HALL MULTIPLEXER: 4 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

(Atualizado em 24 de maio de 2019, futuras atualizações virão)

Oi. Eu li em outro fórum, (não me lembro qual?), Sobre esse cara que buscava uma maneira inteligente de medir o nível de algum "líquido" em um tanque grande (profundo)? O problema para ele era a necessidade de até 40 unidades. de sensores, e de que tipo? Ele perguntou sobre o uso dos sensores de “efeito HALL”. Portanto, o problema era o cabeamento. Haveria mais de 40 leads. Bem, isso me acordou para pensar sobre isso! Só por curiosidade, comecei a examinar o comportamento daqueles Halls, (não há necessidade direta para mim disso, mas … quando um Nerd como eu tropeça em tal coisa, você simplesmente não pode deixar como está). Eu encontrei a solução óbvia de ter um scanner multiplexado.

Então, SEMPRE, comece com uma busca por soluções já existentes. Existem +++ deles, tanto Hall- quanto multiplexação de todos os tipos. Para combinar esses dois. Fiz duas versões deles.

O primeiro eu chamo de: "Stand Alone", O segundo eu chamo de: "Prosessor Controlado"

Eu NÃO fiz um PCB de nenhum deles AINDA, (leia mais tarde no texto, por que ainda não), apenas esquemas para ambos e layout de PCB para o”Stand Alone”. Nunca menos, eu testei a função do”Stand Alone” em uma unidade break-out.

Etapa 1: Multiplexador autônomo

Estar sozinho.

Aqui estou usando os familiares contador de décadas 4017 e o 555 como um oscilador. Comecei com uma unidade HALL com o sensor SS49S (um breakout) e o 2N7000 de Mosfet.

Eu anexei a tecnologia deles. informações deles como PDF e como arquivos BMP no final, também os layouts de PCB

Minha”IDÉIA” era conectar a “Fonte” do FET ao GND do sensor HALL para energizá-lo. E agora obtendo a leitura do HALL quando um ímã o ativa.

Conectar a saída 3 do 555 ao pino CLK 14 em 4017 e o pino 11 do Q9 (número de contagem 10) ao pino 15 de RESET do 4017 para obter um loop contínuo do 4017. Conecte o pino 3 do Q0 (número de contagem 1) do 4017 para o sensor 1 para ambos os GATEs FET para T1 e T1.1 por meio de um resistor, (um resistor pode não ser necessário, mas coloque-o lá de qualquer maneira), O primeiro FET T1 DRAIN se conecta ao ATERRAMENTO do sensor HALL, ativando-o assim. Então o”sinal” do HALL, dá “0V” se um ímã for aproximado do sensor. O sinal HALL se conecta ao 2º FET T1.1 FONTE.

O DRAIN do FET T1.1 se conecta ao LED1 Kathod. Os Anods de todos os LEDs são amarrados e conectados a + 5V por meio de um resistor (apenas um LED será aceso por vez, portanto, apenas um resistor é necessário)

Eu também tenho um BUZZER conectado paralelo ao LED # 8, dando assim o alarme no nível mais baixo.

E voi'la. O LED acenderá quando um ímã estiver perto o suficiente do sensor (mas NÃO da maneira que eu gostaria)

O mesmo vale para todos os sensores, respectivamente T2 e T2.1, T3 e T3.1 … etc.

Faça o oscilador 555 funcionar com cerca de 10KHz e "piscando" não é perceptível.

* Atualizarei posteriormente os valores dos RES's e CAP do oscilador 555. *

Eu não estou conseguindo computar, POR QUE ?? Meio que funcionou, mas depois de uma iteração, (com algumas mudanças), de dezenas de vezes, parei, tomei um café, um cigarro. (Eu sei, não), e um brainstorm próprio.

Puxa … eu lendo as especificações técnicas, (como ler a Bíblia, com um grande respeito a ela), Os resultados ficaram claros para mim ao aceitar os “fatos”. A tecnologia. especificações. deles os componentes estão absolutamente "corretos", minhas conexões estão todas bem, então …

FOI MAL! (Eu sei que Você sabia disso.)

O sensor HALL SS48E é um sensor ANALÓGICO.

Com um Vcc + 5V e sem fluxo magnético, a saída é exatamente ½ da Tensão 2,5V. Dependendo da polaridade do ímã ao aproximar o sensor, a saída vai para + 5V ou para GND.

Esse foi o meu dilema. Eu simplesmente não consegui obter um + V ou 0V "limpo". Eu encomendei outro sensor "3144" que é um tipo "TRAVADO" com uma saída de coletor aberto. Este sensor tem uma tensão operacional de 4, 5 a 24 V. Ainda não os tenho, é por isso que também não os encomendei PCBs, preciso testá-los primeiro.

Tenho quase certeza de que alguém vai comentar como: "Por que multiplexar isso? Você não pode simplesmente ir em frente e acender os LEDs das entradas do sensor?".

É justo. Na verdade eu, conforme descrito, comecei essa coisa de baixar a contagem de "leads" para os sensores, e com essa solução isso não é muito feito. Na verdade, comecei com o "Controle do Prosessor", mas ao executar esse caminho também tropecei nessa solução (lembre-se: nunca tive a intenção de construir isso para meu próprio uso, mas apenas para o interesse das coisas). Então, esse "Stand Alone" é apenas uma "coisa", mas pode dar algumas idéias para alguém em suas próprias construções.

Então comecei a pensar se há "ALGUNS" benefícios em usar esse tipo de solução?

