ฮอลล์มัลติเพล็กเซอร์: 4 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

(อัปเดตเมื่อ 24 พฤษภาคม 2019 การอัปเดตในอนาคตจะตามมา)

สวัสดี. ฉันอ่านฟอรัมอื่น (จำไม่ได้ว่าอันไหน) ของผู้ชายคนนี้ที่แสวงหาวิธีที่ชาญฉลาดในการวัดระดับของ "ของเหลว" ในถังขนาดใหญ่ (ลึก) ปัญหาสำหรับเขาคือความต้องการมากถึง 40 ชิ้น ของเซ็นเซอร์และชนิดใด? เขาถามเกี่ยวกับการใช้เซ็นเซอร์ "HALL-effect" ดังนั้นปัญหาคือสายเคเบิล จะมีผู้มุ่งหวังมากกว่า 40 ราย ก็มันปลุกฉันให้คิดถึงเรื่องนี้! เพื่อความอยากรู้ ฉันจึงเริ่มตรวจสอบพฤติกรรมของพวกเขา Halls (ไม่จำเป็นสำหรับฉันในเรื่องนี้โดยตรง แต่… เมื่อคนเนิร์ดอย่างฉันสะดุดกับสิ่งนี้ คุณไม่สามารถปล่อยให้มันเป็นไป) ฉันคิดวิธีแก้ปัญหาที่ชัดเจนของการมีเครื่องสแกนมัลติเพล็กซ์

ดังนั้น ALLWAYS เริ่มต้นด้วยการค้นหาโซลูชันที่มีอยู่ทั้งหมด มี +++ ของพวกเขาทั้งฮอลล์และมัลติเพล็กซ์ทุกชนิด เพื่อรวมสองสิ่งนี้เข้าด้วยกัน ฉันทำสองรุ่นนี้

อันที่ 1 ที่ผมเรียกว่า "ยืนอยู่คนเดียว" อันที่ 2 ที่ผมเรียกว่า "อาจารย์ควบคุม"

ฉันยังไม่ได้สร้าง PCB ของทั้งคู่เลย (อ่านในภายหลังในข้อความ ทำไมไม่ทำ) เฉพาะสคีมาสำหรับทั้งคู่และเค้าโครง PCB สำหรับ”Stand Alone” ไม่น้อยไปกว่านั้น ฉันได้ทดสอบการทำงานของ”Stand Alone” กับยูนิตแยกส่วน

ขั้นตอนที่ 1: มัลติเพล็กเซอร์แบบสแตนด์อโลน

ยืนอยู่คนเดียว

ที่นี่ฉันใช้ตัวนับ 4017 ทศวรรษที่คุ้นเคยและ 555 เป็นออสซิลเลเตอร์ ฉันเริ่มต้นด้วย HALL-unit ที่มีเซ็นเซอร์ SS49S (ฝ่าวงล้อม) และ 2N7000 ของ Mosfet

ฉันได้แนบเทค ข้อมูลเหล่านี้ในรูปแบบ PDF และไฟล์ BMP ในตอนท้าย ทั้งหมดดังนั้นเค้าโครง PCB

”IDEA” ของฉันคือการเชื่อมต่อ”แหล่งที่มา” ของ FET กับ HALL-sensor GND เพื่อกระตุ้น และตอนนี้จะได้รับการอ่านออกจากฮอลล์เมื่อแม่เหล็กเปิดใช้งาน

เชื่อมต่อ 555 เอาต์พุต 3 กับ CLK พิน 14 บน 4017 และ Q9 (นับจำนวน 10) พิน 11 กับ RESET พิน 15 ของ 4017 เพื่อให้ได้ลูปต่อเนื่องของ 4017 เชื่อมต่อ Q0 (นับจำนวน 1) พิน 3 ของ 4017 สำหรับเซ็นเซอร์ 1 ถึงทั้ง FET GATE สำหรับ T1 และ T1.1 ผ่านตัวต้านทาน (อาจไม่จำเป็นต้องใช้ตัวต้านทาน แต่ใส่ไว้ที่นั่น)

