czujników - RS485 czy I2C?

W dniu 2014-02-16 13:30, Atlantis pisze:

Jasne że tak. Rozumiem, że pytanie jest teoretyczne i nie masz zamiaru robić tego w praktyce. Jeżeli jednak masz zamiar coś takiego zrobić, to musisz jeszcze parę razy temat przemyśleć. bo trzeba mieć do tego dobry powód, a tu akurat nie ma to żadnego uzasadnienia (nawet jak masz pół szuflady zawalone układami SN75176). Popatrz chociażby na parametr Icc. Jeżeli już koniecznie chcesz się upierać przy układach zasilanych z 5V możesz dać po drodze jakieś inwertery/bufory serii LVC/LVX, albo walczyć z dzielnikiem napięcia (od układu 5V do układu 3.3V; w drugą stronę, o ile będzie to kompatybilne z TTL będzie OK, ale jeżeli poziomy będą CMOSowe, to nie zadziała). Tyle, że aby z 5V mieć max 3.3V musisz dać dzielnik 2/3, a to z 2.4V zrobi ... ok. 1,5V. Da się zrobić, żeby to zadziałało, ale to tak trochę bez sensu - trzeba dopasowywać. Będziesz musiał zmienić układ i dzielnik do ustawienia na nowo. Poza tym będzie jeździło ze zmianami temperatury itd... Ewentualnie można zrobić zamiast klasycznego dzielnika ogranicznik (tylko nie z diodą Zenera, albo nie bezpośrednio). Tyle, że w sytuacji, kiedy masz układy zasilane 3.3V nie ma sensu dodawać jeszcze jednego napięcia zasilającego. Da się znaleźć układy

3485 w całkiem dobrej cenie.

Zajrzałbyś do jakiegoś sensownego pdf-a, nawet z elenoty - znajdziesz dokładne wyjaśnienia co i jak.

Pozdrawiam

DD

W dniu 2014-02-16 15:35, Dariusz Dorochowicz pisze:

Hmm... Z całą pewnością nie stosowałbym takiego rozwiązania w finalnej wersji systemu automatyki domowej, z magistralą składającą się z kilkudziesięciu czy kilkuset metrów kabla. Jednak w prostych układach testowych nie powinno to być problemem. Przykłady z "Elektroniki Praktycznej" chyba właśnie tak były zrealizowane - SN75176/MAX485 połączony bezpośrednio z MCU, wspólne zasilanie, końcówki magistrali podciągnięte do VCC i masy. Takie rozwiązane nie sprawdziłoby się w przypadku omawianego wcześniej projektu stacji pogodowej, gdzie mowa o paru czujnikach połączonych krótkim (<10m) odcinkiem kabla?

Mogę zapytać jaki jest podstawowy powód, dla którego twoim zdaniem nie powinienem stosować takich konstrukcji w praktyce? Chodzi przede wszystkim o prostotę czy brak izolacji faktycznie stwarza tak duże zagrożenie uszkodzeniem układu w czasie burzy? Pytam, ponieważ ostatnio ktoś tutaj wspominał, że nie zawsze należy się upierać przy stosowaniu izolacji.

A może jednak chodziło Ci o to, żeby zbytnio nie komplikować sobie życia kwestiami takimi, jak dopasowywanie poziomów logicznych, gdy wystarczy wydać parę zł więcej na lepszego scalaka?

Jeszcze raz zaznaczam, że w dużym projekcie nie pchałbym się na siłę w proste układy (chociaż faktycznie, leży u mnie parę sztuk 75176, nie jest to jednak pół szuflady). Po pierwsze zależałoby mi na jak najmniejszym obciążeniu magistrali odbiornikami, żeby nie wyczerpać szybko limitu i nie zamykać sobie furtki do ewentualnej rozbudowy. No i długa magistrala to całkiem spory kawałek anteny... Jednak kiedy chodzi o połączenie jednego mastera z kilkoma czujnikami znajdującymi się w jego bezpośrednim sąsiedztwie...

