HALL MULTIPLEXER: 4 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

(Oppdatert 24. mai 2019, fremtidige oppdateringer vil følge)

Hei. Jeg leste på et annet forum, (husker ikke hvilken?), Av denne fyren som søkte etter en smart måte å måle nivået på en eller annen "væske" i en stor (dyp) tank? Problemet for ham var behovet på opptil 40 stk. av sensorer, og hva slags dem? Han spurte om bruk av "HALL-effekt" -sensorer. Dermed var problemet kabelen. Det ville være 40+ potensielle kunder. Dette vekket meg til å tenke på dette! Bare for nysgjerrighet begynte jeg å undersøke oppførselen til dem Halls, (jeg trenger ikke dette direkte, men … når en Nerd som meg snubler over noe slikt, kan du bare ikke la det være). Jeg kom på den åpenbare løsningen å ha en multiplekset skanner.

Så, ALLTID, begynn med et søk etter allerede eksisterende løsninger. Det er +++ av dem både Hall- og multipleksinger av alle slag. Å kombinere disse to. Jeg laget to versjoner av disse.

Den første jeg kaller: "Stand Alone", den andre og den: "Prosessor kontrollert"

Jeg har IKKE laget en PCB av ingen av dem, men (les senere i teksten, hvorfor ikke ennå), bare skjemaer for dem begge og PCB-layout for "Stand Alone". Ikke desto mindre har jeg testet funksjonen til”Stand Alone” på en breakout-enhet.

Trinn 1: Stand Alone Multiplexer

Stå alene.

Her bruker jeg den kjente 4017 tiårstelleren og 555 som en oscillator. Jeg startet med en HALL-enhet med sensoren SS49S, (en breakout) og Mosfets 2N7000.

Jeg har knyttet dem til tech. informasjon om disse som PDF og som BMP -filer på slutten, også PCB -oppsettene

Min "IDEA" var å koble "Kilden" til FET til HALL-sensoren GND for å gi den energi. Og får nå avlesningen av HALLEN når en magnet aktiverer den.

Koble 555 -utgangen 3 til CLK -pinne 14 på 4017 og Q9 (tellingsnummer10) -pinnen 11 til RESET -pinnen 15 på 4017 for å få en kontinuerlig sløyfe av 4017. Koble til Q0 (telle nummer 1) pinne 3 i 4017 for sensor 1 til både FET GATEs for T1 og T1.1 via en motstand, (en motstand er kanskje ikke nødvendig, men sett den der uansett), Den første FET T1 DRAIN kobles til HALL -sensorens GRUNN, og aktiverer den dermed. Så gir "signalet" fra HALLEN "0V" hvis sensoren er godkjent av en magnet. HALL -signalet forbinder til 2. FET T1.1 -KILDE.

DRAIN av FET T1.1 kobles til LED1 Kathod. Anodene til alle lysdioder er bundet sammen og kobles til +5V via en motstand (bare en lysdiode vil lyse om gangen, så bare en motstand er nødvendig)

Jeg har også en BUZZER koblet parallelt med LED #8 og gir dermed alarm på det laveste nivået.

Og voi'la. Lysdioden lyser når en magnet er nær nok sensoren (men IKKE helt slik jeg vil at den skal gjøre)

Det samme gjelder alle sensorene henholdsvis T2 og T2.1, T3 og T3.1 … etc.

Få oscillatoren 555 til å kjøre med noen 10KHz, og "blinking" er ikke merkbar.

*Jeg oppdaterer senere verdiene for RES & CAP for 555 -oscilatoren.*

Jeg får det ikke til å beregne, HVORFOR ?? Det fungerte, men etter en gjentakelse (med noen endringer) i flere titalls ganger stoppet jeg, tok en kaffe, en cig. (Jeg vet, ikke gjør det), og en egen idémyldring.

Gee … jeg leser dem tech.specs, (som å lese bibelen, med stor respekt for det), Resultatene ble tydelige for meg ved å godta”faktaene”. Teknologien. spesifikasjoner. av komponentene er absolutt "riktige", forbindelsene mine er helt ok, så …

MIN FEIL! (Jeg vet at du visste det.)

HALL-sensor SS48E er en ANALOG-sensor.

Med en Vcc +5V og ingen magnetisk flux, er utgangen nøyaktig ½ spenningen 2, 5V. Avhengig av magnetens polaritet når sensoren godkjennes, går utgangen enten mot +5V eller mot GND.

Det var mitt dilemma. Jeg kunne bare ikke få en "klar" +V eller 0V. Jeg har bestilt en annen sensor "3144" som er av "LATCHING" -type med åpen samlerutgang Denne sensoren har en driftsspenning på 4, 5 til 24V. Har ikke fått disse enda, derfor har jeg heller ikke bestilt PCB, må teste disse først.

Jeg er ganske sikker på at noen vil kommentere som: Hvorfor i det hele tatt å multiplexere dette?

Greit nok. Egentlig startet jeg, som beskrevet, denne tingen fra å få ned "ledertallene" til sensorene, og med denne løsningen gjør det ikke så mye. Egentlig begynte jeg med "Prosessor Control", men da jeg kjørte denne veien, snublet jeg også over denne løsningen (husk: Jeg har aldri tenkt å bygge dette til eget bruk, men bare for å interessere ting). Så denne "Stand Alone" er bare en "ting", men det kan gi noen ideer for noen til sine egne bygg.

Så begynte jeg å tenke på om det er "noen" fordeler med å bruke denne løsningen?

