I2C keine Verbindung über Distanz

Quote from Fliegenhals

- ein verdrilltes, geschirmtes Kabel, mit größerem Querschnitt verwenden u. mal den Spannungsabfall unter Last am Sensormodul messen

Auch hier überwiegt mehr Raten, und Mutmaßen, als ein wirkliche fachliche und sachliche Betrachtung.
Ausgehend von dem von mir schon vorgeschlagenen CAT 5e bzw CAT 6 Kabel hat ein Einzelader einen Widerstandswert von 18 Ohm / 100 Meter, was bei einer Last - Sensor max. 5 mA einen Spannungsabfall von 14 mV @15 Meter bzw. 26 mV @28 Meter ergibt.
Ich kann aktuell mit dieser Aussage "größerem Querschnitt" verwenden somit überhaupt nichts anfangen, weil diese geringen Kabelwiderstandsverluste kannst du ganz einfach unter den Tisch kehhren und dort liegen lassen.

Quote from Roland53

Quote from Fliegenhals

Der Sensor sollte eigentlich 5V tolerant sein und wird an dieser Spannung nicht gleich explodieren. Lt. Datenblatt könnte dieser mit einer Spannung bis max. 6V, bei einem Logikpegel max. VDD +0,5V noch funktionieren. Dann sollte die Versorgungsspannung des Sensors (nicht des Moduls) ca. 5V betragen. Aber in diesem max. (Grenz-) Bereich, garantiert der Hersteller keine stabile Funktion und die RPi GPIO Ports werden bei Spannungen > 3,3V vermutl. einen Schaden erleiden. Nun hat der Entwickler der mit dem Sensor bestückten Platine u.a. noch einen 3,3V Spannungswandler verbaut, welcher auch eine Mindest-Eingangsspannung benötigt, ist dein Kabel zu lang und hat einen zu geringen Querschnitt, kommt u.U. schon eine zu geringe Spannung am Modul an. Je nach den Einsatzbedingungen vor Ort könnte man verschiedene Optionen in Betracht ziehen.

Wenn du dich da mal nicht irrst !


Auszug aus dem Original Datenblatt des IC Herstellers.
Egal was auf der Platine passiert, du muss dem zwingend aus dem Boost-Converter einen bidiektionalen Pegelwandler nachschalten. Und dazu benötigt man beide Spannungen sowohl die 5,0 Volt die aus dem Boost-Converter herauskommen, wie auch die 3,3 Volt, damit du den Logikpegel am IC selber nicht überschreitest.

Denn besonders bei SDA laufen Daten in beide Richtungen, so das die Konvertierung bidirektional möglich sein muss. Dazu der Hinweis schaue dazu bitte selber in das Datenblatt des I2C Boost Converters mit welchen Spezifikationen das Eingangssignal auf der unboosted Seite ausgeführt sein muss.

Also da ich das selber schon aufgebaut habe und aus eigener Erfahrung sprechen kann, kann ich dir ganz sicher sagen, solche Experimente wie du sie vorschlägst, kann man jemanden machen lassen der schon etwas tiefer in die Materie hineingewachsen ist, und auch über die entsprechenden Meßmittel /-kapazitäten verfügt. Aber keinem TO, der noch wie in #11 darum bittet, dass man ihn auch noch die Beschaltung aufskizziert.
Es ist immer wieder schön wie hier einige mit vielen Worten einen Neuling Dinge regelrecht schön, und schmackhaft reden, dann aber keine Verantwortung übernehmen, wenn es dann bei TO schief geht.

Dazu der Satz : Zitat "den internen Spannungswandler auf dem Sensorboard entfernen u. den SV Eingang direkt mit den Sensor verbinden und für die RPi GPIOs einen Levelschifter, Bus-Repeater o.ä. verwenden"

Ein ganz toll der Hinweis, gleich mal 5 Volt direkt auf den bis nur 3,6 V ( MaximumRange ) spezifizierten IC draufblasen ... ein ganz ganz tolle Idee - Du kannst auch gleich dazuschreiben -> so killst du garantiert den IC !

Ich habe wenig Verständnis aus meiner Betrachtungsweise heraus, weil du offensichtlich nicht gewillt bis die IC Spezifikation zu lesen, sondern dich nur mit den übergeordneten Datenblättern zu den Sensorplatinchen beschäftigt hast.

Hier wäre nach meiner Sicht der Dinge, eine Entschuldigung gegenüber dem TO für diese falsche, fehlerhafte Beratungsleistung fällt . Aber ich verlinke dir auch gerne das Originaldatenblatt, damit du es selber nachlesen kannst .

Roland

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K.A. was dein Problem ist. Wie es scheint, bist Du selbst nicht in der Lage, das Datenblatt des Sensors zu lesen und zu verstehen. Und einen Hinweis zum Einsatz des Sensors in diesem Grenzbereich, bzw. zu den GPIO's des RPi, hatte ich geschrieben.

Und da es keine Details zur max. Entfernung des Sensors, zum verwendeten Kabel, mögl. Übergangswiderständen bzw. zu den örtl. Gegebenheiten gibt, kann man nur allgem. Tipps geben. Der verwendetet IC auf der o.g. Shop Seite ist im übrigen bi-direktional und wenn es nicht um all zu große Entfernungen vom RPi zum Sensor geht, wird vermutl. kein weiterer Repeater IC nötig sein. Falls man sich Sorgen um den Sensor im direkten 5V Betrieb (ohne 3,3V LDO) macht, könnte man die Spannung direkt am Sensor mit einer Si-Diode um 0,7V senken, und ggf. eine Spannungsstabilisierung mit einem Elko vorsehen. Eine Garantie auf 100% Erfolg kann ich leider nicht geben, aber wem der Vorschlag nicht gefällt, der probiert halt etwas anderes aus.