Prawdę mówiąc rozwiązanie z diodą Zenera było pierwszym, jakie przyszło mi do głowy, analogicznie do zabezpieczeń linii danych USB. Co byś w takim razie polecał? Drugim moim pomysłem był po prostu bufor z otwartym kolektorem. Oczywiście tutaj już wchodzimy na teren hipotetycznych rozważań, bo w tym przypadku muszę się z Tobą zgodzić. O ile dzielnik napięcia albo ogranicznik na diodzie Zenera nie wprowadza żadnych większych komplikacji do projektu PCB, to scalony bufor już tak, ze względu na konieczność doprowadzenia sygnałów, VCC i masy w konkretne miejsce. Wtedy już lepiej postawić na zintegrowane rozwiązanie.

Zgadzam się w 100%. Czy to jednak oznacza, że MAX485 albo SN75176 nie nadają się dzisiaj do niczego? Może są pewne sytuacje, np. gdybym budował jakieś proste urządzenie wymagające łączności na tej magistrali, a zasilane z 5V? Czy izolacja jest zawsze nieodzowna?

BTW można gdzieś w Polsce dostać te ADM2687E? Podoba mi się ta idea z izolowaną przetwornicą zintegrowaną w układzie. W TME niestety ich nie mają.

Tak właściwie chcąc samodzielnie zrobić izolację zasilania transceivera, mógłbym po prostu wykorzystać układ z MC34063 i jakimś małym trafem?

news:ldqb1c$fd9$ snipped-for-privacy@portraits.wsisiz.edu.pl...

Czyli po stronie procesora poziomy TTL.

To s? parametry po stronie ??cza.

Istnieje. Nigdy nie stosowa?em SN75176. Wygl?da, ?e jest bipolarny - b?dzie mia?

3.8V.

P.G.

news:ldqqv4$3rp$ snipped-for-privacy@portraits.wsisiz.edu.pl...

Zastosowanie 75176 nie oznacza braku izolacji. To dwa osobne tematy.

strony linii.

P.G.

W dniu 2014-02-17 09:47, Piotr Gałka pisze:

Tak, oczywiście. Nie zrozumiałeś mnie. Po prostu zauważyłem, że niektóre projekty wykorzystują ten układ bez jakiejkolwiek izolacji na liniach sygnałowych czy zasilaniu. Ba! Bez transili na liniach sygnałowych! Chociażby tutaj:

Może więc istnieje jakiś wąski zakres zastosowań (np. krótka magistrala) w przypadku którego izolacja nie jest bezwzględnie konieczna?

Tak swoją drogą jak wygląda sprawa izolacji w przypadku magistrali CAN? Mogę zastosować proste połączenie MCP2551 i MCP2515, czy tu również konieczna jest jakaś separacja galwaniczna?

Użytkownik "Atlantis" snipped-for-privacy@wp.pl napisał w wiadomości news:ldtl8n$6c9$ snipped-for-privacy@portraits.wsisiz.edu.pl...

To wszystko to nie profesjonalne rozwiązania tylko projekty hobbystyczne. Takie skojarzenie: Trafiło do mnie ładnych parę lat temu urządzenie z którym producent miał ciągłe problemy - u niego na biurku działało OK, a u ludzi się przegrzewało i przestawało działać. Po wyłączeniu i ostudzeniu znów działało dobrze. Po zajrzeniu do środka logika wskazywała, że jakiś student zrobił mu projekt na zasadzie wzięcia schematów dwu kitów i namalowania ich na jednej płytce. No bo jak inaczej wytłumaczyć obecność dwu (na dokładkę różnych) procesorów w prościutkim urządzeniu (procesory łączyły się między sobę RS232 TTL). Do tego płytka kompletnie nie EMC. Moim zdaniem grzanie się urządzenia było skutkiem a nie przyczyną. Jakieś zakłócenie na liniach sygnałowych powodowało latch-up, co obciążało 7805, który po nagrzaniu obniżał prąd do poziomu ogrniczającego jego temperaturę pewnie gdzieś do 125 st. To wystarczyło aby obudowa (urządzenie niewielkie) był mocno ciepła. VCC było wtedy pewnie około 2V no i nic nie działało.