FET T1 DRAIN ครั้งที่ 1 เชื่อมต่อกับกราวด์ของเซ็นเซอร์ HALL ดังนั้นจึงเปิดใช้งาน จากนั้น "สัญญาณ" จากฮอลล์จะให้ "0V" หากแม่เหล็กอยู่ใกล้เซ็นเซอร์ สัญญาณ HALL เชื่อมต่อกับ FET T1.1 SOURCE ที่ 2

ท่อระบายน้ำของ FET T1.1 เชื่อมต่อกับ LED1 Kathod Anods ของ LED ทั้งหมดถูกเชื่อมโยงเข้าด้วยกันและเชื่อมต่อกับ +5V ผ่านตัวต้านทานหนึ่งตัว (LED เพียงหนึ่งตัวจะติดสว่างในแต่ละครั้ง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีตัวต้านทานเพียงตัวเดียวเท่านั้น)

ฉันยังมี BUZZER ที่เชื่อมต่อขนานกับ LED #8 ดังนั้นจึงส่งสัญญาณเตือนที่ระดับต่ำสุด

และ voi'la ไฟ LED จะสว่างเมื่อแม่เหล็กอยู่ใกล้กับเซ็นเซอร์เพียงพอ (แต่ไม่ใช่แบบที่ฉันต้องการ)

เช่นเดียวกับเซ็นเซอร์ทั้งหมดตามลำดับ T2 & T2.1, T3 & T3.1…เป็นต้น

ทำให้ออสซิลเลเตอร์ 555 ทำงานด้วย 10KHz บางส่วนและ "กะพริบ" จะไม่สังเกตเห็นได้

*ฉันจะอัปเดตในภายหลังเกี่ยวกับค่าของ RES & CAP สำหรับ 555 oscilator*

ฉันไม่ได้รับมันเพื่อคำนวณทำไม?? มันได้ผล แต่หลังจากการทำซ้ำ (มีการเปลี่ยนแปลงบางอย่าง) หลายครั้งฉันก็หยุดดื่มกาแฟและบุหรี่ (ฉันรู้ ไม่นะ) และระดมความคิดของฉันเอง

Gee… ฉันอ่าน tech.specs ของพวกเขา (เช่นการอ่านพระคัมภีร์ด้วยความเคารพอย่างสูง)

ผลลัพธ์ชัดเจนสำหรับฉันโดยการยอมรับ "ข้อเท็จจริง" เทคโนโลยี ข้อมูลจำเพาะ ส่วนประกอบของพวกเขานั้น "ถูกต้อง" อย่างแน่นอน การเชื่อมต่อของฉันก็โอเค ดังนั้น…

ความผิดฉันเอง! (ฉันรู้ว่าเธอรู้)

HALL-sensor SS48E เป็นเซ็นเซอร์ ANALOG

ด้วย Vcc +5V และไม่มีฟลักซ์แม่เหล็ก เอาต์พุตจะเท่ากับ ½ ของแรงดันไฟฟ้า 2, 5V ขึ้นอยู่กับขั้วของแม่เหล็กเมื่อเข้าใกล้เซ็นเซอร์ เอาต์พุตจะไปทาง +5V หรือไปทาง GND

นั่นคือภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกของฉัน ฉันไม่สามารถรับ "ชัดเจน" +V หรือ 0V ฉันได้สั่งซื้อเซ็นเซอร์”3144” อีกตัวซึ่งเป็นประเภท”LATCHING” ที่มีเอาต์พุต Open Collector เซ็นเซอร์นี้มีแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน 4, 5 ถึง 24V ยังไม่ได้ของเลย เลยไม่ได้สั่ง PCB มาเลย ต้องทดสอบก่อน

ฉันค่อนข้างแน่ใจว่าจะมีคนแสดงความคิดเห็นเช่น: "ทำไมต้องมัลติเพล็กซ์นี้เลย คุณช่วยตรงไปข้างหน้าเพื่อจุดไฟ LED ให้พวกเขาจากอินพุตของเซ็นเซอร์ไม่ได้หรือ"

