HALL MULTIPLEXER: 4 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

(Opdateret 24. maj 2019, fremtidige opdateringer følger)

Hej. Jeg læste på et andet forum (kan jeg ikke huske hvilken?) Af denne fyr, der søgte efter en smart måde at måle niveauet på en eller anden "væske" i en stor (dyb) tank? Problemet for ham var behovet på op til 40 stk. af sensorer, og hvilke slags? Han spurgte om at bruge dem”HALL-effekt” sensorer. Således var problemet kablet. Der ville være 40+ leads. Nå, det vækkede mig til at tænke over dette! Bare for en nysgerrighed begyndte jeg at undersøge opførslen af dem Halls, (jeg har ikke behov for dette direkte, men … når en nørd som mig snubler over sådan noget, kan du bare ikke lade det være). Jeg fandt på den oplagte løsning at have en multiplex scanner.

Så start ALTID med en søgning efter allerede eksisterende løsninger. Der er +++ af dem både Hall- og multipleksinger af enhver art. At kombinere disse to. Jeg lavede to versioner af disse.

Den første kalder jeg: "Stand Alone", den anden og den: "Prosessor kontrolleret"

Jeg har IKKE lavet et PCB af ingen af dem ENDAN (læs senere i teksten, hvorfor ikke endnu), kun skemaer for dem begge og PCB-layout til”Stand Alone”. Ikke desto mindre har jeg testet funktionen af ”Stand Alone” på en break-out-enhed.

Trin 1: Stand Alone Multiplexer

Stå alene.

Her bruger jeg dem velkendte 4017 årtæller og 555 som en oscillator, jeg startede med en HALL-enhed med sensoren SS49S, (en breakout) og Mosfets 2N7000.

Jeg har vedhæftet dem tech. info om disse som PDF og som BMP -filer i slutningen, også PCB -layout

Min "IDEA" var at samle FET's "kilde" til HALL-sensoren GND for at aktivere den. Og får nu aflæsningen af HALLEN, når en magnet aktiverer den.

Tilslutning af 555 output 3 til CLK pin 14 på 4017 og Q9 (count number10) pin 11 til RESET pin 15 i 4017 for at få en kontinuerlig looping af 4017. Tilslut Q0 (count number 1) pin 3 i 4017 for sensor 1 til både FET GATE'er for T1 og T1.1 via en modstand, (en modstand er måske ikke nødvendig, men læg den der alligevel), Det første FET T1 DRAIN tilsluttes HALD -sensorens GRUND og aktiverer det således. Derefter giver”signalet” fra HALLEN”0V”, hvis en magnet er godkendt til sensoren. HALL -signalet forbinder til 2. FET T1.1 -KILDE.

DRAIN af FET T1.1 tilsluttes LED1 Kathod. Anoderne på alle lysdioder er bundet sammen og tilsluttes til +5V via en modstand (kun en LED tændes ad gangen, så der er kun brug for en modstand)

Jeg har også en BUZZER tilsluttet parallelt med LED #8, hvilket giver alarm på det laveste niveau.

Og voi'la. LED'en lyser, når en magnet er tæt nok på sensoren (men IKKE helt som jeg gerne vil have den til at gøre)

Det samme gælder for dem alle henholdsvis T2 & T2.1, T3 & T3.1 … osv.

Få oscillatoren 555 til at køre med nogle 10KHz, og "blink" er ikke mærkbart.

*Jeg opdaterer senere værdierne for RES & CAP for 555 oscilatoren.*

Jeg får det ikke til at beregne, HVORFOR ?? Det fungerede godt, men efter en iteration (med nogle ændringer) i dusinvis af gange stoppede jeg, fik en kaffe, en cig. (Jeg ved, ikke), og en egen brainstorm.

Gee … mig læser dem tech.specs, (som at læse bibelen, med stor respekt for det), Resultaterne blev tydelige for mig ved at acceptere”fakta”. Teknologien. specifikationer. af dem er komponenterne absolut "korrekte", mine forbindelser er i orden, så …

MIN FEJL! (Jeg ved, at du vidste det.)

HALL-sensor SS48E er en ANALOG sensor.

Med en Vcc +5V og ingen magnetisk flux er udgangen nøjagtigt ½ spændingen 2, 5V. Afhængigt af magnetens polaritet, når sensoren godkendes, går udgangen enten mod +5V eller mod GND.

Det var mit dilemma. Jeg kunne bare ikke få en "klar" +V eller 0V. Jeg har bestilt en anden sensor "3144", som er af typen "LATCHING" med en åben kollektorudgang. Denne sensor har en driftsspænding på 4, 5 til 24V. Har ikke fået disse endnu, derfor har jeg heller ikke bestilt dem PCB, skal teste disse først.

Jeg er temmelig sikker på, at nogen vil kommentere som: Hvorfor overhovedet at multiplexere dette?

Fair nok. Faktisk startede jeg, som beskrevet, denne ting fra at komme ned på "lead" -tællingen til sensorerne, og med denne løsning gør det ikke så meget. Faktisk startede jeg med "Prosessor Control", men da jeg kørte denne vej, faldt jeg også over denne løsning (husk: Jeg har aldrig haft til hensigt at bygge dette til mit eget brug, men kun for interrest af ting). Så denne "Stand Alone" er bare en "ting", men det kan give nogle ideer til nogen til deres egne bygninger.

Så begyndte jeg at tænke på, om der er "nogen" fordele ved at bruge denne form for løsning?