Przecież pisałem (dla prostego przykładu dwu urządzeń), że jak mają tylko jedno połączenie do uziemienia to jest wszystko OK. Jeśli dowolnie wiele urządzeń będzie miało tylko jedno (albo zero) połączeń do uziemienia to też jest OK. Stosowane są rozwiązania w których masy urządzeń (obudowy to osobny temat - nie muszą być połączone z masą płytek) łączy się z uziemieniem przez rezystory (np 100 om) aby chwilowe różnice między uziemieniami odłożyły się na tych rezystorach a nie na wejściach odbiorników.

Nigdy nie używałem CANa ale wszystko w sensie izolacji będzie tak samo. To nie jest szczególna przypadłość RS485. To dotyczy wszystkich drutów łączących różne urządzenia. P.G.

W dniu 2014-02-16 18:02, Atlantis pisze:

Ale ja nie odnoszę się do izolacji, tylko do mieszania napięć zasilania układów i użycia starożytnych układów o prądzie zasilania jak stąd do Wawy ;)

Bo i pewnie, że nie ma sensu. Sam używam na jednej płytce układy izolowane i nieizolowane w zależności od roli jaką pełnią interfejsy.

O to właśnie. To jest zdecydowanie najważniejszy powód. A "lepszość" scalaczka jest w kilku miejscach - jedno napięcie zasilania, lepsza odporność (nie we wszystkim, ale jednak), mniejszy prąd zasilania, mniejszy prąd do wysterowania, mniejsze obciążenie magistrali. Jak dla mnie którykolwiek byłby wystarczający. A, i jeszcze możesz sobie znaleźć odpowiednio "wolny".

Musisz pamiętać, że izolacja galwaniczna ma za zadanie nie tylko ochronić układ. Zresztą izolacja nie zapewni bezpieczeństwa samego transceivera - i tak w poważnych zastosowaniach daje się *odpowiednie* zabezpieczenia - one są inne dla linii izolowanej i nieizolowanej.

Zdecydowanie LVC/LVX. Przy kłopocie z miejscem to nawet poszukałbym wersji 1G. Pamiętaj, że zabezpieczenie USB to nie jest dioda Zenera i na dodatek jest ona włączona w odpowiedni sposób. Zresztą zenerki nie są optymalizowane do pracy impulsowej - mają całkiem sporą pojemność.

Ale to jest wolne. O ile jednak szybkość będzie OK, to jakiś BCR byłby w porządku.

Do scalaczka w stosunku do zwykłego dzielnika musisz doprowadzić tylko VCC - masę i tak musisz mieć. Dodatkowo przy dzielniku w zasadzie powinno się zrobić taki śmieszny układ z diodą włączającą się po przekroczeniu napięcia, a on też wymaga doprowadzenia napięcia zasilającego (albo innego stabilnego). Albo zenerkę, ale z diodą - jak z zabezpieczeniach USB.

Nie mieszaj 75176 z MAX485 - to zupełnie inne układy w każdej kategorii.

3485 nie zapewnia izolacji galwanicznej - to zwykły 485 zasilany z 3.3V. ADM2483 to jeszcze inna kategoria. MAX1480 jeszcze inna, ale tego to naprawdę nie chcesz.

A po co? Drogie toto, zakłóca... Weź ADM2483 i dodaj byle przetwornicę, np.

jakąś inną, która przypasuje. Jedyny kłopot to 10% tolerancji napięcia na wejściu.

Tylko jakbyś nie miał innego wyjścia.

Pozdrawiam

DD

W dniu 2014-02-17 21:26, Piotr Gałka pisze:

Ok, załóżmy więc następującą sytuację: Mamy magistralę z jedną centralką (masterem) i kilkoma-kilkunastoma slave'ami. Master jest zamknięty w metalowej obudowie, połączonej z przewodem ochronno-neutralnym sieci elektrycznej. Z tą obudową połączony jest także ekran skrętki, na której zbudowana jest magistrala. Układ zasilany jest przez transformator, a jego masa NIE MA elektrycznego połączenia z obudową. Z osobnego uzwojenia transformatora uzyskuje się kilkadziesiąt woltów DC, które przez dwie wolne pary skrętki zasilają niektóre urządzenia na magistrali.

