Ciao! Ho bisogno di isolare una serie di segnali differenziali (422), che naturalmente isolerà dal lato single-ended prima dei driver... ma come fare con l'alimentazione? E' necessario isolare pure quella? (Immagino di sì...)
Poiché poi l'assorbimento è tanto (150 mA + l'efficienza del convertitore), devo anche salire da 2.8V a 6V e la disponibilità di corrente è relativamente limitata (400 mA circa), che schema mi consigliate di usare? Non ho trovato infatti in giro niente di "già pronto" allo scopo...
Chiedo scusa sia a te che a SB, ma mi rendo conto di essermi spiegato uno schifo (ah, la fretta...).
Devo portare dei segnali SPI (più altre cose, per un totale di 7 linee) a 100 metri di distanza. L'intenzione è quella di usare dei driver e ricevitori differenziali, più o meno come indicato qui (tranne per il fatto che l'isolamento sarà sul master):
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Il mio problema è che oltre ai segnali devo portare anche l'alimentazione, poiché il dispositivo remoto non è alimentato.
Considerando di usare AM26LV31E e AM26LV32E (driver e receiver 422 quadrupli), l'assorbimento totale del dispositivo è max 150 mA, ma vista la caduta sul cavo devo portare la tensione a un valore altino (6 o meglio ancora 8V minimo).
Guardando la figura 3 del documento che ho indicato sopra, quello che mi manca è capire se e (soprattutto) come è necessario isolare questa alimentazione da portare a distanza: insomma, da dove viene la VS2_ISO indicata in figura? Pensavo di alzare la tensione a 8V e poi isolare... ma come? Questo è un ambito in cui non mi sono mai cimentato; l'unica volta che ho dovuto isolare un segnale ho usato proprio gli ADM2587, ma in questo caso non penso vadano bene...
Il giorno Thu, 12 Jan 2012 09:54:49 +0100, stinf ha scritto:
Per esperienza diretta ti posso confermare che portare linee SPI lungo percorsi così lunghi è cercare rogne, meglio mettere un Tiny2313 )ad esempio) che ha SPI e UART e gestire una normale comunicazione in RS485 con anche un byte di checksum per la correzione degli errori.
L'eventuale isolamento (potrebbe anche non servire in questo caso) lo gestisci a livello di TXD RXD e DIR.
Per l'alimentazione ti conviene avere un regolatore in fondo, o un convertitore DC-DC se devi optoisolare.
Se l'isolamente lo vuoi fare sul master attenzione anche alle capacità parassite sui cavi, potrebbero dare problemi, soprattutto su segnali critici come la SPI.
Sì, la regolazione sulla scheda è già prevista. Non posso però esagerare con le dimensioni, quindi pensavo a un semplice LDO, ma questo significa anche che più alta è la tensione "di trasporto" e maggiore è lo spreco di potenza. E a monte sono anche piuttosto limitato... ho un regolatore DC-DC switching con output a 2.7V e 800 mA (di cui solo 500 circa disponibili). Questo è il motivo per cui sto cercando qualcosa con tensioni non troppo alte (quindi 7-8V al massimo).
In effetti una cosa del genere sarebbe comoda, se avesse le caratteristiche adatte (in termini di tensione di ingresso e di consumo/efficienza), ma non mi pare di averne trovati...
Il fatto è che il dispositivo "remoto" deve essere di dimensioni ridottissime (al momento è un piastrino 3x2 cm circa, senza isolamento né segnali differenziali, ma con una portata di qualche metro), ed inoltre usa SPI, per cui se dovessi cambiare in RS485 per il "trasporto" dovrei poi riconvertire a bordo, con conseguente aumento dello spazio richiesto e probabilmente anche del costo, senza contare la probabile riduzione del data rate. Inoltre, oltre alla parte SPI devo portare anche clock e interrupt, per cui una struttura con isolatori e segnale differenziale è quasi obbligata.
a
Cosa intendi di preciso? Perché potrebbe non servire? E come potrei gestirlo con TXD, RXD e DIR?