Jeg fandt på noget: "Hvis sensorerne er langt fra styreenheden, kan der være problemer med dem impedanser. Sensorerne er af typen" Open Collector "og med en passende pull-up-modstand kan du få mere endelige niveauer.. Faktisk lavede jeg denne Ible til HALL-sensorer, men du kunne bruge enhver slags sensor/switch.

OPDATERING: 24. maj kl.

Jeg brugte 47K modstande og en 0.1uF (100nF) cap. Til 555. Har ikke tjekket ud med oscillen. frekvensen, men ved øjensyn synes det at være OK., ingen mærkbar "flimring".*

Jeg fik dem "låsende" haller. Jeg knyttede dem "signaler" (output) fra sensorerne derude på linjen. De er også bundet sammen på printkortet. Du kan gøre dette, fordi de er Open Collector -udgange, og kun en af dem aktiveres ad gangen.

Kører perfekt. Jeg testede den med en Neodyme -magnet, 20x10x3mm i størrelse og INGEN forhindringer i vejen. I fri luft virkede det bare sådan, så … fra en afstand på ~ 30 mm. Det fungerede bestemt helt fint med en afstand <25 mm.

Nu har du brug for et 10P kabel, (10P = 10 bly, 1 ledning for hver sensor til låsen, +1 ledning til Vc +5V (fælles) og 1 afledning til retursignalet (fælles). Du kan bruge en 10P "flad -kabel "aka" bånd-kabel "med matchende IDC-konektorer til ledningen til enhederne.

Du skal bruge et lille print til hver "sensor" -enhed inklusive: "sensoren" selv og IDC-konektoren. Jeg laver et layout af dette senere og opdaterer det.

KOMMER KOMMENTARER, for jeg finder ikke nogen interesse i at fortsætte med dette, hvis det ikke forstyrrer nogen !!

Trin 2: Prosessorkontrol

Enheden "Prosessor kontrolleret". INGEN TEST er udført endnu. Du kan kalde denne slags for en I2C -linje. Her bruger jeg en”Attiny 84” prosessor, (enhver controller vil gøre). sammen med 74HC595. "Hovedideen" her er, at jeg kun har brug for 4 ledninger, (+ to strømledninger, der kan springes derude).

De 4 ledninger er: DATA, CLOCK, STROBE (LATCH), RETURN. Du kunne binde STROBE (LATCH) sammen med CLOCK-linjen i den modtagende ende og dermed have en linje mindre at tegne, men denne løsning ville få dig til i programmet at overveje nogle, for nu er”output” i den modtagende enhed vil følge uret. Dette anbefales IKKE, for hvis du”daisy-chain” flere modtagende enheder, mister du let kontrollen i programmet”hvor skal vi hen?”

Trin 3: RETURN -stien

RETURN -banen. Fordi”Latching” -sensoren 3144 har en”open collector” -udgang, kan de alle”bindes” sammen og behøver derfor kun en linje.

Ewery”fjernenhed” scanner efter 8 HALL -senorer. Du kan bruge flere eksterne enheder i en "daisy-chain" opsætning.

Det anbefales at sætte en "dummy-load" til de sidste sidste enheders sidste sensor (den 8.).

Når du gør dette, kan du i dit program bekræfte, at DATA'en har kørt gennem alle enheder.

BEMÆRK: hvis hovedkontrolenheden er langt væk, har du brug for line-drivere til signalerne, (jeg har ikke oplysninger om disse?).

RETURN-stien kan have brug for en ekstern "pull-up" -modstand på f.eks. ~ 10'er Kohms, (prosessorens indbyggede Pull-Up-modstand er ganske "HØJ" af impedans og er måske ikke god nok her).

Jeg vender tilbage senere, når jeg har dem "Latching Halls" og har testet dem.

Efter at have testet dem laver jeg dem til sidste PCB-layout og opdaterer denne ible. Derefter afgiver jeg en ordre (for at modtage dem tager et par uger), og derefter opdaterer jeg dette igen. Jeg laver også et program til dette

Trin 4: Hardware

Gee.. Jeg glemte næsten løsningen på den mekaniske del af brugen. Ærligt, jeg har det kun i hovedet. Det går sådan her (jeg har INGEN billeder eller scethch af dette):

Du har en flyder, kugle, cylinder (foretrækker) eller….. Til denne flyder fester du en magnet eller magneter (med en cylindrisk flyder kan du vedhæfte flere magneter og dermed få en”overlappende” funktion).

Det er bedst at have flyderen i et”rør” eller på en skinne for at få en konstant afstand til sensorerne.

Lav et andet”rør”, (isoleret fra væsken), og fastgør dem der med en afstand fra hinanden.

1. Ved at placere sensorer med en bestemt afstand kan du aktivere magneten (e) for at aktivere to (eller flere) sensorer ad gangen. På denne måde får du en dobbelt "følsomhed".

2. Når magneter (flere) når større afstand mellem to sensorer, kan du få tilbagelagt en ganske lang afstand. Jeg laver et billede af mit forslag og opdaterer det senere. Jeg vedhæfter her de layouter, som jeg har for nu, følg dem ikke blindt (som sagt, jeg har dem ikke endnu), og dem tech. data for komponenterne. Jeg har ikke en stykliste, for jeg havde alt det her allerede, men alle komponenterne er meget almindelige og lette at få overalt: e-bay, Bangood, Ali osv.

Kommenter venligst denne My ible, så jeg får feedback om, hvis jeg er på sporet af noget?

Send mig spørgsmål enten via dette forum eller direkte til mig: [email protected]