HALL-MULTIPLEXER - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

(Aktualisiert am 24. Mai 2019, zukünftige Updates folgen)

Hi. Ich habe in einem anderen Forum gelesen (ich kann mich nicht erinnern an welches?) von diesem Typen, der nach einer intelligenten Möglichkeit suchte, den Füllstand einer "Flüssigkeit" in einem großen (tiefen) Tank zu messen? Das Problem für ihn war der Bedarf von bis zu 40 Stück. Sensoren, und welche? Er fragte nach der Verwendung von „HALL-Effekt“-Sensoren. Das Problem war also die Kabelführung. Es wären 40+ Leads. Nun, das hat mich geweckt, um darüber nachzudenken! Nur aus Neugier habe ich angefangen, das Verhalten der Hallen zu untersuchen (kein direktes Bedürfnis für mich, aber… wenn ein Nerd wie ich über so etwas stolpert, kann man es einfach nicht lassen). Ich habe die offensichtliche Lösung gefunden, einen Multiplex-Scanner zu haben.

Beginnen Sie also IMMER mit der Suche nach bereits vorhandenen Lösungen. Es gibt +++ davon sowohl Hall- als auch Multiplexings aller Art. Um diese beiden zu kombinieren. Davon habe ich zwei Versionen gemacht.

Das erste nenne ich das: „Stand Alone“, Das zweite nenne ich das: „Prosessor Controlled“

Ich habe NOCH KEINE PCB von beiden gemacht (lesen Sie später im Text, warum noch nicht), nur Schemata für beide und PCB-Layout für das”Stand Alone”. Trotzdem habe ich die Funktion des „Stand Alone“an einer Break-Out-Einheit getestet.

Schritt 1: Eigenständiger Multiplexer

Eigenständige.

Hier verwende ich den bekannten 4017 Dekadenzähler und den 555 als Oszillator Ich habe mit einer HALL-Einheit mit dem Sensor SS49S (ein Breakout) und Mosfets 2N7000 angefangen.

Ich habe sie techn. Infos dazu als PDF und als BMP-Dateien am Ende, sowie die PCB-Layouts

Meine „IDEE“war es, die „Source“des FET mit dem HALL-Sensor GND zu verbinden, um ihn mit Energie zu versorgen. Und jetzt das Auslesen der HALL, wenn ein Magnet sie aktiviert.

Verbinden Sie den 555-Ausgang 3 mit CLK-Pin 14 am 4017 und den Q9 (Zählnummer 10) Pin 11 mit dem RESET-Pin 15 des 4017, um eine kontinuierliche Schleife des 4017 zu erreichen. Verbinden Sie den Q0 (Zählnummer 1) Pin 3 des 4017 für Sensor 1 zu beiden FET GATEs für T1 und T1.1 über einen Widerstand, (ein Widerstand wird möglicherweise nicht benötigt, aber legen Sie ihn trotzdem dort hin), Der 1. FET T1 DRAIN verbindet sich mit dem GROUND des HALL-Sensors und aktiviert ihn somit. Dann gibt das”Signal” von der HALLE”0V” aus, wenn ein Magnet an den Sensor genähert wird. Das HALL-Signal wird mit dem 2. FET T1.1 SOURCE verbunden.

Der DRAIN des FET T1.1 ist mit LED1 Kathod verbunden. Die Anoden aller LEDs sind miteinander verbunden und über einen Widerstand mit +5V verbunden (es wird immer nur eine LED aufleuchten, daher wird nur ein Widerstand benötigt)

Außerdem habe ich parallel zur LED #8 einen SUMMER angeschlossen, der auf niedrigster Stufe Alarm gibt.

Und voi'la. Die LED leuchtet, wenn ein Magnet nahe genug am Sensor ist (aber NICHT ganz so, wie ich es gerne hätte)

Gleiches gilt für alle Sensoren bzw. T2 & T2.1, T3 & T3.1… etc.

Lassen Sie den Oszillator 555 mit einigen 10KHz laufen und "Blinken" ist nicht wahrnehmbar.

*Ich werde später die Werte der RES & CAP für den 555-Oszillator aktualisieren.*

Ich bekomme es nicht zu berechnen, WARUM? Es hat irgendwie funktioniert, aber nach einer Wiederholung (mit einigen Änderungen) von Dutzenden von Malen hielt ich an, trank einen Kaffee, eine Zigarette. (Ich weiß, tue es nicht) und ein eigenes Brainstorming.

