GPIO Taster max. Kabellänge

  • Hi,
    ich möchte gerne einen Taster in einer Entfernung von 25 Metern an einen Raspberry Pi anschließen.
    Die Übertragung soll über ein CAT 6 Kabel erfolgen.
    Würde das überhaupt funktionieren oder wäre dann der Leitungswiderstand zu groß, da es mit Hin und Rückweg 50 Meter wären?


    Ich danke euch :)

  • Hallo Lenz,


    herzlich Willkommen in unserem Forum!


    Was spricht gegen Ausprobieren? Um einen Pullup-/Pulldown-Widerstand wirst Du aber nicht herumkommen, um ein sauberes HIGH/LOW-Signal erhalten zu können.


    Beste Grüße


    Andreas

    Ich bin wirklich nicht darauf aus, Microsoft zu zerstören. Das wird nur ein völlig unbeabsichtigter Nebeneffekt sein.
    Linus Torvalds - "Vater" von Linux

    • Icon-Tutorials (IDE: Geany) - GPIO-Library - µController-Programmierung in Icon! - ser. Devices - kein Support per PM / Konversation

    Linux is like a wigwam, no windows, no gates, but with an apache inside dancing samba, very hungry eating a yacc, a gnu and a bison.

    Edited once, last by Andreas ().

  • Das mit den ca. 50m Kabel ist zwar grenzwertig, könnte aber vielleicht funktionieren, da der RPi schon ab ca. 2V am GPIO dies als High erkennt und ja nur ein sehr geringer Strom fließt. Wenn es so nicht gehen sollte, könnte man einen Transistor verwenden, den Kabelquerschnitt durch zusammenschalten von Adern verbessen, oder die Schaltspannung erhöhen (Dann muss man aber sicherstellen, das die max. Spannung von 3,3V am GPIO Port nicht überschritten wird).

  • Hallo Fliegenhals,


    HIGH: > 1,3 V
    LOW : < 0,8 V


    Die Idee mit dem Kabelquerschnitt erhöhen, indem Adern zusammengeschaltet werden, hat sich übrigens schon öfters bei grenzwertig langen Kabeln bewährt (*).


    Beste Grüße


    Andreas
    (*) bewährt fehlte noch, um den Satz zu beenden

    Ich bin wirklich nicht darauf aus, Microsoft zu zerstören. Das wird nur ein völlig unbeabsichtigter Nebeneffekt sein.
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    Edited once, last by Andreas ().

  • Ganz so trivial ist das nicht ganz.


    Was die exakten Werte betrifft scheiden sich die Geister. Die Theoretischen Werte nannte Andreas.


    Man unterscheidet allgemein zwischen VIL und VIH
    VIL -> maximum input low voltage
    VIH -> minimum input high voltage


    VIL=0.8V bedeutet das ein LOW bei <= 0.8V erkannt wird.
    VIL=1.3V bedeutet das ein HIGH bei >= 1.3V erkannt wird.


    Die Praktischen Werte weichen davon aber ein klein wenig ab wie man > hier < sehen kann:
    Ab 1.34V wird ein HIGH gewertet.
    Ein LOW wird von 1.19 bis 0V bewertet.


    Es gibt aber keine Garantie für diese Werte. maximum input low und minimum input high liegt somit irgendwo zwischen 0.8 und 2.0V (quelle)


    Andreas: Dein letzter Satz ist nicht vollständig bzw komisch :fies:


    Wie lang ein Kabel für einen Taster maximal sein darf hängt nicht nur vom Material des Kabels ab sondern auch von anderer Hardware zB ggf der Platine wo der Taster ggf aufgelötet ist usw, oder wo das Kabel lang gelegt wird... Evtl. wärs angebrachter eine andere Spannung zu schalten sodass die Distanz besser überbrückt werden kann, dann aber eben über MOSFET's oder Relais - da bei solch einer Länge auch mit einem gewissen Delay gerechnet werden müsste.

