Donc, le premier problème sera que vous devrez conduire ce long câble! Un morceau de fil de 1 km de long est simplement une charge importante et la sortie de votre microcontrôleur aura du mal à changer la tension de manière fiable.

Pensez au fait que le fil traverse son environnement comme un condensateur de fil à la terre. Donc, vous avez besoin d'un pilote output puissant.

Vous voulez que cela entraîne une charge de terminaison au niveau du récepteur qui est relativement forte (donc, peut-être, 75 Ω à 120 Ω ou quelque chose).

Vous aurez besoin d'un filtrage approprié au niveau du récepteur pour extraire l'horloge d'origine.

Vous aurez besoin d'un câblage quelque peu blindé, pour ne pas capter 1000 m de réception d'antenne radio.

avec de nombreux nœuds connectés

Cela signifie que ces nombreux nœuds ont besoin de leur propre récepteur. Vous ne pouvez pas mettre un terminateur fort dans chacun d'entre eux (la charge sur le pilote deviendrait énorme), mais si vous ne le faites pas, vous aurez de terribles problèmes avec la qualité du signal à ces nœuds.

Pour moi, on dirait que vous voudriez vraiment construire un bus multipoint ... comme CAN!

Ou, vous voudriez recevoir, régénérer (Schmitt-Trigger?) et renvoyer l'horloge à chaque nœud - en les chaînant au lieu d'utiliser un bus linéaire.

courra jusqu'à 1000 m

Notez également que pour cette longueur, vous voudriez vraiment que le bus CAN fonctionne sur paire torsadée blindée ou coaxial. Le câblage Ethernet est bon marché et peut être acheté sur des bobines.

Compte tenu de votre horloge séparée: vous avez déjà CAN; il est tout à fait douteux que vous ayez besoin d'une ligne d'horloge séparée de 1 kHz le long de cela: vous avez un moyen de communiquer entre les nœuds, d'une manière qui est bien plus précise dans le temps qu'une période de 1 kHz, alors ajoutez simplement un CAN-capable microcontrôleur à chaque nœud, et ajoutez un maître qui leur indique régulièrement combien de cycles de 1 kHz se sont écoulés depuis le dernier message CAN d'horloge - les microcontrôleurs peuvent alors ajuster un compteur interne et générer localement un 1 kHz discipliné centralement.

Cela vous permet d'économiser du câblage et vous donne quelque chose qui fonctionne à distance, si (et seulement si) votre bus CAN fonctionne de manière fiable.

D'autres options incluraient l'ajout d'observateurs d'horloge binaire auto-conçus, qui observent simplement les transmissions de votre maître pour savoir quelle horloge binaire utilise et l'utiliser pour générer localement le 1 kHz.

Un bus de 1000 m de long avec une fonction d'horloge supplémentaire semble être à la limite de ce que vous devriez faire avec un seul bus CAN. Je recommanderais de segmenter ce bus, si cela est faisable sur le plan architectural. (La segmentation ajoute de la complexité, mais elle localise les défauts et facilite souvent le débogage.)

Avec les très faibles débits en bauds qu'un si long bus CAN vous permet d'utiliser, vous pouvez tout aussi bien passer au sans fil et vous débarrasser de tout le câblage. Tout cela est un compromis entre le coût du câblage et le coût du matériel, et limité par la fiabilité dont vous avez besoin (conseil de pro: mettez des chiffres à cela - même un bus filaire n'est pas exempt de bruit, et vous devrez penser à ce qui arrivera à votre système si Les paquets de bus CAN sont interrompus en cours).

Personnellement: je n'essaierais pas de construire mon propre système de bus. Pour les longues distances et le nombre élevé de nœuds, les utilisateurs utilisent des bus de terrain optimisés pour les cas d'utilisation comme PROFIBUS ou EtherCAT, ou simplement: Ethernet simple! Vous pouvez segmenter Ethernet avec des commutateurs Ethernet bon marché, vous pouvez, mais vous n'êtes pas obligé, exécuter des protocoles sans perte comme TCP / IP par-dessus, le câblage avec des connecteurs est très bon marché, il est bien testé.

Ainsi, vos applications semblent coordonner les heures de MCU: c'est certainement plus un travail pour les messages CAN périodiques qu'une horloge à 1 kHz.Si vous avez besoin de précision, vous voudrez peut-être regarder les protocoles Internet comme NTP et réfléchir à la façon de les adapter pour un système CAN (l'astuce est en réalité d'avoir un échange bidirectionnel aller-retour de temps en temps).

Vous devez vraiment réfléchir à ce que vous entendez vraiment par "simultané".

Sur une portée de 1000 mètres, le concept ne s'étend pas jusqu'au régime des sous-ns.Heck, il faudrait une impulsion lumineuse de plus de 3000 ns pour parcourir cette distance, et une impulsion électrique prendrait plus de 5000 ns sur une ligne de transmission idéale.Votre fil non blindé va être encore plus lent que cela à cause des retards R-C créés par le chargement de tous les nœuds en cours de route.

L'utilisation de récepteurs GPS à chaque nœud vous ramènerait au moins à la plage des dizaines de ns.

Avez-vous envisagé d'envoyer une onde sinusoïdale et d'utiliser un comparateur à la réception pour reconstruire une onde carrée?

à 1 km, il ne restera pas beaucoup d'onde carrée car toutes les composantes de fréquence plus élevée seront atténuées par la ligne de transmission

Si vous disposez d'un câblage à paires torsadées, vous pouvez simplement utiliser des émetteurs-récepteurs CAN (attention à la fonction de temporisation) ou des émetteurs-récepteurs RS-485 pour le signal.Ils ajouteront certainement un délai de propagation, mais cela devrait être corrigé.

Eh bien, 1000 m, c'est une distance assez importante qui fournit une capacité et une inductance importantes dans les fils en plus de l'impédance.Si vous appliquez un signal carré de 1 kHz à une extrémité, le signal à l'autre extrémité ne ressemblera pas du tout à une impulsion carrée.

C'est de la physique pure - prenez l'impédance, la capacité, l'inductance du câble par mètre et multipliez par la longueur du câble.

Il existe différentes méthodes pour surmonter une partie du problème, mais cela augmente généralement le coût du projet.

Avez-vous déjà cherché une solution de transmission de signaux par fibre optique?

Il n'est pas trop sensible aux interférences radio, aucun effet d'inductance / capacité et la propagation du signal est proche de 300 000 km / s.Bien sûr, l'atténuation du signal sur une telle distance n'est pas évitable.

Ce signal d'horloge IMO est nécessaire pour tout.Il suffit de diffuser périodiquement un message CAN avec l'horodatage actuel.Il synchronisera les nœuds et sera la source des données d'étalonnage des horloges internes

N'oubliez pas que les nœuds ne seront pas parfaitement synchronisés (même si vous avez votre signal d'horloge) car le signal voyagera entre les nœuds les plus éloignés> 3usek