MULTIPLEXER DI SALA: 4 Passi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

(Aggiornato il 24 maggio 2019, seguiranno futuri aggiornamenti)

Ciao. Ho letto su un altro forum, (non ricordi quale?), di questo ragazzo che cercava un modo intelligente per misurare il livello di un "liquido" in un grande (profondo) serbatoio? Il problema per lui era quello della necessità fino a 40pz. di sensori, e di che tipo? Ha chiesto di usare quei sensori "effetto HALL". Quindi il problema era il cablaggio. Ci sarebbero più di 40 lead. Bene, questo mi ha svegliato a pensarci! Solo per curiosità ho iniziato ad esaminare il comportamento di loro Halls, (non c'è bisogno diretto per me di questo ma… quando un Nerd come me inciampa in una cosa del genere, non puoi proprio lasciarlo stare). Ho trovato l'ovvia soluzione di avere uno scanner multiplexato.

Quindi, SEMPRE, inizia con una ricerca di soluzioni già esistenti. Ce ne sono +++ sia Hall che multiplexing di ogni tipo. Per combinare questi due. Ne ho fatte due versioni.

Il primo lo chiamo: "Stand Alone", Il secondo lo chiamo: "Controllato dal professore"

NON ho ANCORA realizzato un PCB di nessuno dei due, (leggi più avanti nel testo, perché non ancora), solo schemi per entrambi e layout del PCB per lo "Stand Alone". Tuttavia, ho testato la funzione dello "Stand Alone" su un'unità break-out.

Passaggio 1: multiplexer autonomo

Indipendente, autonomo.

Qui sto usando il familiare contatore di decadi 4017 e il 555 come oscillatore. Ho iniziato con un'unità HALL con il sensore SS49S, (un breakout) e il 2N7000 di Mosfet.

Li ho allegati tech. informazioni di questi come PDF e come file BMP alla fine, anche i layout PCB

La mia "IDEA" era quella di collegare la "sorgente" del FET al GND del sensore HALL per energizzarlo. E ora ottengo la lettura della HALL quando un magnete la attiva.

Collegando l'uscita 3 555 al pin 14 CLK del 4017 e il pin 11 Q9 (numero conteggio 10) al pin 15 RESET del 4017 per ottenere un loop continuo del 4017. Collegare il pin 3 Q0 (numero conteggio 1) del 4017 per il sensore 1 su entrambi i FET GATE per T1 e T1.1 tramite un resistore, (un resistore potrebbe non essere necessario, ma mettilo comunque lì), Il 1° FET T1 DRAIN si collega alla TERRA del sensore HALL, attivandolo. Quindi il "segnale" dalla HALL, dà "0V" se un magnete si avvicina al sensore. Il segnale HALL si connette alla 2'nd FET T1.1 SOURCE.

Lo DRAIN del FET T1.1 si collega a LED1 Kathod. Gli anodi di tutti i LED sono legati insieme e si collegano a +5V tramite un resistore (solo un LED alla volta sarà acceso, quindi è necessario solo un resistore)

Ho anche un BUZZER collegato in parallelo al LED #8 dando così l'allarme al livello più basso.

E voi'la. Il LED si accenderà quando un magnete è abbastanza vicino al sensore (ma NON proprio come vorrei che fosse)

Lo stesso vale per tutti i sensori rispettivamente T2 e T2.1, T3 e T3.1… ecc.

Fai funzionare l'oscillatore 555 con alcuni 10KHz e il "lampeggiante" non è evidente.

*Aggiornerò in seguito sui valori di RES & CAP per l'oscillatore 555.*

Non riesco a calcolarlo, PERCHE'?? In un certo senso ha funzionato, ma dopo un'iterazione, (con alcune modifiche), di dozzine di volte, mi sono fermato, ho preso un caffè, una sigaretta. (Lo so, non lo so) e un mio brainstorming.

Accidenti… io che leggo le specifiche tecniche, (come leggere la Bibbia, con un grande rispetto per essa), I risultati mi sono stati chiari accettando i "fatti". Il tecnico. Specifiche. di questi i componenti sono assolutamente "corretti", i miei collegamenti sono anche a posto, quindi…

COLPA MIA! (So che lo sapevi.)

Il sensore HALL SS48E è un sensore ANALOGICO.

Con un Vcc +5V e nessun flusso magnetico, l'uscita è esattamente ½ della tensione 2, 5V. A seconda della Polarità del magnete quando ci si avvicina al sensore, l'uscita va verso +5V o verso GND.

Questo era il mio dilemma. Non riuscivo proprio a ottenere un "clear" +V o 0V. Ho ordinato un altro sensore "3144" che è di tipo "LATCHING" con un'uscita Open Collector Questo sensore ha una tensione di esercizio da 4,5 a 24V. Non li ho ancora ricevuti, ecco perché non li ho nemmeno ordinati PCB, devo prima testarli.

Sono abbastanza sicuro che qualcuno commenterà come: "Perché multiplexare questo?. Non puoi semplicemente andare avanti per accendere i LED dagli ingressi del sensore?".

Abbastanza giusto. In realtà io, come descritto, ho iniziato questa cosa da per ottenere il conteggio dei "lead" ai sensori, e con questa soluzione non lo fa così tanto. In realtà ho iniziato con il "Controllo del processore" ma durante l'esecuzione di questo percorso mi sono imbattuto anche in questa soluzione (ricorda: non ho mai avuto intenzione di costruirlo per mio uso, ma solo per l'interesse delle cose). Quindi, questo "Stand Alone" è solo una "cosa" ma potrebbe dare alcune idee a qualcuno per le proprie build.