Per convertitore DC-DC intendi uno switching (insomma, un buck che mi riporta la tensione a quella nominale)? E poi c'è una cosa che dici che mi ha fatto accendere la classica campanella... perché dici che serve un DC-DC se devo optoisolare?
parassite
Purtroppo devo fare tutto il possibile per mantenere minime le dimensioni dello slave, per cui devo spostare sul master tutto lo spostabile, se mi è concesso il termine :)
Per quanto riguarda la criticità, a parte il segnale di clock che è a 1 MHz, gli altri sono più lenti, quindi spero che non ci siano grossi problemi...
Il giorno Thu, 12 Jan 2012 16:10:14 +0100, stinf ha scritto:
Dipende da cosa c'è dall'altra parte della SPI, se per esempio c'è un ADC puoi fare una preelaborazione sul Tiny e trasmettere un dato elaborato, chiaro che userai i segnali Clk e Int con quello.
gestisci a
Perchè RS485 è abbastanza robusta e immune ai disturbi, se ci metti un minimo di protocollo master-slave con checksum sei in una botte di ferro. L'optoisolamento potrebbe servire per eliminare anelli di massa e ritorni capacitivi, ma bisogna valutare bene in base a quello che può dare dei problemi di questo tipo. Un circuito di piccole dimensioni, se non ci sono dei ground loop non dovrebbe dare problemi, ma è una valutazione semplicistica fatta senza saprere come stanno le cose.
L'optoisolamento lo metto solo se serve davvero. In un circuito che legge una cella di carico con un convertitore sigma-delta
24bit vicino alla cella uso un sistema simile a quello che ti ho descritto prima. Avevo previsto anche gli opto e il DC-DC isolato poi ho provato senza isolare e il circuitino funzionava bene lo stesso, per cui alla fine non ho optoisolato. Si tratta di collegamenti di 3-4 metri anche se in ambiente rumoroso, per 100 metri si può provare, ma bisogna vedere come si comporta alla fine.
Devi isolare la linea appena dopo il convertitore RS485 (un MAX485 ha appunto quei tre segnali.)
convertitore
Uno DC-DC switching con separazione galvanica, tipo uno di questi:
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Non serve a niente isolare galvanicamente solo i segnali, devi isolare anche la DC.
Un MAX 485 da 8 pin e un Tiny2313 da 20 in smd prendono poco spazio.
Il fatto è che quei segnali devono rigorosamente essere in fase, per cui anche le linee differenziali dovrebbero essere terminate per evitare riflessioni o sfasamenti a distanze del genere. In più non hai caratteri di controlo per poter verificare se hai errori.
Anche il segnale a 1Mhz potrebbe dare problemi in caso di riflessioni, la frequenza è elevata e potrebbe falsare il clk e il conseguente funzionamento dell'ADC.
Mentre nell'altro caso il segnale da 1Mhz lo puoi generare usando l'oscillatore interno del µC.
Insomma prevedo ci possano essere problemi a usare quella strada, ma sei tu che devi decidere.
Dall'altra parte c'è un accelerometro digitale (lo stesso per il quale già altre volte mi hai dato una mano... :)), quindi niente ADC, in senso stretto. Per quanto riguarda il clock, quello viene generato da un oscillatore a bordo della scheda "master", quindi lì non posso farci niente...
gestisci a
di
Il circuito, almeno di base, è veramente minimale (accelerometro, due condensatori e un connettore). Ora però diventerà un po' più grande con l'aggiunta di driver e receiver differenziali e uno o due regolatori... Nel frattempo, però, è vero che RS485 (e a questo punto anche RS422 che userò, almeno a livello fisico, per portare i segnali a distanza) è robusta, però in giro viene sempre suggerito di optoisolarla... vedi anche l'uso di ADM2587 di cui si parlava nell'altro ramo del thread con l'amico Marco.
Beh, io con la situazione attuale, quindi segnali SPI single-ended e circuitino mignon con l'accelerometro, sono arrivato a 20 metri attaccando gli accelerometri su un binario con treni a 170 km/h, e non ho avuto problemi di sorta. Però era anche una misura one-shot (una campagna di misure di una giornata), mentre ora mi serve per un sistema di monitoraggio stabile nel tempo e con distanze in gioco molto maggiori, quindi vorrei andarci un po' più con i piedi di piombo.