  • Moin,



    Leitungswiderstand berechnen:
    R-Leitung in Ohm = 2 * Länge / Kappa * A
    2 * Länge in Meter, da Hin- und Rückleiter
    Kappa = Leitfähigkeit, für Kupfer = 56
    A = Querschnit der Ader in mm²


    Edit:
    daraus ergibt sich:
    bei einem Querschnitt von 1 mm²
    und einer einfachen Länge von 56 m
    hat eine Kupferleitung einen Widerstand von 2 Ohm ( Hin- und Rückleitung ).
    Der Widerstand dürfte damit vernachlässigbar sein.



    Gruss
    Kurti

    Die beste Funkverbindung ist immer noch ein Kabel.

    Edited once, last by Kurti ().

  • Der Leitungswiderstand und die Pegel sind eine Sache, Störgrößen eine andere. Zudem würde ich selbst bei gut geschirmten Kabel (wie CAT6 es sein kann) nicht unbedingt direkt an einen GPIO anbinden, so es sich vermeiden läßt. Spricht etwas dagegen die 50m Kabel z.B. mit 12V oder 24V zu beaufschlagen und dann kurz vor dem GPIO per Spannungsteiler herunterzuteilen auf 3,3v? Zudem würde ich überlegen, einen ULN2803 als Eingangsbaustein (das ist jetzt kein Witz - nur weil man ihn häufiger auf der Treiberseite findet) vor den GPIO's einzusetzen.

  • Hallo, wenn man einen der eingebauten PullUps verwendet, fliessen nur mA an Strom. Da ist eine Länge unter 100 m völlig wurscht. - Aaaaber, in unserer Elektrosmog verseuchten Umwelt hat man auf einer Antenne von 50 m ein Sammelsurium von MW-, KW-, UKW-Sendern, 50 Hz Netzbrumm, 16 2/3 Hz Bahnstrom, usw. usw. usw. Auch wenn das Kabel verdrillt ist, sollte es abgeschirmt und mit dem Wellenwiderstand abgeschossen sein. Dabei ist es nicht gleichgültig, ob die Abschirmung an einem Ende oder am anderen Ende oder an beiden Enden angeschlossen ist und ob eine eigene Erdleitung mit geführt wird. Deshalb: Das läßt sich nur ausprobieren und hängt von der Umgebung ab. Anpassung des Wellenwiderstandes über Transistorstufen ist sicher empfehlenswert. Deshalb: Machbar ist es sicher - wenn mans richtig macht.
    Gruß nehcil

  • Hallo Kurti,


    wenn Du aber den Durchmesser einer Leitung des LAN-Kabels nimmst (rund 0,3 mm), dann kommst Du bei einer Länge von 2 mal 50 m auf rund 80 25 Ohm.


    Beste Grüße


    Andreas

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    Edited once, last by Andreas ().

  • Könnte man das nicht mit einem OPV hinbekommen.Den OPV dann dicht am Rpi.Die Spannungsversorgung könnte dann ja ein Batteriepack sein. Mit einem Taster dann den OPV anschalten . Auch ein Minirelais wäre doch möglich.

    Edited once, last by premo ().

  • bei der Strecke würde ich den Taster aus 5V über eine IR Diode im Optokoppler mit Vorwiderstand und 10mA speisen, der RV ist dann 5V -1,2V = 3,8V / 10mA = 390 Ohm.
    Der Transistor im Optokoppler schaltet dann den GPIO.


    Erstens ist durch den Strom im IR Teil vom Opto Fehleinstreuung nahezu ausgeschlossen, 2tens ist die Länge kein Problem und 3tens ist der PI von äussere Einflüsse geschützt.

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • Moin,


    Leitungswiderstand berechnen:
    R-Leitung in Ohm = 2 * Länge / Kappa * A
    2 * Länge in Meter, da Hin- und Rückleiter
    Kappa = Leitfähigkeit, für Kupfer = 56
    A = Querschnitt der Ader in mm²



    daraus ergibt sich:
    100 / 56 * 0,3 mm²
    = 5,95 Ohm
    oder
    Pi * d²/4 = 3,1415926 * 0,3 *0,3 / 4 = 0,07068 mm²
    100 / 56 * 0,07068
    = 25,265 Ohm



    auf 80 Ohm komme ich nicht.


