ho una linea di comunicazione seriale TTL (da un micro) che devo portare a un pc in qualsiasi modo (232, 422, 485). Mi serve che la scheda sia isolata dal resto del mondo, quindi userei dei fotoaccoppiatori sulla linea e dal lato isolato - lontano dalla scheda nel caso di RS232 - metterei quanto necessario (driver, convertitore, ecc...).
Per alimentare la zona isolata vorrei evitare l'uso di dcdc per motivi di rumore. Ma a parte richiedere un'alimentazione esterna separata, vi sono possibilità di generarla a bordo?
Avevo anche pensato ad un supercap che ogni tanto venisse caricato tramite un relé, ma hanno una resistenza interna nell'ordine di grandezza di quella degli estensimetri.
Certo, se ti puoi permettere, come soldi e spazio, dei Bestcap...
Oppure ti metti una batteria con caricabatteria automatico.
Che comunque non ti va bene, diventerebbe la tua nuova antenna.
Puoi ricavarla dai segnali stessi della seriale (nel caso di RS232). La linea TX assume un livello fisso quando non trasmette e puoi utilizzarla come generatore. Se come protocollo utilizzi due stop-bit, ottieni nella peggiore delle ipotesi un duty-cycle ancora sul 20%. Se non basta, puoi spaziare i caratteri in modo da dar tempo ad un condensatore di caricarsi. E' una tecnica che ho utilizzato con una 4..20 mA in sola trasmissione: burst di caratteri ad alta baud-rate + pausa (carica condensatore a corrente costante).
Nah, il tuo sacchetto di ossa non ti ha detto che Marco sta interfacciando degli estensimetri. Gli ho passato il progetto degli alberi in carbonio, il problema è l'accoppiamento capacitivo.
Ti ricordi che mi dicesti che, se non isolavo galvanicamente ogni gruppo di schedine di acquisizione, facevo una bella antenna?
Lui c'ha un pilastro di cemento armato probabilmente in zona abitata e alimentazione derivata dall'ENEL, altro che una barca a vela in mezzo al mare con le sue batterie...
Oppure un DC-DC che possa essere spento durante l'acquisizione dati, durante la quale il tutto verrà alimentato con un condensatore da 100 mF o giù di lì. Vedi che gli A/D raziometrici consigliatimi da SB vengono bene?
Oppure puoi usare il relé con una decina di supercap da 5,5V 0,1F messi in parallelo e ricaricare ogni tot minuti.
Forse c'entra come i cavoli a merenda, ma mi =E8 venuta in mente un'ideuzza per isolare il micro in situazioni delicate. Il micro stesso =E8 in grado di staccarsi dalla linea quando desidera, godendo di una piccola autonomia data dall'elettrolitico. Tramite l'ingresso A/D si valuta quando =E8 il caso di "rifocillarsi" di energia.
A dire il vero, non ho ancora messo a fuoco del tutto il problema... :-|
[FIDOCAD] MC 95 130 0 1 340 LI 75 150 75 160 SA 75 160 LI 75 160 20 160 MC 20 160 2 0 020 MC 95 85 0 1 340 LI 75 85 75 75 LI 95 105 95 110 LI 95 110 95 130 LI 95 150 95 155 LI 95 155 95 190 LI 95 190 190 190 LI 95 85 95 80 LI 95 80 105 80 LI 105 80 105 180 LI 105 180 190 180 LI 125 110 75 110 LI 75 110 75 105 LI 125 125 75 125 LI 75 125 75 130 MC 55 125 0 0 080 MC 55 110 0 0 080 LI 75 125 65 125 LI 75 110 65 110 LI 55 125 40 125 LI 40 125 40 75 LI 55 110 50 110 LI 50 110 50 160 SA 40 75 SA 75 75 SA 75 110 SA 75 125 SA 50 160 MC 20 75 2 0 010 LI 115 75 20 75 MC 125 90 3 0 420 LI 125 90 125 110 LI 75 160 115 160 MC 125 145 1 0 410 LI 125 125 125 145 LI 135 160 140 160 MC 150 115 0 0 180 TY 155 115 5 3 0 0 0 * "Pila" LI 150 115 150 75 LI 150 125 150 160 LI 135 75 180 75 LI 140 160 180 160 SA 150 75 SA 150 160 RV 180 70 230 165 TY 190 120 5 3 0 0 0 * Scheda micro LI 165 75 165 90 SA 165 75 TY 185 85 5 3 0 0 0 * A/D LI 165 90 175 90 MC 175 90 0 0 074 TY 182 72 5 3 0 0 0 * + TY 182 157 5 3 0 0 0 * - LI 190 180 190 165 LI 190 190 200 190 LI 200 190 200 165
Sei sicuro che i MOS siano sufficienti ad isolarlo dai pericoli dei raggi cosmici [cit., li avevi tirati fuori tu]? Non farebbero un ottimo accoppiamento capacitivo?