Roland53Du kannst dich hier gerne wichtig machen, aber Du solltest die Dinge nicht aus ihrem Zusammenhang entstellt, wiedergeben.

@ Flair87

Um welche max. Entfernung zw. RPi und Sensor, soll es denn überhaupt gehen und wie hast Du das Sensormodul bei deinem Test mit dem längeren Kabel angeschlossen? Wenn Du das Modul mit nur 3,3V statt mit 5V betrieben hast, kann dies schon der Fehler sein. Der interne Spannungsregler auf dem Sensorboard braucht eine Mindesteingangsspannung, welche über der Ausgangsspannung von 3,3V liegen muss.

FYI https://www.berrybase.de/sparkfun-qwiicbus-kit

Quote

Der SparkFun QwiicBus EndPoint ist der schnellste und einfachste Weg, um die Reichweite Ihres I2C-Kommunikationsbusses zu erweitern. Beide Boards verwenden den PCA9615 IC von NXP, der die zwei Standard-I2C-Signale in vier differentielle Signale umwandelt, zwei für SCL und zwei für SDA. Die differentiellen Signale werden über ein Ethernet-Kabel gesendet, das über die on-board RJ-45-Anschlüsse mit dem Breakout verbunden wird. Durch die differentielle Signalisierung können die I2C-Signale Entfernungen von bis zu 100ft. erreichen und dabei ihre Signalintegrität beibehalten

Na dann teste mal. Betreibe das Sensormodul an 5V und mit einem geschirmten Kabel, dann hast du einen Überblick was ohne Mehraufwand funktionieren könnte. 15m wirst du so nicht sicher überbrücken können. K.A. was du mit dem Bewegungssensor an einer Maschine auswerten willst, ich würde mal vermuten, dass es vielleicht eine bessere Lösung gibt. Letztendlich soll der Sensor ja sicher funktionieren und ein Bewegungssensor + das daran angeschlossene Kabel werden in Bewegung sein, was m.E. eher suboptimal für ein Bussystem ist und bestimmt nach kurzer Zeit Probleme macht.

Das einfachste und sicherste wäre, einfach mal Kontakt zu den Herstellern der Maschinen aufzunehmen und dein Anliegen schildern.
Immerhin wollen diese ihre Maschinen verkaufen und wenn der Kunde ein leicht umsetzbares Anliegen hat, was spricht dagegen?

Ohne die Anforderungen deine Möglichkeiten, die Maschinen und die Umgebungsbedingungen zu kennen, könnte man evtl. u.a. solche Dinge realisieren:

- den Körperschall der Maschine via Mikrofonmodul mit einstellbaren Schwellwert und digitalen Ausgang auswerten
- die Stromaufnahme der Maschine (ggf. nur eine Phase) über eine Strommesszange, Messmodul mit Feritringkern o.ä., kontaktlos messen
- wenn sich eine Wärmequelle bewegt, könnten man einen PIR Sensor verwenden
- ansonsten könnte man die Entfernung zw. deinem Sensor und dem RPi auch seriell via RS232, RS485 o.ä. überbrücken

Die einfachte Möglichkeit scheint mir ein Microcontroller in der Nähe des Sensors, welcher das i2c-Protokoll in eine serielle Verbindung oder andere "distanzfähige" Protokolle wandelt und dises übertragen wird? Der Controller kostet 5€

Wenn die Maschine immer eine bestimmte Bewegung ausführt , schon mal über Reed- bzw Induktinssensoren nachgedacht ?

zB https://autosen.com/de/Positionssensoren/Magnetsensoren oder zB https://autosen.com/de/Positionssensoren/Induktive-Sensoren

Quote from Flair87

Quote from Andreas Kupries

FYI https://www.berrybase.de/sparkfun-qwiicbus-kit

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Der SparkFun QwiicBus EndPoint ist der schnellste und einfachste Weg, um die Reichweite Ihres I2C-Kommunikationsbusses zu erweitern. Beide Boards verwenden den PCA9615 IC von NXP, der die zwei Standard-I2C-Signale in vier differentielle Signale umwandelt, zwei für SCL und zwei für SDA. Die differentiellen Signale werden über ein Ethernet-Kabel gesendet, das über die on-board RJ-45-Anschlüsse mit dem Breakout verbunden wird. Durch die differentielle Signalisierung können die I2C-Signale Entfernungen von bis zu 100ft. erreichen und dabei ihre Signalintegrität beibehalten

Sowas würde ich dann für eine sichere i2c Lösung und ohne viel Aufwand, wahrscheinlich mal testen. Danke für den Link, habe ich so im Netz nicht gefunden

Zufallsfund vor ein paar Monaten als Ich generell bzgl. Qwiic / Gemma-CT / easyC (also steckbares I2C) rumgeschnoebert habe.

Drei verschiedene Namen fuer das gleiche Stecksystem, von, in gleicher Reihenfolge wie oben: Sparkfun, Adafruit, Soldered (.com) (ex: e-Radionica).