    Gruss
    Kurti

    Die beste Funkverbindung ist immer noch ein Kabel.

  • Hallo Kurti,


    da kannst Du Schlaumeier :thumbs1: auch nicht drauf kommen, wenn Du im Gegensatz zu mir mit solchen Tricksereien wie mit pi herumrechnest. Auf die 80 kann man nur kommen, wenn man auf pi keinen Wert legt.


    Ich habe mein Ergebnis oben korrigiert...


    :danke_ATDE: und beste Grüße


    Andreas

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  • ....wenn Du im Gegensatz zu mir mit solchen Tricksereien wie mit pi herumrechnest. Auf die 80 kann man nur kommen, wenn man auf pi keinen Wert legt.
    Andreas


    wie kann man am pi PI vergessen :D

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  • wenn wir schon blödeln:
    warum können Seeräuber so schlecht Kreise berechnen ?
    .
    .
    .
    weil sie Pi-raten ...


    (Flachwitz, ich weiß)
    btT:
    ich finde bisher jar's Lösung mit dem Optokoppler am besten.


    Gruss
    Kurti

    Die beste Funkverbindung ist immer noch ein Kabel.

  • Ich hänge mich mal kurz hier rein ...


    Ich habe zwar "nur" 2m Kabellänge aber habe mit Fehlimpulsen zu kämpfen.
    Habe schon Pull-Up und Pull-down versucht, und auch den Widerstand von 33K auf 10K reduziert, aber immernoch Fehlimpulse.
    Das Kabel ist nicht abgeschirmt.
    Im Prinzip sind am Kabel nur zwei Taster, die geschlossen werden alle paar Minuten einen Impuls (ca. 3s) erzeugen (also nichts "hochfrequentes").


    Habt ihr eine Idee woran das liegen kann bzw. was ich testen sollte?
    Noch kleinere Widerstände? Und wenn: Eher Pull-Up oder-down?
    Abgeschirmtes Kabel? (bei 2m Länge?)

  • Hallo Topsurfer,


    ohne genaue Kenntnis Deiner Schaltung kann Dir niemand einen Tip geben.


    Ich nutze auch nicht abgeschirmte Kabel - mir funken bei Tasterschaltungen keine Fremdsignale hinein, die ich von Taster-Aktivitäten nicht unterscheiden könnte.


    Kann es sein, dass die Taster prellen (und Du dies nicht abfängst)?


    Ob PullUp- oder PullDown-Widerstand ist meiner Meinung nach Ansichtssache: Beides funktioniert (sofern korrekt verschaltet und per Software zutreffend interpretiert).


    Ggf. suche mal hier im Forum nach

    Code
    GPIO Taster Pullup Pulldown Entprellen


    und schau Dir an, wie es andere erfolgreich gelöst haben. Ein Hexenwerk ist das jedenfalls nicht.



    Beste Grüße


    Andreas

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    Edited once, last by Andreas ().

  • wenn man auf "meine" Optokoppler Lösung geht ist entprellen oft nicht nötig weil die optische Übertragung schon entprellt undauch ein gewisser Strom für die IR Diode fliessen muss der Fremdimpulse nahezu ausschliesst.

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  • Hallo,
    die Suche nach:
    > "GPIO Taster Pullup Pulldown Entprellen"


    findet genau diesen Thread ;)


    Meine "Schaltung" ist einfach, Pupp-up (bzw.) down von Plus 3.3 bzw. Ground über Widerstand zum GPIO, Taster gibt Ground bzw. +3.3V dann zum GPIO wenn betätigt.


    Bin auch noch am Rätseln ob es ein Fehlimpuls durch Störungen in der Lust ist oder ob der Taster "versehentlich" einen Impuls auslöst ....


    PS: Warum finde ich keine Option z.B.. "Code" einzufügen?