Sul progetto originale avevo notato enormi differenze di prestazioni tra il collegarlo al PC e alimentarlo via USB, o isolarlo con un fotoaccoppiatore e alimentarlo con 4 Ni-Cd.
Oppure quando decide di campionare. Tieni conto che quegli A/D ci mettono
100-200 ms (sono 24bit sigma-delta) a campionare e che ci sono 4 ponti estensimetrici da 300 ohm che, a 5 V, si magnano ben 66 mA.
Secondo me dovrebbe usare un fotoaccoppiatore per permettere a un micro "master" di mandare il comando di campionamento alle schedine ed un altro per ricevere i dati.
Prima di mandare il comando, il micro "master" attacca brevemente il relè che carica il condensatore, poi lo stacca e manda il comando.
Si potrebbe usare lo A/D del tiny25 (24, o 44, non so cos'abbia poi scelto) presente sulle schedine per "sentire" quando viene attaccato il relè, ma tanto deve comunque implementare l'input seriale sulle schedine per poter assegnare loro l'indirizzo di rete in modo semplice e senza il programmatore ISP. Certo che, "sentendo l'alimentazione", si risparmierebbe il fotoaccoppiatore dal master alle schedine, ma i rimbalzi del relè e le tolleranze varie non permetterebbero una sincronizzazione perfetta, con conseguente marmellata di dati (il bus che collega le schedine è uno solo).
Recentemente sono apparsi in commercio alcuni isolatori alternativi ai fotoaccoppiatori, basati su accoppiamente capacitivi e induttivi. Alcuni modelli di questi ultimi integrano anche un convertitore dc-dc isolato di piccola potenza. Non penso che generi disturbi fastidiosi, visto che lavora a frequenze molto alte. Prova a cercare un po' nel sito della Analog Devices o della Maxim.
Qui mi sono perso: intendi dire che usando un'alimentazione esterna sulla quale si potrebbero accoppiare disturbi questi potrebbero essere indotti sul lato isolato? Pensavo che tenendo ben lontane le "masse" il problema fosse trascurabile.
Ho peccato di ottimismo? :)
Per partire già da una buona base, a quali parametri dovrei stare attento nella scelta di un DCDC?
Se ho ben capito cosa suggerisci il condensatore starebbe dal lato "isolato" ovvero sulle schedine.
Il prototipo lo faccio con l'84, così non ho problemi di flash / eeprom (visto che dovrò implementare anche una calibrazione) poi scendo di taglia se possibile.
Si, però ci ho ripensato su stanotte e la soluzione in effetti è molto più semplice del previsto. Mi ero perso l'ultima puntata di variazione delle specifiche :)
In realtà la linea seriale sulla scheda master viene usata solo per la calibrazione al banco e per un eventuale debug. Quindi senza stare a farsi tante paturnie è sufficiente scegliere un DCDC con shutdown che rimarrà *sempre* spento durante il funzionamento normale.