Część slave'ów pobiera więcej prądu i w związku z tym maj swoje własne zasilacze transformatorowe. Ich obudowy nie są jednak połączone z PEN, niekoniecznie zresztą są to obudowy metalowe. Inne urządzenia pobierają niewielką ilość prądu i wystarczy im prąd stały przesyłany po kablu magistrali (jak PoE, napięcie redukowane przetwornicą DC-DC). Te slave'y również nie są zamontowane w metalowych obudowach i nie mają połączenia z PEN.

Ekran skrętki nie ma połączenia z masami poszczególnych slave'ów.

Czy takie założenia są poprawne?

W dniu 2014-02-17 22:23, Dariusz Dorochowicz pisze:

Hmm... Taka przetwornica ma już wbudowane jakieś filtry wejściowe/wyjściowe czy warto tam dać chociażby 10uH z 100nF-1uF po obu stronach?

W dniu 2014-02-18 18:26, Atlantis pisze:

Nie wiem - nie rozbierałem. W dokumentacji części przetwornic jest informacja jak ma to wyglądać łącznie z podaniem wartości - na ile to się stosuje do tych, które tego nie mają - nie wiem. Ja używam takich, które takie informacja podają, np takich:

takich: Pozdrawiam

DD

W dniu 2014-02-18 20:18, Dariusz Dorochowicz pisze:

Dzisiaj udało mi się kupić AM1S-0505SZ. Niestety PDF nie podaje żadnego schematu...

Tutaj widzę projekt z taką przetwornicą:

Mniej więcej to, czego się spodziewałem. Tylko do czego służy rezystor

250 omów na wyjściu?

W dniu 2014-02-18 20:33, Atlantis pisze:

Rezystor jest albo do wstępnego obciążenia (żeby przetwornica nie pracowała bez obciążenia), albo do szybszego rozładowania kondensatorów. Nie ma nigdzie informacji o minimalnym obciążeniu, ale parametry stabilizacji są podane w zakresie 20-100%. Tyle, że 250 omów to 10%. Moim zdaniem pozostawał ładunek po wyłączeniu napięcia.

Pozdrawiam

DD

news:le054u$4p4$ snipped-for-privacy@portraits.wsisiz.edu.pl...

P.G.

Użytkownik "Atlantis" snipped-for-privacy@wp.pl napisał w wiadomości news:le04o8$2o0$ snipped-for-privacy@portraits.wsisiz.edu.pl...

Moim zdaniem brakuje jednej informacji: Jeśli stosuje się drivery bez izolacji to masy poszczególnych, komunikujących się ze sobą płytek muszą być ze sobą połączone.

Przez to połączenie nie mogą przepływać żadne prądy pochodzące z zewnątrz (stąd maksymalnie jedno połączenie do przewodu ochronnego, a najlepiej 0). Jako to połączenie można wykorzystać drut lub parę z kabla. Jeśli urządzenie jest zasilane jak PoE i jest połączone z masą mastera to DC/DC nie musi zawierać izolacji bo i tak masy są połączone.

Ekran kabla nie jest niezbędny. Ekran połączony z uziemioną obudową mastera i nie łączony z elektroniką pełni funkcję ekranu (przedłużenia metalowej obudowy). Można też wykorzystać ekran kabla do połączenia mas płytek (nie łącząc go wtedy z obudową).

Bezpieczeństwo - jeśli któryś ze slave'ów wymaga zasilania sieciowego to uważam, że bez względu na to czy jego obudowa jest metalowa i uziemiona to zasilacz powinien zapewniać wzmocnioną lub podwójną izolację między siecią a płytką. Tak jak przy urządzeniu nie uziemianym, bo nie uziemiamy płytki i wyprowadzamy z niej kable na zewnątrz.

Generalnie uważam, że nie izolowanego RS485 można spokojnie zastosować gdy wszystkie urządzenia są zasilane z jednego wspólnego zasilacza. Gdy zaczynamy kombinować z więcej jak jednym zasilaniem to jest to przesłanka aby się poważnie zastanowić nad izolowanym RS485. P.G.

