Kabelquerschnitt und Widerstands-Position bei Temperatursensor in 10m Entfernung

  • Hallo zusammen,


    ich möchte 4 DHT11 Temperatursensoren an meinem Raspi anschließen. Nun ist der "näheste" ca 1m und der "entfernteste ca 10m vom Raspi entfernt.

    Ich möchte dafür jeweils 3-adrige kabel nehmen da ja sowieso vom Raspi zu jedem Sensor 3 Kabel gehen müssen. 10kΩ Widerstände würde ich dann immer kurz vor dem Sensor verlöten, oder würde das bei den Kabellängen gar nicht nötig sein und ich könnte die Widerstände ich beim Raspi schon verlöten?


    Und welchen Querschnitt sollten meine Kabel für diese länge (10m) haben?


    Danke schon Mal im Voraus!

  • Der Querschnitt ist eher unkritisch zu sehen, da nur geringe Ströme fließen. Bei Übertragung einer Null ist der Datenausgang nach einer Dokumentation nur 20 Mikrosekunden auf HIGH. (in einem anderen Text stand 20 Millisekunden, was unkritsich wäre. Aber man sollte vom ungünstigsten Fall ausgehen.) Deshalb sollte das Kabel eine geringe Kapazität haben und der Pull-Up-Widerstand möglichst niederohmig sein. Ich würde vorschlagen, einen 5,1 kOhm auf der Prozessorseite zu verwenden. Auf der Sensorseite reichen 10 kOhm. Als Kabel würde ich ein Flachkabel mit nebeneinanderliegenden Adern vorziehen, da dann die Kapazität zwischen den Leitungen geringer ist. Die außen liegenden Adern würde ich für die Versorgungsspannung und GND nehmen und die innere Ader für das Signal. Dann wirken die Außenadern als Abschirmung. Allerdings ist dann die Kapazität der Signalader nach Masse (wechselstrommäßig ist auch die Versorgung als "Masse" zu werten) doppelt so hoch verglichen damit, dass für die Signalader eine außen liegende Ader verwendet wird. Aber hier würde ich der Abschirmwirkung Priorität geben. Sollte die Signalübertragung unzuverlässig sein, kann man probieren, eine Außenader als Signalleitung zu verwenden.

  • Thomas hat Recht. Auf der Empfangsseite muss der Widerstand von der Datenleitung als "PullUp"-Widerstand zur Betriebsspannung gehen (wie auch beim Sensor). Der Grund ist, dass die Kabelkapazität dann schneller entladen wird und der Eingangspegel am Prozessor besser wird.


    Die Versorgungsspannung am Sensor sollte (wenn nicht schon vorhanden) mit einem Kondensator von 100 nF nach GND abgesiebt werden.

  • Leider habe ich kein Datenblatt für den Sensor gefunden, aus dem das Datenformat der Übertragung zweifelsfrei erkennbar ist. In einer Quelle waren die Daten so beschrieben, dass auf einen Low-Pegel von 50 Mikrosekunden Dauer bei einer Null ein High-Pegel von 20 Mikrosekunden Dauer oder bei einer Eins ein High-Pegel von 70 Mikrosekunden Dauer folgt. Kritisch ist dabei der High-Pegel bei der Übertragung einer Null. Der Pull-Up-Widerstand beim Prozessor soll helfen, dass der High-Pegel schnell erreicht wird. Ich weiß ja auch nicht, wie der Prozessor die Daten auswertet. Wenn der Eingang einen Flankendetektor benutzt, erkennt er auch kurze Impulse. Wird der Eingang aber zyklisch abgefragt "polling", können kurze Impulse übersehen werden. Es ist ungünstig, dass die Dokumentation so dürftig ausgefallen ist und Vertrauen entsteht auch nicht, wenn in dem Datenblatt in den Bildern "Mikrosekunden" steht, im Text aber "ms", was Millisekunden wäre. Ist ja auch "nur" ein Faktor von 1000. Die Bauteile sind pfiffig, aber die Dokumentation...... Da kann man nur raten und die eigenen Dinge so machen, dass sie möglichst alle Möglichkeiten abdecken.

  • Tut mir leid, aber ich komme da überhaupt nicht mehr mit, bei dem was ihr da so fachsimpelt :(

    Soll heißen, entferne mal den Widerstand in der Roten 3.3V Leitung, da gehört keiner hin!

    Nur den Widerstand oben zwischen 3.3V und der Datenleitung den lässt drin.

    Oder du verkleinerst ihn um die Hälfte, also ca. 5K

    Bei der 10m Leitung könntest da Testweise einen 10k Trimmpoti einsetzen und den soweit auf oder runter drehen, bis du das Beste Signal hast.

    Dann misst da den Widerstandswert mit einem Digital Multimeter aus und setzt einen passenden Festwiderstand ein.

    Als Kabel kannst z.B. sowas hier verwenden.

    Edited once, last by Thomas H ().

  • Soll heißen, entferne mal den Widerstand in der Roten 3.3V Leitung, da gehört keiner hin!

    Nur den Widerstand oben zwischen 3.3V und der Datenleitung den lässt drin.

    Genau so. Aber dann zusätzlich (bei der langen Leitung) einen 5,1 kOhm Widerstand unten am Prozessorboard so zwischen die rote und die blaue Leitung schalten, wie es oben gemacht wurde.

  • Laut Datenblatt bei Leitungen bis 20m:

    5k Pull-up-Widerstand (Zwischen Datenleitung und Versorgung) (alternativ 4,7k - passt zur Normreihe)


    am besten verdrillte Leitung verwenden, da dort die Störeinstrahlung bei minimaler Leitungskapazität gegeben ist. Flachbandkabel sind dann die 2.beste Lösung.