Gee… ich lese die technischen Spezifikationen (wie das Lesen der Bibel, mit hohem Respekt vor ihr), Die Ergebnisse wurden mir klar, indem ich die „Fakten“akzeptierte. Die techn. Spezifikationen. davon sind die Komponenten absolut”richtig”, meine Anschlüsse sind auch in Ordnung, also…

MEIN FEHLER! (Ich weiß, dass du das wusstest.)

Der HALL-Sensor SS48E ist ein ANALOG-Sensor.

Bei einer Vcc +5V und ohne magnetischen Fluss beträgt der Ausgang genau die Hälfte der Spannung 2, 5V. Je nach Polarität des Magneten bei Annäherung an den Sensor geht der Ausgang entweder in Richtung +5V oder in Richtung GND.

Das war mein Dilemma. Ich konnte einfach kein "klares" +V oder 0V bekommen. Ich habe einen anderen Sensor "3144" bestellt, der vom Typ "LATCHING" mit einem Open Collector-Ausgang ist. Dieser Sensor hat eine Betriebsspannung von 4, 5 bis 24 V. Habe diese noch nicht, deshalb habe ich auch keine PCBs bestellt, muss diese zuerst testen.

Ich bin mir ziemlich sicher, dass jemand kommentieren wird wie: "Warum sollte man das überhaupt multiplexen?. Können Sie nicht einfach die LEDs von den Eingängen des Sensors anzünden?".

Meinetwegen. Eigentlich habe ich, wie beschrieben, mit dieser Sache angefangen, um die Anzahl der "Leads" zu den Sensoren zu ermitteln, und mit dieser Lösung tut es das nicht so sehr. Eigentlich habe ich mit der "Prosessor Control" angefangen, aber bei diesem Weg bin ich auch über diese Lösung gestolpert (man beachte: Ich hatte nie die Absicht, dies für meinen eigenen Gebrauch zu bauen, sondern nur für das Interesse der Dinge). Dieses "Stand Alone" ist also nur ein "Ding", aber es kann jemandem einige Ideen für seine eigenen Builds geben.

Dann begann ich zu überlegen, ob es "IRGENDWELCHE" Vorteile gibt, diese Art von Lösung zu verwenden?

Ich habe mir etwas einfallen lassen: "Wenn die Sensoren weit von der Steuereinheit entfernt sind, kann es zu Impedanzproblemen kommen. Die Sensoren sind vom Typ "Open Collector" und mit einem geeigneten Pull-up-Widerstand können Sie definitivere Pegel erzielen Eigentlich habe ich dieses Ible für die HALL-Sensoren gemacht, aber Sie können einfach jeden Sensor/Schalter verwenden.

AKTUALISIERUNG: 24. Mai

Ich habe 47K-Widerstände und eine 0,1uF (100nF)-Kappe für den 555 verwendet. Habe nicht mit der Oszillation nachgesehen. die Frequenz, aber optisch scheint sie in Ordnung zu sein, kein auffälliges "Flackern".*

Ich habe sie "Latching" Halls. Ich habe sie "Signale" (Ausgänge) der Sensoren da draußen auf der Leitung zusammengebunden. Sie sind auch auf der Leiterplatte zusammengebunden. Dies ist möglich, da es sich um Open Collector-Ausgänge handelt und nur einer von ihnen gleichzeitig aktiviert ist.

Läuft perfekt. Getestet habe ich es mit einem Neodyme-Magneten, 20x10x3mm groß und KEINE Hindernisse im Weg. In der freien Luft funktionierte es einfach so, so… aus einer Entfernung von ~30mm. Mit einem Abstand < 25 mm hat es auf jeden Fall absolut gut funktioniert.

Jetzt brauchen Sie ein 10P Kabel (10P= 10ads, 1 Leitung für jeden Sensor zum Latch, +1 Leitung für die Vc +5V (gemeinsam) und 1 Leitung für das Rücksignal (gemeinsam). Sie können ein 10P "flach" verwenden -cable" aka "Ribbon-Cable" mit passenden IDC-Anschlüssen zur Verkabelung der Geräte.

Sie benötigen eine kleine Platine für jede "Sensor"-Einheit, einschließlich: dem "Sensor" selbst und dem IDC-Anschluss. Ich werde später ein Layout davon machen und es aktualisieren.

BITTE KOMMENTIEREN, denn ich finde kein Interesse daran weiterzumachen, wenn es niemanden interessiert!!