Eu pensei em algo: "Se os sensores estão muito distantes da unidade de controle, pode haver problemas com as impedâncias deles. Os sensores são do tipo" Open Collector "e com um resistor pull-up adequado, você pode obter níveis mais definitivos Na verdade eu fiz este Ible para os sensores HALL, mas você pode usar qualquer tipo de sensor / switch.

ATUALIZAÇÃO: 24 de maio, Eu usei resistores de 47K e um limite de 0,1uF (100nF) para o 555. Não verifiquei com o oscilador. a frequência, mas à vista parece estar OK., nenhuma "cintilação" perceptível. *

Eu tenho os corredores "trancados". Eu amarrei os "sinais" (saídas) dos sensores lá fora na linha. Todos eles estão amarrados juntos na placa PCB. Você pode fazer isso porque são saídas de coletor aberto e apenas uma delas é ativada por vez.

Funciona perfeitamente. Eu testei com um ímã Neodyme, de tamanho 20x10x3mm e SEM obstáculos no caminho. Ao ar livre funcionou tão, tão… a uma distância de ~ 30 mm. Certamente funcionou perfeitamente bem com uma distância <25 mm.

Agora você precisa de um cabo 10P, (10P = 10leads, 1 cabo para cada sensor para a trava, +1 cabo para o Vc + 5V (comum) e 1 cabo para o sinal de retorno (comum). Você pode usar um 10P "flat -cabo "também conhecido como" cabo de fita "com conectores IDC correspondentes para a ligação das unidades.

Você vai precisar de um pequeno PCB para cada unidade de "sensor", incluindo: o próprio "sensor" e o conector IDC. Vou fazer um layout disso mais tarde e vou atualizá-lo.

POR FAVOR, COMENTEM, porque eu não acho interesse em continuar isso se não interessar a ninguém !!

Etapa 2: Controle do Prosessor

A unidade “Controlada pelo Prosessor”. NENHUM TESTE foi feito AINDA. Você poderia chamar esse tipo de linha I2C. Aqui eu uso um prosessor”Attiny 84”, (qualquer Controlador servirá). junto com o 74HC595. A”ideia principal” aqui é que só preciso de 4 fios, (+ duas linhas de alimentação que podem ser conectadas em ponte).

Os 4 fios são: DATA, CLOCK, STROBE (LATCH), RETURN. Você poderia amarrar o STROBE (LATCH) junto com a linha do CLOCK na extremidade receptora, assim tendo uma linha a menos para desenhar, mas esta solução faria você no programa considerar algumas, porque agora as”saídas” na unidade receptora seguirá o RELÓGIO. Isso NÃO é recomendado porque se você”conectar em cadeia” mais unidades de recepção, você facilmente perderá o controle no programa de”para onde estamos indo?"

Etapa 3: O Caminho de RETORNO

O caminho de RETORNO. Como o sensor 3144 de “travamento” tem uma saída de “coletor aberto”, todos eles podem ser “amarrados” juntos, necessitando de apenas uma linha.

Ewery”unidade remota” verifica para 8 senores HALL. Você pode usar várias unidades remotas em uma configuração de”ligação em cadeia”.

Recomenda-se colocar uma "carga simulada" nas últimas unidades (o oitavo), sensor.

Fazendo isso, você pode confirmar em seu programa se os dados foram executados em todas as unidades.

NOTA: se a unidade de controle principal está longe, você precisa de drivers de linha para os sinais, (eu não tenho informações sobre estes?).

O caminho de RETORNO pode precisar de um resistor externo "pull-up" de, digamos, cerca de ~ 10's de Kohms, (o resistor pull-Up embutido do prosessor é bastante "ALTO" de impedância e talvez não seja bom o suficiente aqui).

Voltarei mais tarde, quando os tiver "Latching Halls" e os tiver testado.

Depois de testá-los, farei os layouts de PCB finais e atualizarei este ible. Em seguida, farei um pedido (para recebê-los leva algumas semanas) e, depois disso, atualizarei novamente. Eu também farei um programa para isso

Etapa 4: O Hardware

Puxa.. eu quase esqueci a solução da parte mecânica do uso. Sinceramente, eu tenho isso só na minha cabeça. É mais ou menos assim (NÃO tenho fotos ou cenas disso):

Você tem um flutuador, bola, cilindro (se preferir), ou….. A este flutuador você anexa um ímã ou ímãs, (com um flutuador cilíndrico você pode anexar vários ímãs, obtendo assim uma função de “sobreposição”).

É melhor ter o flutuador em um “tubo” ou em um trilho para obter uma distância constante dos sensores.

Faça outro “tubo”, (isola do líquido), e aí fixe os sensores com distância um do outro.

1. Colocando os sensores a uma certa distância, você pode acionar o (s) ímã (s) para ativar dois (ou mais) sensores por vez. Dessa forma, você meio que obtém "sensibilidade" dupla.

2. Tendo ímãs (vários) alcançando a distância entre dois sensores, você pode ter uma longa distância percorrida. Vou tirar uma foto da minha sugestão e atualizá-la mais tarde. Anexei aqui os layouts que tenho por enquanto, não os sigo cegamente, (como disse, eu não os tenho, ainda), e sua tecnologia. dados dos componentes. Não tenho um BOM, porque já tinha tudo isso, mas todos os componentes são muito comuns e fáceis de obter em qualquer lugar: e-bay, Bangood, Ali, etc.

Por favor, comente este My ible para obter feedback se estou no caminho de alguma coisa.

Sinta-se à vontade para me enviar perguntas através deste fórum ou diretamente para mim: [email protected]