2C có sẵn có thể cung cấp cho bạn độ chính xác vài độ c mà không cần hiệu chuẩn và không có bất kỳ mạch tương tự nào được thêm vào. Vì dù sao bạn cũng đang mang dữ liệu trở lại để xử lý, việc lọc tiếng ồn sẽ rất dễ dàng.

Nếu bạn lo lắng về điện dung dây, bạn có thể tốt hơn với cặp xoắn không được che chở hơn là cáp được che chắn.

Bạn có thể có thể thoát khỏi các cảm biến DS18B20 bằng cách sử dụng CAT5 được bảo vệ hoặc cáp tương tự. Đó chỉ là các phép đo nhiệt, vì vậy nếu một số bài đọc bị hỏng, bạn có thể làm cho chương trình của mình đủ mạnh để đối phó với điều đó (dù sao đó cũng là cách thực hành tốt).

Để sử dụng chuỗi nhà hàng, tôi đã thiết kế các điều khiển được gọi là điều khiển RTU (đơn vị trên mái nhà) hoạt động trên nhiều cảm biến thụ động (chúng sử dụng nhiệt điện trở NTC có thể hoán đổi cho nhau , không cần hiệu chuẩn để sưởi ấm thoải mái). Việc lọc tiếng ồn ra khỏi cảm biến thụ động sẽ dễ dàng hơn nhiều. Một bộ cài đặt khác (một tổ hợp ô tô lớn ở Bắc Mỹ) đã sử dụng RTD bạch kim với bộ điều hòa tín hiệu - các thiết bị rất chính xác và ổn định. Trước tiên, bạn nên quyết định cảm biến, sau đó xem xét cách nó có thể được giao tiếp - bất kỳ tùy chọn cảm biến nào phù hợp với ứng dụng của bạn (mặc dù RTD có thể quá mức cần thiết).

Trong trường hợp không rõ ràng, tôi đề xuất cấu hình "sao" của các cảm biến xung quanh bộ xử lý của bạn.

Nếu bạn thực sự muốn sử dụng "xe buýt" (không phải là một dây hoặc I2C), bạn sẽ cần thông minh ở hai đầu, có nghĩa là bộ xử lý ở dạng nào đó. Nếu bạn đang đi toàn bộ, bạn có thể muốn xem xét sử dụng các cảm biến không dây giao tiếp qua một số băng tần ISM hợp pháp tại địa phương của bạn. Ngoài ra, bạn có thể sử dụng một cảm biến cho mỗi Pi và để chúng nói chuyện với nhau thông qua mạng nội bộ WiFi của bạn.