Jeg kom på noe: "Hvis sensorene er langt unna kontrollenheten, kan det være problemer med impedansene. Sensorene er av typen" Open Collector ", og med en passende opptrekkmotstand kan du få mer definitive nivåer.. Egentlig laget jeg denne Ible for HALL-sensorene, men du kan bruke hvilken som helst type sensor/bryter.

OPPDATERING: 24. mai, Jeg brukte 47K motstander og en 0.1uF (100nF) cap. Til 555. Har ikke sjekket ut med oscilleren. frekvensen, men ved øyesyn virker det omtrent OK., ingen merkbar "flimring".*

Jeg fikk dem "Latching" Halls. Jeg knytter sammen dem "signaler" (utganger) fra sensorene der ute på linjen. De er også bundet sammen på kretskortet. Du kan gjøre dette fordi de er Open Collector -utganger og bare en av dem aktiveres om gangen.

Går perfekt. Jeg testet den med en Neodyme -magnet, 20x10x3mm i størrelse og INGEN hindringer i veien. I friluften fungerte det bare så, så … fra en avstand på ~ 30 mm. Det fungerte absolutt helt fint med en avstand <25mm.

Nå trenger du en 10P kabel, (10P = 10 ledninger, 1 ledning for hver sensor til låsen, +1 ledning for Vc +5V (felles) og 1 ledning for retursignalet (vanlig). Du kan bruke en 10P "flat -kabel "aka" båndkabel "med matchende IDC-konektorer til ledningen til enhetene.

Du trenger en liten PCB for hver "sensor" -enhet, inkludert "selve" sensoren og IDC-konektoren. Jeg lager et oppsett av dette senere, og oppdaterer det.

VENNLIGST KOMMENTER, for jeg finner ikke noen interresjon i å fortsette dette hvis det ikke forstyrrer noen !!

Trinn 2: Prosessorkontroll

Enheten "Prosessor kontrollert". INGEN TEST er gjort, du kan kalle dette for en I2C -linje. Her bruker jeg en "Attiny 84" prosessor, (enhver kontroller vil gjøre). sammen med 74HC595. "Hovedideen" her er at jeg bare trenger 4 ledninger, (+ to kraftledninger som kan hoppes der ute).

De 4 ledningene er: DATA, CLOCK, STROBE (LATCH), RETURN. Du kan knytte STROBE (LATCH) sammen med CLOCK-linjen i mottakerenden og dermed ha en linje mindre å tegne, men denne løsningen ville få deg til i programmet for å avgjøre noen, for nå er "utgangene" i mottakerenheten vil følge klokken. Dette anbefales IKKE fordi hvis du "daisy-chain" flere mottakerenheter, mister du lett kontrollen i programmet "hvor skal vi?"

Trinn 3: RETURN -banen

RETURN -banen. Fordi "Latching" -sensoren 3144 har en "open collector" -utgang, kan de alle "bindes" sammen og trenger derfor bare en linje.

Ewerys”eksterne enhet” søker etter 8 HALL -senorer. Du kan bruke flere eksterne enheter i et "daisy-chain" -oppsett.

Det anbefales å sette en "dummy-load" til de siste siste enhetene sist (den 8.), sensoren.

Ved å gjøre dette kan du i programmet bekrefte at DATA har kjørt gjennom alle enhetene.

MERK: hvis hovedkontrollenheten er langt borte, trenger du linjedrivere for signalene (jeg har ikke informasjon om disse?).

RETURN-banen kan trenge en ekstern "pull-up" -motstand for å si noen ~ 10-talls Kohms, (prosessoren innebygde Pull-Up-motstanden er ganske "HØY" av impedans og er kanskje ikke god nok her).

Jeg kommer tilbake senere når jeg har fått dem "Latching Halls" og har testet dem.

Etter å ha testet dem, vil jeg gjøre dem til siste PCB-oppsett og oppdatere denne ible. Deretter legger jeg inn en bestilling (for å motta dem tar et par uker), og deretter oppdaterer jeg dette igjen. Jeg skal også lage et program for dette

Trinn 4: Maskinvaren

Jøss.. Jeg glemte nesten løsningen på den mekaniske delen av bruken. Helt ærlig har jeg det bare i hodet. Det går omtrent som dette (jeg har ingen bilder eller scethch av dette):

Du har en flyter, kule, sylinder (å foretrekke) eller….. Til denne flyteren fester du en magnet eller magneter (med en sylindrisk flyter kan du feste flere magneter og dermed få en”overlappende” funksjon).

Det er best å ha flyteren i et”rør” eller på en skinne for å få en konstant avstand til sensorene.

Lag et nytt "rør" (isolert fra væsken), og fest dem der med en avstand fra hverandre.

1. Ved å plassere sensorene med en viss avstand kan du få magneten (e) til å aktivere to (eller flere) sensorer om gangen. På denne måten får du en dobbel "følsomhet".

2. Når du har magneter (flere) som når lengre avstand mellom to sensorer, kan du få dekket en ganske lang avstand. Jeg lager et bilde av forslaget mitt og oppdaterer det senere. Jeg legger ved her oppsettene jeg har for nå, ikke følg dem blindt (som sagt, jeg har dem ikke ennå), og dem teknologiske. data for komponentene. Jeg har ikke en BOM, for jeg hadde alt dette allerede, men alle komponentene er veldig vanlige og lette å få tak i overalt: e-bay, Bangood, Ali, etc.

Vennligst kommenter denne My ible, så jeg får tilbakemelding om jeg er på sporet av noe?

Send meg gjerne spørsmål enten via dette forumet eller direkte til meg: [email protected]