Poi ho iniziato a pensare se ci sono "qualsiasi" vantaggio nell'usare questo tipo di soluzione?

Mi è venuta in mente una cosa: "Se i sensori sono molto distanti dalla centralina, potrebbero esserci problemi con le loro impedenze. I sensori sono di tipo "Open Collector" e con un resistore di pull-up adatto si possono ottenere livelli più definitivi In realtà ho realizzato questo Ible per i sensori HALL, ma potresti usare qualsiasi tipo di sensore/interruttore.

AGGIORNAMENTO: 24 maggio, Ho usato resistori da 47K e un cap da 0.1uF (100nF) al 555. Non ho verificato con l'oscill. la frequenza, ma alla vista sembra OK., nessun "sfarfallio" evidente.*

Le ho prese "Latching" Halls. Ho legato insieme i "segnali" (uscite) dei sensori là fuori sulla linea. Sono anche legati insieme sulla scheda PCB. Puoi farlo perché sono uscite Open Collector e solo una di esse viene attivata alla volta.

Funziona perfettamente. L'ho testato con un magnete al neodimo, di dimensioni 20x10x3mm e senza ostacoli. In aria libera funzionava così, quindi… da una distanza di ~30mm. Certamente ha funzionato perfettamente con una distanza < 25 mm.

Ora ti serve un cavo 10P, (10P= 10fili, 1 cavo per ogni sensore al Latch, +1 cavo per il Vc +5V (comune) e 1 cavo per il segnale di Ritorno (comune). Puoi usare un cavo 10P "piatto -cable" ovvero un "cavo a nastro" con connettori IDC corrispondenti al cablaggio delle unità.

Avrai bisogno di un piccolo PCB per ogni unità "sensore", inclusi: il "sensore" stesso e il connettore IDC. Farò un layout di questo più tardi e lo aggiornerò.

SI PREGA DI COMMENTARE, perché non trovo interesse a continuare questo se non interessa a nessuno!!

Passaggio 2: controllo del procuratore

L'unità "Controllata dal procuratore". NESSUN TEST è stato fatto ANCORA. Potresti chiamare questo tipo di una linea I2C. Qui uso un prosessor "Attiny 84", (qualsiasi Controller andrà bene). insieme al 74HC595. L'"idea principale" qui è che ho solo bisogno di 4 fili (+ due linee di alimentazione che possono essere ponticellate là fuori).

I 4 fili sono: DATA, CLOCK, STROBE (LATCH), RETURN. Potresti legare lo STROBE (LATCH) insieme alla linea CLOCK nella parte ricevente avendo così una linea in meno da disegnare, ma questa soluzione ti farebbe prendere in considerazione nel programma, perché ora le "uscite" nell'unità ricevente seguirà l'OROLOGIO. Questo NON è consigliato perché se si "collegano a margherita" più unità riceventi si perde facilmente il controllo nel programma di "dove stiamo andando?"

Passaggio 3: il percorso di RITORNO

Il percorso di RITORNO. Poiché il sensore”Latching” 3144 ha un'uscita”open collector”, possono essere tutti”legati” insieme necessitando quindi di una sola linea.

L'"unità remota" di Ewery esegue la scansione di 8 sensori HALL. È possibile utilizzare più unità remote in una configurazione "daisy-chain".

Si consiglia di mettere un "carico fittizio" sull'ultima unità (l'ottavo), sensore.

In questo modo puoi nel tuo programma confermare che i DATI hanno attraversato tutte le unità.

NOTA: se l'unità di controllo principale è lontana, sono necessari line-driver per i segnali, (non ho informazioni per questi?).

Il percorso RETURN potrebbe aver bisogno di un resistore esterno "pull-up" di circa 10 's di Kohms, (il resistore pull-up integrato nel prosessor ha un'impedenza abbastanza "ALTA" e forse non è abbastanza buono qui).

Tornerò più tardi quando le avrò "Latching Halls" e le avrò testate.

Dopo averli testati, realizzerò i layout PCB finali e aggiornerò questo ible. Quindi effettuerò un ordine (per riceverli ci vogliono un paio di settimane) e successivamente lo aggiornerò di nuovo. Farò anche un programma per questo

Passaggio 4: l'hardware

Caspita.. ho quasi dimenticato la soluzione della parte meccanica dell'utilizzo. Sinceramente ce l'ho solo in testa. Fa qualcosa del genere, (non ho foto o scethch di questo):

Hai un galleggiante, una pallina, un cilindro (da preferire), oppure….. A questo galleggiante attacchi un magnete o dei magneti, (con un galleggiante cilindrico puoi attaccare più magneti, ottenendo così una funzione di “sovrapposizione”).

È meglio avere il galleggiante in un "tubo" o su un binario per raggiungere una distanza costante dai sensori.

Crea un altro "tubo", (isola dal liquido), e lì collega i sensori a una distanza l'uno dall'altro.

1. Posizionando i sensori ad una certa distanza è possibile ottenere il/i magnete/i per attivare due (o più) sensori alla volta. In questo modo si ottiene una doppia "sensibilità".

2. Avendo dei magneti (diversi) che raggiungono la distanza tra due sensori, si può coprire una distanza piuttosto lunga. Farò una foto del mio suggerimento e lo aggiornerò in seguito. Allego qui i layout che ho per ora, non seguirli alla cieca, (come detto, non li ho ancora), e quelli tech. dati dei componenti. Non ho una distinta base, perché avevo già tutte queste cose, ma tutti i componenti sono molto comuni e facili da trovare ovunque: e-bay, Bangood, Ali, ecc.

Si prega di commentare questo My ible in modo da ottenere un feedback se sono sulla traccia di qualcosa?

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