Schritt 2: Prozessorsteuerung

Die Einheit „Prosessor Controlled“. Es wurde NOCH KEIN TEST gemacht. Man könnte diese Art einer I2C-Leitung nennen. Hier verwende ich einen”Attiny 84”-Prosessor (jeder Controller wird es tun). zusammen mit dem 74HC595. Die „Hauptidee“hier ist, dass ich nur 4 Drähte benötige (+ zwei Stromleitungen, die dort überbrückt werden können).

Die 4 Drähte sind: DATA, CLOCK, STROBE (LATCH), RETURN. Sie könnten das STROBE (LATCH) mit der CLOCK-Linie am Empfängerende zusammenbinden und haben so eine Linie weniger zu zeichnen, aber diese Lösung würde Sie dazu bringen, im Programm einige zu berücksichtigen, da jetzt die "Ausgänge" in der Empfängereinheit folgt der UHR. Dies wird NICHT empfohlen, denn wenn Sie mehr Empfangseinheiten „verketten“, verlieren Sie leicht die Kontrolle über das Programm „Wohin gehen wir?“.

Schritt 3: Der RÜCKKEHR-Pfad

Der RETURN-Pfad. Da der „Latching“-Sensor 3144 über einen „Open Collector“-Ausgang verfügt, können sie alle „aneinandergebunden“werden und benötigen somit nur eine Leitung.

Ewery”Remote Unit” sucht nach 8 HALL-Sensoren. Sie können mehrere Remote-Einheiten in einem „Daisy-Chain“-Setup verwenden.

Es wird empfohlen, eine "Dummy-Load" auf die allerletzten Einheiten (die 8.) des Sensors zu legen.

Damit können Sie in Ihrem Programm bestätigen, dass die DATEN alle Einheiten durchlaufen haben.

HINWEIS: Wenn die Hauptsteuereinheit weit entfernt ist, benötigen Sie Line-Treiber für die Signale (ich habe keine Informationen darüber?).

Der RETURN-Pfad benötigt möglicherweise einen externen "Pull-Up"-Widerstand von etwa 10 Kohms (der eingebaute Pull-Up-Widerstand des Prozessors hat eine ziemlich "HOCH" Impedanz und ist hier möglicherweise nicht gut genug).

Ich komme später wieder, wenn ich sie „Latching Halls“habe und getestet habe.

Nachdem ich sie getestet habe, werde ich ihnen endgültige PCB-Layouts erstellen und diese ible aktualisieren. Dann gebe ich eine Bestellung auf (die Zustellung dauert ein paar Wochen), und danach aktualisiere ich dies wieder. Ich werde auch ein Programm dazu machen

Schritt 4: Die Hardware

Gee.. Die Lösung des mechanischen Teils der Verwendung habe ich fast vergessen. Ehrlich gesagt habe ich es nur im Kopf. Es geht ungefähr so (ich habe KEINE Bilder oder Skizzen davon):

Sie haben einen Schwimmer, eine Kugel, einen Zylinder (bevorzugt) oder ….. An diesen Schwimmer befestigen Sie einen Magneten oder Magnete (bei einem zylindrischen Schwimmer können Sie mehrere Magnete anbringen, wodurch eine „überlappende“Funktion entsteht).

Am besten ist es, den Schwimmer in einem „Rohr“oder auf einer Schiene zu haben, um einen konstanten Abstand zu den Sensoren zu erreichen.

Machen Sie ein weiteres „Rohr“, (isoliert von der Flüssigkeit) und befestigen Sie dort Sensoren mit Abstand voneinander.

1. Indem Sie die Sensoren in einem bestimmten Abstand platzieren, können Sie den/die Magneten aktivieren, um zwei (oder mehr) Sensoren gleichzeitig zu aktivieren. Auf diese Weise erhalten Sie eine doppelte "Sensibilität".

2. Wenn Magnete (mehrere) über den Abstand zwischen zwei Sensoren reichen, können Sie eine ziemlich lange Strecke zurücklegen. Ich mache ein Bild von meinem Vorschlag und aktualisiere ihn später. Ich hänge hier die Layouts an, die ich jetzt habe, folge ihnen nicht blind (wie gesagt, ich habe sie noch nicht), und sie techn. Daten der Komponenten. Ich habe keine Stückliste, weil ich all das Zeug schon hatte, aber alle Komponenten sind sehr verbreitet und fast überall leicht zu bekommen: e-bay, Bangood, Ali usw.

Bitte kommentieren Sie dieses My ible, damit ich Feedback bekomme, wenn ich etwas auf der Spur bin.

Fühlen Sie sich frei, mir Fragen zu senden, entweder über dieses Forum oder direkt an mich: [email protected]