Quindi, il primo problema sarà che devi guidare quel lungo cavo! Un pezzo di cavo lungo 1 km è semplicemente un grande carico e l'uscita del tuo microcontrollore avrà difficoltà a cambiare la tensione in modo affidabile.

Pensa al fatto che il filo attraversa il suo ambiente come un condensatore di filo a terra. Quindi, hai bisogno di un forte driver output.

Vuoi che guidi un carico di terminazione sul ricevitore che è relativamente forte (quindi, forse, da 75 Ω a 120 Ω o qualcosa del genere).

Avrai bisogno di un filtro appropriato sul ricevitore per estrarre l'orologio originale.

Ti servirà un cavo in qualche modo schermato, per non ricevere 1000 m di ricezione dell'antenna radio.

con molti nodi ad esso collegati

Ciò significa che questi molti nodi necessitano del proprio ricevitore. Non è possibile inserire un terminatore forte in ognuno di questi (il carico sul driver diventerebbe enorme), ma se non lo fai, avrai problemi terribili con la qualità del segnale a questi nodi.

Per me, sembra che tu voglia davvero costruire un bus multi-drop ... come CAN!

Oppure, vorresti ricevere, rigenerare (Schmitt-Trigger?) e inviare nuovamente il clock a ogni nodo, collegandoli a margherita invece di utilizzare un bus lineare.

correrà fino a 1000 m

Uh, questo è davvero al limite di ciò che CAN supporta ancora, a velocità di trasmissione ridicolmente basse (e non tutti i dispositivi supportano la velocità CAN più bassa, IIRC; controllalo prima di investire male!)

Nota anche che per quella lunghezza, vorresti davvero che il bus CAN funzioni su doppino schermato o coassiale. Il cablaggio Ethernet è economico e può essere acquistato su bobine.

Considerando il tuo orologio separato: hai già CAN; è abbastanza discutibile che tu abbia bisogno di una linea di clock a 1 kHz separata lungo quella: hai un modo per comunicare tra i nodi, in un modo che è molto più accurato nel tempo rispetto a un periodo di 1 kHz, quindi aggiungi semplicemente un CAN compatibile microcontrollore a ciascun nodo e aggiungere un master che dice loro regolarmente quanti cicli di 1 kHz sono passati dall'ultimo messaggio CAN di clock: i microcontrollori possono quindi regolare un contatore interno e generare localmente 1 kHz disciplinato centralmente.

Questo ti fa risparmiare cavi e ti offre qualcosa che funziona da remoto, se (e solo se) il tuo bus CAN funziona in modo affidabile.

Altre opzioni includono l'aggiunta di osservatori bit-clock progettati autonomamente, che osservano semplicemente le trasmissioni dal tuo master per apprendere quale bit clock utilizza e per utilizzarlo per generare localmente 1 kHz.

Un bus lungo 1000 m con funzionalità di clock aggiuntive sembra essere al limite di ciò che dovresti fare con un singolo bus CAN. Consiglierei di segmentare quel bus, se architettonicamente fattibile. (La segmentazione aggiunge complessità, ma localizza gli errori e rende le cose più facili da eseguire il debug, spesso.)

Alla velocità di trasmissione molto bassa che un bus CAN così lungo ti consente di utilizzare, potresti anche andare in modalità wireless e sbarazzarti di tutti i cavi. È tutto un compromesso tra i costi di cablaggio e hardware e limitato dall'affidabilità di cui hai bisogno (suggerimento: in realtà metti i numeri a questo - anche un bus cablato non è privo di rumore e dovrai pensare a cosa succede al tuo sistema se I pacchetti CAN bus vengono interrotti in corso).

Personalmente: non proverei a costruire il mio sistema di bus. Per lunghe distanze, con un numero elevato di nodi, le persone utilizzano bus di campo ottimizzati per casi d'uso come PROFIBUS o EtherCAT, o semplicemente: Plain Ethernet! Puoi segmentare Ethernet con switch Ethernet economici, puoi, ma non devi, eseguire protocolli a prova di perdita come TCP / IP su di esso, il cablaggio con connettori è super economico, è ben testato.

Quindi, le tue applicazioni sembrano coordinare i tempi dell'MCU: questo è decisamente più un lavoro per i messaggi CAN periodici che per un clock da 1 kHz.Se hai bisogno di accuratezza, potresti voler guardare i protocolli Internet come NTP e pensare a come adattarli per un sistema CAN (il trucco è solo avere uno scambio bidirezionale di misurazione di andata e ritorno di tanto in tanto).

Devi davvero pensare bene a cosa intendi veramente per "simultaneo".

Su una campata di 1000 metri, il concetto non si estende fino al regime sub-ns.Diamine, ci vorrebbe un impulso di luce superiore a 3000 ns per percorrere quella distanza, e un impulso elettrico impiegherebbe più di 5000 ns su una linea di trasmissione ideale.Il tuo cavo non schermato sarà ancora più lento di quello a causa dei ritardi R-C creati dal caricamento di tutti i nodi lungo il percorso.

L'uso di ricevitori GPS in ogni nodo ti porterebbe almeno a un intervallo di decine di ns.

Hai considerato l'invio di un'onda sinusoidale e l'utilizzo di un comparatore all'estremità ricevente per ricostruire un'onda quadra?

a 1 km, non rimarrà molto di un'onda quadra poiché tutte le componenti a frequenza più alta saranno attenuate a causa della linea di trasmissione

Se è disponibile un cablaggio a doppino intrecciato, è possibile utilizzare semplicemente ricetrasmettitori CAN (attenzione alla funzione di timeout) o ricetrasmettitori RS-485 per il segnale.Certianamente aggiungeranno un certo ritardo di propagazione, ma dovrebbe essere corretto.

Bene, 1000 m è una distanza che fornisce una capacità e un'induttanza significative nei fili oltre all'impedenza.Se applichi un segnale quadrato da 1 kHz a un'estremità, il segnale all'altra estremità non sembrerà affatto un impulso quadrato.

È pura fisica: prendi l'impedenza, la capacità, l'induttanza del cavo per metro e moltiplicale per la lunghezza del cavo.

Esistono vari metodi per superare parte del problema, ma di solito aumenta il costo del progetto.

Hai mai studiato una soluzione per la trasmissione del segnale in fibra ottica?

Non è troppo sensibile alle interferenze radio, non ha effetti di induttanza / capacità e la propagazione del segnale è vicina a 300.000 km / sec.Ovviamente l'attenuazione del segnale su tale distanza non è evitabile.

Questo segnale di clock IMO è necessario per qualsiasi cosa.Trasmetti periodicamente un messaggio CAN con il timestamp corrente.Sincronizzerà i nodi e sarà la fonte dei dati di calibrazione degli orologi interni

Ricorda che i nodi non saranno perfettamente sincronizzati (anche se hai il tuo segnale di clock) poiché il segnale viaggerà tra i nodi più lontani> 3usek