W dniu 2014-02-19 11:18, Piotr Gałka pisze:

Hmm... Skąd w takim razie wzięło się często powtarzane przeświadczenie, że przy komunikacji linią różnicową należy za wszelką cenę unikać łączenia mas poszczególnych urządzeń?

Oczywiście mówimy i połączeniu mas urządzeń z przewodem ochronnym? Nic nie stoi na przeszkodzie, żeby metalowe obudowy miału połączenie z PEN, o ile tylko są odizolowane od masy płytki? W takiej sytuacji przez obudowę również ekran kabla (o ile występuje) będzie połączony z PEN. A właśnie. W takiej sytuacji tylko jedna obudowa powinna być połączona z PEN, czy też nic nie stoi na przeszkodzie, żeby i inne miały takie połączenie. Jeszcze raz powtarzam, że mówię o sytuacji, kiedy nie ma kontaktu pomiędzy masą urządzenia a obudową.

A co w sytuacji, gdy dodatkowy zasilacz służy tylko do zasilenia układu przekaźników, natomiast sama elektronika wraz z układem RS485 czerpie zasilanie z linii? Pomiędzy dwiema częściami siedzą jakieś transoptory. Wtedy można uznać, że izolacja jest wystarczająca? To samo odnośnie rozwiązania triak + optotriak.

Użytkownik "Atlantis" snipped-for-privacy@wp.pl napisał w wiadomości news:le2pbe$qm0$ snipped-for-privacy@portraits.wsisiz.edu.pl...

Nic nie wiem o takim przekonaniu wynikającym z zastosowania akurat linii różnicowej. Hasło o niełączeniu mas bierze się z założenia, że te masy mogą być połączone z uziemieniem, każda w swoim miejscu (jak nie w danym urządzeniu to może w jakimś podłączonym do niego - jak nie teraz to może kiedyś - użytkownicy zazwyczaj nie zapanują nad tym.

Zmienię wypowiedź. Nie muszą bezwzględnie, ale według mnie lepiej jest dla driverów jak będą.

Jak robię izolowane drivery (udało mi się kiedyś uzyskać pojemność izolacji rzędu 7pF) to między urządzeniami mogą lecieć tylko dwa przewody. W przypadku gwałtownego skoku potencjału masy jednego urządzenia zabezpieczenie driverów poradzi sobie z przeładowaniem tych 3,5pF (dwie izolacje w szereg).

Jeśli drivery nie są izolowane od mas płytek a izolację od PEN mamy w zasilaczach (transformatorach sieciowych) to w razie skoku potencjału jednego z PEN względem drugiego przeładować muszą się znacznie większe pojemności. Jeśli masy będą ze sobą połączone to główny prąd ładowania tych pojemności popłynie przez to połączenie, a nie przez zabezpieczenia driverów. To co piszę to wynik jedynie przemyśleń. Nie wiem, czy nie demonizuję problemu.

Driver RS485 sam z siebie jest solidnym źródłem zakłóceń. Karty katalogowe zazwyczaj podają, że napięcie (A+B)/2 między nadawaniem stanu 1 a stanu 0 może się różnić do 200mV (EMC dopuszcza średnie zakłócenie na poziomie 5mV przy 150kHz i liniowo (w skali logarytmicznej) obniża limit do 1,58mV przy 500kHz, potem do 30MHz już jest na tym poziomie 1,58mV. Jak pracujesz na dość dużej prędkości to te limity mogą być problemem. Ale w praktyce tak dużej różnicy (200mV) raczej drivery nie mają. Znacznie większym źródłem zakłóceń jest to, że zazwyczaj jedna linia przełącza się trochę szybciej niż druga (nie tak, że zawsze A, ale tak, że zawsze ta co idzie akurat w górę). Połącz A z B dwoma jednakowymi rezystorami, włącz nadawanie prostokąta na stałe i podłącz oscyloskop do tego środka (względem masy płytki). Trzeci przewód RS485 (czyli to, co napisałem o połączeniu mas) ma służyć temu aby obwód w którym popłynie prąd wywołany tymi zakłóceniami był mały. Jak te zakłócenia będą się zamykały przez pojemności zasilaczy i przez ziemię to nawet przy prędkościach komunikacji rzędu 19200 można przekroczyć limity emisji.