Quando c'è bisogno di calibrare si inserisce l'apposito jumper e il master abilita il DCDC. Quando riceve dalla seriale il comando di calibrazione, spegne il DCDC, invita gentilmente i micretti ad acquisire, poi riattiva il DCDC e trasmette il risultato.
A questo punto cade ogni possibile problema di rumore.
Il problema è il collegamento (capacitivo) a terra. Se hai un collegamento a terra può essere indotta una DDP. Il problema non è importante solo durante la calibrazione, come sembri credere, ma durante il funzionamento.
Visto il tuo tipo di applicazione, non so se, invece, tu possa richiedere di avere un collegamento a terra per ogni schedina. Ora vedo di porre la domanda agli altri in modo completo e non nel modo da agente segreto in cui l'hai posta tu.
La calibrazione delle schedine, secondo me, è totalmente inutile , anzi dannosa, in quanto l'elettronica non la richiede, mentre ciò che può variare sono le caratteristiche degli estensimetri. Dato che gli estensimetri lì sono e lì rimarranno, mentre potresti voler cambiare le schedine, e a quel punto dovresti rifare la calibrazione. Se invece numeri i punti di misura e metti la calibrazione dei vari punti nel "master", potrai sostituirle senza dover fare altro.
La misura dovrà essere sincronizzata su tutte le schedine.
Devi spegnere il micro durante la misura, se no ti farà rumore. Devi spegnere anche gli altri micro, se no si faranno rumore l'uno con l'altro.
Quindi la misura dovrà essere comandata da qualcuno, che sia la schedina numero uno o il master.
A proposito di estensimetri: mi raccomando, fanne mettere almeno 3+3 per ogni punto di misura, non costano tantissimo e non si sa mai, fulmini e saette sono sempre in agguato.
Anche la sfiga, se =E8 per questo. Appendo un'idea al buon Bertolazzi: a volte =E8 importante che la calibratura sia "solidale" al sensore (estensimetro) per poter cambiare agevolmente la scheda di interfaccia (micro ecc.). Si pu=F2 affiancare al sensore una EEPROM con i parametri corrispondenti in modo che connettendo la scheda di interfaccia, automaticamente si assumono i parametri relativi.
Lo so. Ma il cliente ha richiesto espressamente questa "calibrazione". In pratica resinano gli estensimetri + schedina sull'oggetto. Poi tramite una pressa applicano una serie di forze note e io leggendo i valori in corrispondenza di ciascun punto devo crearmi un'interpolazione tramite spezzate. E hanno richiesto che questi dati vengano memorizzati nelle schedine e non nel master.
Si certo, questo l'avevo scritto forse in maniera poco chiara ma è esattamente quello che avevo in mente.
Yes.
Anche qui temo di non avere voce in capitolo, però solleverò il problema della calibrazione in opera, praticamente impossibile da eseguirsi.
Giusto, buona idea. Però in caso di guasto verrebbero sostituiti scheda + sensore in quanto annegati entrambi nella resina all'interno di un cilindretto. Comunque chiedo per conferma.
E' quello che dicevo. L'A/D a 24 bit è raziometrico, ovvero utilizza come riferimento le alimentazioni, quindi non c'è nulla da calibrare nell'elettronica.
Non è molto più semplice che detti parametri di calibrazione stiano nel data logger? Tieni anche conto che le schedine che avevo fatto io sono
20x20 mm, Marco è un po' sprecone con lo spazio, ma non credo le sue siano tanto più grandi, e penso anche lui le abbia fatte in SMD, dato che lo A/D è disponibile solo in SMD ed ha bisogno di un ceramico da 1 uF, che non credo sia disponibile TH.
Yes. Sono in effetti stato sprecone perché mi hanno fatto inserire due connettori RJ per connettere il bus di comunicazione e quindi la schedina si è un po' ingrandita.
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