  • Datenblatt DTH11, gibt es doch zu Hauf im Netz, allerdings auf Englisch.

    Link

    Genau dort habe - einmal sogar in einem Dokument - im Diagramm sowohl die Angabe 20 Mikrosekunden als auch im Text 20 ms - gefunden. Was nun stimmt, weiß ich nicht. Da müsste man das reale Datentelegramm oszillografieren.

    hajos118 riet, verdrillte Leitung zu verwenden. Generell ist das korrekt, weshalb auch die "alten" Telefonkabel der Post verdrillt waren. Aber da steigt die Kapazität. Bei einer Länge von 10m könnte das auch mit einem Pull-Up-Widerstand von 5 kOhm auf der Prozessorseite zu hoch sein - jedenfalls wenn die Zeitangabe 20 Mikrosekunden stimmt. Sind dagegen die Zeiten in Millisekunden korrekt, wäre das kein Problem und wegen der höheren Sicherheit gegen äußere Störungen sogar besser. Ohne vernünftige abgesicherte Daten kann man nur schwer die beste Entscheidung finden.

  • hajos118 riet, verdrillte Leitung zu verwenden. Generell ist das korrekt, weshalb auch die "alten" Telefonkabel der Post verdrillt waren. Aber da steigt die Kapazität.

    Laut dieser Tabelle Kapazität von Leitungen... ist die Kapazität von verdrillter Leitung und Flachbandkabel gleich, jedoch die Sicherheit gegen Einsrahlung deutlich besser. Deshalb auch mein Hinweis.

  • Genau dort habe - einmal sogar in einem Dokument - im Diagramm sowohl die Angabe 20 Mikrosekunden als auch im Text 20 ms - gefunden. Was nun stimmt, weiß ich nicht. Da müsste man das reale Datentelegramm oszillografieren.

    hajos118 riet, verdrillte Leitung zu verwenden. Generell ist das korrekt, weshalb auch die "alten" Telefonkabel der Post verdrillt waren. Aber da steigt die Kapazität. Bei einer Länge von 10m könnte das auch mit einem Pull-Up-Widerstand von 5 kOhm auf der Prozessorseite zu hoch sein - jedenfalls wenn die Zeitangabe 20 Mikrosekunden stimmt. Sind dagegen die Zeiten in Millisekunden korrekt, wäre das kein Problem und wegen der höheren Sicherheit gegen äußere Störungen sogar besser. Ohne vernünftige abgesicherte Daten kann man nur schwer die beste Entscheidung finden.

    Das von mir verlinkte Kabel ist Fernmeldekabel YSTY und das hat für gewöhnlich verdrillte Aderpaare!

    Außerdem habe ich auch noch kein 3 oder 4-fach verdrilltes Kabel gesehen.


    Ansonsten, scheint nicht ganz einfach zu sein, mit dem DHT11.

    Den verwende ich auch nicht, in meiner Homematic sind BME280 in Selbstbau Temperatur/Feuchtigkeit Sensoren verbaut.

    3 Stück laufen da, einer sogar mit einem erweiterten Sketch, der Außer Temperatur und Luftfeuchtigkeit, auch den Luftdruck erfasst.

    Hat aber mit dem PI nur Peripher was zu tun, wenn ein PI als Basis für die Zentrale dient, was bei mir nicht der Fall ist, da die Raspberrymatic als VM auf meiner NAS quasi nebenher läuft.

  • Das von mir verlinkte Kabel ist Fernmeldekabel YSTY und das hat für gewöhnlich verdrillte Aderpaare!

    Außerdem habe ich auch noch kein 3 oder 4-fach verdrilltes Kabel gesehen.


    Ansonsten, scheint nicht ganz einfach zu sein, mit dem DHT11.

    Ich hatte auch verdrillte Aderpaare gemeint. Aber da kanuddel schon am Montag schrieb "Tut mir leid, aber ich komme da überhaupt nicht mehr mit, bei dem was ihr da so fachsimpelt", wollte ich ihn nicht mit noch mehr Details verwirren. Auch ich habe mehrfach von Problemen mit dem DHT11 gelesen und deshalb vermutet, dass die Pulsdauer bei einer NULL wirklich nur 20 Mikrosekunden kurz ist. Wenn dann der Treiber nicht flankengetriggert arbeitet, sind Fehler kaum vermeidbar. Deshalb auch mein Rat zu Flachbandleitung (mit genügend großem Abstand zwischen den Leitungen - d.h. nicht Flachbandleitungen die für 1,25 mm Raster gefertigt werden) und nicht zu verdrillten Kabeln, bei denen zwischen den Drähten als Abstand nur die Dicke der Isolierung ist. Allgemeine Angaben wie in der von hjos118 erwähnten Tabelle können nur eine Indikation abgeben, passen aber selten auf die Kabel, die man gerade vorliegen hat. Und wie ich früher erwähnt habe, ändert sich beim Flachbandkabel die Kapazität je nachdem, ob man aus Abschirmgründen das mittlere Kabel als Datenleitung verwendet oder ob man für die Datenleitung den Draht am Rand des Kabels verwendet. Das ist schon ein Faktor von 2. Aber generell muss man probieren, mit welchem Kabel man die besten Erfolge erzielt.

  • Noch eine Anmerkung:

    Da es sich bei der Übertragung der Daten um digitale Signale handelt, sollte man sich als Medium auch mal ganz normale Netzwerkkabel ansehen (CAT 6). Diese lassen Übertragungsraten von 1GHz und mehr zu, sollten also bezüglich Dämpfungsverhalten und Phasenverschiebung, alles Resultat von Widerstand, Induktivität und Kapazität der Leitung, ausreichen.

    ... nur so als Denkanstoss ...