Welches Kabel zur Verlängerung von I2C-devices?

Im BOB-Projekt haben wir einen BME280 der per I2C mit einem komischen Stecker und vor allem viel zu kurzem Kabel angeschlossen wird:

Wie verlängern wir hier das Kabel am besten? Die breadboard-freundlichen Buchsen brauchen wir eigentlich nicht, machen das Ganze nur zu fett und nur ein weiteres langes Flachbandkabel anzuschließen reicht auch nicht, da wir aus der Beute raus und in das wasserfeste Elektronikgehäuse müssen, d.h. am besten Buchsen abknipsen und ein Rundkabel anlöten oder ähnlich wie beim Temperatur-Array mit zwei 4x2 Pfostenfeldverbinder und einer 4x2 Stiftleiste verbinden.

Welches Kabel brauchen wir hier?

Da digitale Signale über die Leitung gehen könnten ungeschirmte Kabel reichen. Wir wollen 50 bis 80 cm überbrücken. Für I2C brauchen wir 4-adrige Kabel.

So dünne Steuerleitungen würde ich gar nicht verwenden, die an einen Stecker oder eine Verschraubung zuverlässig anzuschließen ist denke ich im “Feld” nicht für jeden Laien machbar. Lieber einen etwas größeren Querschnitt nehmen.
Schirmung braucht es denke ich nicht, obwohl wir ja möglichst viel E-Smog von den Bienen fernhalten sollten.

Für derartige Verkabelungen ist ein CAT5 oder CAT7 Netzwerkkabel ganz gut.
Wichtig ist dann nur, dass der Schirm auch auf den Potentialausgleich gelegt wird (GND)
Grundsätzlich gilt aber, je kürzer der Signalweg, desto besser

Dazu hatte ich schon geschrieben und zitiere mich daher mal selbst; mehr siehe dort:

Die maximal spezifizierte Buskapazität von 400 pF ist bei vielen Kabeln schon bei zwei oder drei Metern erreicht. Kein Wunder, denn I²C ist eine board-to-board interconnect bus und eigentliche nur für Längen im Zentimeter-Bereich gedacht. Wenn es darüber funktionieren mag, kann das z.B. bei anderen Temperaturen oder anderer Kabelart, - biegung und -lage schon wieder anders aussehen.

Wen man twisted pair verwenden möchte, gelten folgende Aussagen der Spezifikation:

Zum Abschätzen der Kabelkapazität sei folgener Rechner empfohlen:

https://www.cirris.com/learning-center/calculators/174-cable-capacitance-calculator

(oder auch bei Sengpiel; dort wird die Tiefpaß-Wirkung erklärt; man sieht, warum dann nur noch langsamere Busgeschwindigkeiten klappen und irgendwann gar nichts mehr: Calculation of cable length, cable capacitance C, and cutoff frequency cable attenuation treble loss damping microphone mic cable capacity wires XLR capacity - sengpielaudio Sengpiel Berlin)


Bei der Autonomen Zelle #2 hat @wtf die Wetterhütte (BME280) per 15 Meter Cat 5E und testweise 20m Cat 6 angeschlossen. Die GND guards (bzw. VSS)sind noch nicht so in den pairs, wie es der Standard vorschreibt; man sieht am folgenden Bild, daß es auch nicht immer klappt (jener Graph mit Sprüngen):

3 Likes

diese frage hatten schon andere… das hier ist als beispiel eine moegliche sinnvolle pinbelegung i2c auf rj45 aus dem rpi forum:

thread im rpi forum
inclusive link aufs arduino forum ;)

nicht das es zuwenige metastandards geben wuerde… aber bevor man noch eine weitere variante erfindet - kann man auch eine existierende benutzen. und ich war zufaul ein eigenes bild zu malen :)

4 Likes