Jeśli masa jest wyprowadzona na zewnątrz urządzenia i ktoś może w ten sposób jej dotknąć to dochodzimy do kwestii że izolacja izolacji nie równa. Ogólnie bezpieczeństwo urządzeń. Nie czuję się kompetentny aby się w tym temacie wypowiadać. Aby nie mieć z tym do czynienia nie projektuję (dotychczas) nic zasilanego z AC.

Z punktu widzenia elektroniki urządzeń moim zdaniem nic nie stoi na przeszkodzie. Jest jedno ale. Zdarza się podobno (szczególnie w środowisku przemysłowym), że nawet bez burzy między dwoma przyłączeniami PEN może występować kilka Voltów różnicy potencjału i to o niesamowitej wydajności prądowej. Połączenie tych punktów ekranem kabla może spowodować pożar tego kabla.

Tak. Dla poszczególnych kawałków systemu jest mało ważne na jakim potencjale pracuje który kawałek. Ważne jest aby duże prądy wynikające z różnicy potencjałów w poszczególnych punktach uziemienia (statycznie, czy w czasie burzy) nie przepłynęły przez elektronikę. P.G.

Tak jeszcze odnośnie magistrali RS485. Jak już wspominałem potrzebuję rozwiązania, które pozwoli na zastosowanie kilku urządzeń master, mogących inicjować nadawanie w dowolnym momencie. Uświadomiłem sobie, że w przypadku zastosowania skrętki ethernetowej zostaje mi jedna wolna para przewodów (przy założeniu, że jedną wykorzystam w roli właściwego medium transmisyjnego, a dwie posłużą do zasilania, coś a'la PoE).

Czy tą jedną wolną parę dałoby się wykorzystać do sygnalizowania zajętości magistrali? Urządzenie przed rozpoczęciem nadawania sprawdzałoby jej stan. W przypadku stwierdzenia zajętości odczekiwałoby odcinek czasu o losowej długości, a potem sprawdzało ponownie. Po wykryciu zwolnienia linii samo ustawiałoby flagę zajętości, zdejmując ją dopiero po nadaniu całej ramki.

W jaki sposób najlepiej zrealizować takie założenie, działało prawidłowo i było bezpieczne dla elektroniki?

news:le34s8$n4$ snipped-for-privacy@portraits.wsisiz.edu.pl...

P.G.

W dniu 2014-02-20 09:14, Piotr Gałka pisze:

Hmm... To może w takim razie następujące podejście:

1) Licznik ustawiany na określoną wartość w przerwaniu odbiorczym USART-a, a następnie dekrementowany. Procedura rozpoczynająca nadawania ramki z bufora wstrzymuje się z działaniem, dopóki licznik ma wartość różną od zera. W ten sposób jedno urządzenie nie rozpocznie nadawania, jeśli jeszcze przed chwilą odbierało znak. Nadawanie będzie możliwe dopiero w chwilę po zwolnieniu linii. Oczywiście nie chroni mnie to przez kolizją, gdy nadawanie rozpocznę w trakcie odbierania pierwszego znaku (przed wystąpieniem przerwania) albo gdy dwa urządzenia zdecydują się nadawać dokładnie w tym samym momencie. 2) Jeśli jednak dojdzie do takiej sytuacji, w zadanym czasie nie otrzymuję potwierdzenia otrzymania wiadomości, albo dostaję informację o błędnej sumie CRC. W takiej sytuacji urządzenie odczekuje losową chwilę i ponownie próbuje nadawać. Próby są podejmowane do skutku albo do wyczerpania limitu.

Czy takie podejście jest właściwe? Pozwoli mi na w miarę bezproblemową komunikację po magistrali RS485?

Czy od strony elektrycznej nic się nie stanie, jeśli dwie lub więcej stron zacznie jednocześnie wysyłać sygnały na linię różnicową?

Może ktoś już zrealizował coś takiego, jest dostępna odpowiednia biblioteka i nie będę musiał wyważać otwartych drzwi.