Ah, ok... ma resterebbe la questione dell'alimentazione.
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Ecco quello che cercavo!!!! L'altro giorno ho perso due ore sul sito della Texas senza riuscire a trovare questa pagina... non so perché, ma selezionando i DC-DC isolati mi portava a un elenco di DC-DC National che di isolato non avevano neanche l'aspetto... mi sa che allora era un problema del sito... forse...
Ah, beh, intendevi quindi un DC-DC isolato... sono arrivato ad uno stato tale di fusione da aver capito per un attimo che i DC-DC switching fossero intrinsecamente isolati... vabbè...
Questo è vero, ma significherebbe comunque altro firmware, e poi c'è la questione del clock che deve venire dalla master...
Sì, infatti pensavo di terminarle, periò la richiesta di corrente è così elevata.
Questo è vero, ma temo che dovrò farmene una ragione. Magari in una eventuale prossima revisione dell'intero progetto ci farò un pensierino...
No, non posso, deve essere molto preciso (l'oscillatore che uso è 50 ppm). Ho provato in passato a usare l'oscillatore integrato nel micro (un PIC, nel mio caso), ma ho avuto risultati quantomeno discutibili, soprattutto per la pessima stabilità in temperatura.
Vero, ma sinceramente vedo vari problemi anche con le altre strade... insomma, per ora resto dell'idea di seguire questa via.
Dipende dal giro delle masse e del grouding, a volte non è necessario ma per stare dalla parte dei bottoni si tende ad usarla sempre. Ho già raccontato che ad una macchina in Francia hanno cambiato posto mettendola in un altro capannone e la lunghezza dei fili era passata da
20 a + di 700m, probabilmente anche con qualche giunzione. Pur non essendo optoisolata la linea funzionava ancora (a 9600 baud), ma ogni tanto si rompeva il driver MAX485, messo un convertitore isolato non ci sono più stati problemi.
Boh, io sul sito Texas ci sono tutti i giorni, l'ho trovato subito.
Ci sono step-up e step-down non isolati, anzi sono anche più semplici.
Per quello ci sarebbero delle soluzioni,
In questo caso potresti usare un PLL sulla schedina, ti basta un 4046 e un divisore sincrono, il vantaggio è che potrai inviare una frequenza molto più bassa sui fili riducendo i problemi di conseguenza.
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oppure anche una modulazione dei dati con un codice Manchester sulla frequenza di Clk
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Le strade alternative ci sono.
I problemi ci sono sempre, l'esperienza aiuta a vederli prima che si presentino e a valutare quali sono i più grossi.
Il progettista deve sempre decidere valutando i pro e i contro per ogni soluzione, condizionato dai vincoli di tempi e costi.
Io resto dell'idea che sarebbe meglio evitare per i segnali SPI percorsi di centinaia di metri e cercherei di evitarlo in tutti i modi, ma sei tu che hai la situazione chiara, e poi alla fine sei tu che dovrai far funzionare il tutto.
Beh, credo che con quella distanza il problema maggiore sia il modo comune... se la massa "shifta" troppo, supera i limiti e rompe l'integrato...
Non so che dirti, anche io ci passo molto spesso... Guardando meglio ho visto che la pagina che citi tu si trova in un punto diverso da dove cercavo io. Se guardi in Power Management, sotto Switching Regulator, DC/DC converte (Integrated Switch), c'è una sezione "Isolated regulator", che porta qui:
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Ma nessuno di questi mi sembra effettivamente isolato, boh?
Certo...
Direi che non si finisce mai di imparare... :) Il clock che ho è a 1.045 MHz, non facile da ottenere (almeno credo...), perciò ce l'hanno fatto "su misura". Vedrò comunque cosa fare... ma l'idea di svincolarmi dall'oscillatore non mi dispiace.
Già, e io ne ho poca... mentre tu mi stai offrendo la tua in merito ;)
Ecco, in questo momento, per me, meglio non parlare dei tempi... il capo vorrebbe il tutto funzionante entro la prossima settimana, con già la possibilità di avviare una mini-produzione... e ovviamente qualche test, anche di base, vorrei farlo...
Vero, ma chiedo aiuto perché non ho tutta l'esperienza necessaria... :)
Il giorno Fri, 13 Jan 2012 09:08:24 +0100, stinf ha scritto:
Corretto, ma se spostano la macchina senza dirlo e cominciamo a sostituire i pezzi senza capire perchè anzi lamentandosi, poi ti girano...
Ti svincoleresti dall'usare un segnale ad alta frequenza, la stabilità la garantisce il PLL, naturalmente se hai delle degradazioni dovute alle riflessioni sulla linea, il povero PLL non farà miracoli. C'è da dire che se invece di un segnale da 1Mhz trasferisci un segnale da 1Khz, i problemi di crosstalking e riflessione saranno molto inferiri.
Vero, e difatti mi sembra di averti consigliato strade diverse anche l'altra volta, quando i segnali erano di pochi metri.
Io per lo scambio dati tra diverse schede nello stesso chassis sono partito usando un protocollo su UART anche se qui qualcuno voleva usare strade più semplici. Quando però c'e stata l'esigenza di remotare una parte la cosa è stata praticamente indolore, se non avessi seguito la mia idea si doveva rimettere mano pesantemente al progetto hw e sw.
Se tu avessi pensato a strade diverse già la prima volta, adesso sarebbe molto più facile.
Intendiamoci, non ti sto facendo la predica e spero per te che il tuo sistema possa funzionare, però un minimo di approfondimento di tutti gli aspetti più critici aiuta a progettare cose che poi non hanno problemi.
Ti conviene si farlo, perchè se poi hai problemi sul campo è sicuramente peggio, ed è anche più difficile trovare soluzioni adeguate quando hai qualcuno che ti alita sul collo, soprattutto se sono problemi hardware.
Certo, intendevo dire "svincolarmi da *quell'*oscillatore, visto che non si trova abitualmente in commercio e quindi risulta un po' rognoso (anche se adesso ne ho ancora qualche centinaio di pezzi...)
E' vero, ma "la prima volta" non avevamo nessuna intenzione di remotizzare (o remotare...?) l'accelerometro, poi ce l'hanno chiesto e avevamo fretta, quindi abbiamo semplicemente visto cosa succedeva inserendo un cavo. E poiché i risultati erano abbastanza soddisfacenti, abbiamo continuato così...
Su questo sono d'accordissimo. Abitualmente quando devo iniziare qualcosa cerco informazioni a più non posso per farmi una cultura. Poi, inevitabilmente qualcosa rischia sempre di sfuggire, e questo qualcosa, altrettanto inevitabilmente, temo, causa la maggior parte dei guai.
peggio,
Infatti...
:)
In definitiva, il documento che citavo all'inizio del thread promette di far funzionare l'SPI anche ad oltre 100 metri di distanza, e, di contro, l'inserimento di un micro "lato slave" potrebbe richiedere troppo tempo (non sono un firmwarista, anche se in caso di necessità improvviso...). Quindi credo che opterò per la soluzione SPI, con le dovute precauzioni.
In ogni caso, troverete un nuovo thread che illustrerà i risultati :)
Il giorno Fri, 13 Jan 2012 11:25:08 +0100, stinf ha scritto:
Forse sarebbe meglio svincolarsi dall'accelerometro, ci sono quelli per telefonini che gestiscono 3 assi già in uscita digitale.
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Io avrei usato un altro metodo già da lì, comunque siete riusciti a farlo andare lo stesso.
Devil is in the details. Anche se questo è un diverso modo di affrontare il problema, non un dettaglio.
Per implementare un software così io ci metterei qualche ora, ma ho diverse routine già pronte per cui dovrei fare principalmente del C&P, se non hai mai usato protocolli master-slave ti ci vuole senz'altro più tempo.
Non so se farti gli auguri, magari sei scaramantico...
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