ยุติธรรมพอ อันที่จริงฉันเริ่มสิ่งนี้จากการนับ "ลีด" ให้กับเซ็นเซอร์ตามที่อธิบายไว้ และด้วยวิธีแก้ปัญหานี้ มันไม่ได้ทำอย่างนั้นมากนัก อันที่จริงฉันเริ่มต้นด้วย "Prosessor Control" แต่เมื่อใช้งานเส้นทางนี้ ฉันสะดุดกับวิธีแก้ปัญหานี้ทั้งหมด (โปรดจำไว้ว่า: ฉันไม่เคยตั้งใจที่จะสร้างสิ่งนี้เพื่อการใช้งานของฉันเอง แต่เพียงเพื่อผลประโยชน์ของสิ่งต่าง ๆ) ดังนั้น "Stand Alone" นี้จึงเป็นเพียง "สิ่งของ" แต่อาจให้แนวคิดบางอย่างสำหรับบางคนในการสร้างผลงานของตนเอง

จากนั้นฉันก็เริ่มคิดว่าการใช้โซลูชันประเภทนี้มีประโยชน์ "ใดๆ" หรือไม่

ฉันคิดได้บางอย่าง: "หากเซ็นเซอร์อยู่ห่างจากชุดควบคุม อาจมีปัญหาเกี่ยวกับอิมพีแดนซ์ เซ็นเซอร์เป็นแบบ "Open Collector" และด้วยตัวต้านทานแบบดึงขึ้นที่เหมาะสม คุณจะได้ระดับที่ชัดเจนยิ่งขึ้น อันที่จริงฉันสร้าง Ible นี้สำหรับเซ็นเซอร์ HALL แต่คุณสามารถใช้เซ็นเซอร์/สวิตช์ชนิดใดก็ได้

UPDATE: 24 พ.ค.

ฉันใช้ตัวต้านทาน 47K และแคป 0.1uF (100nF) ถึง 555 ยังไม่ได้ลองใช้ออสซิลโล ความถี่ แต่ด้วยสายตาก็ถือว่าโอเค ไม่มี "ริบหรี่" ที่เห็นได้ชัดเจน*

ฉันได้มัน "Latching" Halls ฉันผูก "สัญญาณ" (เอาต์พุต) ของเซ็นเซอร์ไว้ด้วยกันในบรรทัด พวกเขาทั้งหมดถูกผูกไว้ด้วยกันบนบอร์ด PCB คุณสามารถทำเช่นนี้ได้เนื่องจากเป็นเอาต์พุต Open Collector และเปิดใช้งานครั้งละหนึ่งรายการเท่านั้น

วิ่งได้สมบูรณ์แบบ ฉันทดสอบด้วยแม่เหล็กนีโอไดม์ ขนาด 20x10x3 มม. และไม่มีสิ่งกีดขวางขวางทาง ในอากาศอิสระมันใช้งานได้จริง ดังนั้น… จากระยะ ~30 มม. มันใช้งานได้ดีอย่างแน่นอนกับระยะห่าง < 25 มม.

ตอนนี้คุณต้องใช้สายเคเบิล 10P (10P= 10leads, 1 Lead สำหรับเซ็นเซอร์แต่ละตัวไปยัง Latch, +1 Lead สำหรับ Vc +5V (ทั่วไป) และ 1 สำหรับ Return Signal (ทั่วไป) คุณสามารถใช้ 10P "flat -cable" หรือที่รู้จักในชื่อ "ribbon-cable" พร้อม IDC-conectors ที่เข้าคู่กับการเดินสายไปยังยูนิต

คุณจะต้องมี PCB ขนาดเล็กสำหรับหน่วย "เซ็นเซอร์" แต่ละตัว ซึ่งรวมถึง: "เซ็นเซอร์" เองและคอนเน็กเตอร์ IDC ฉันจะทำเลย์เอาต์นี้ในภายหลังและจะอัปเดต

โปรดแสดงความคิดเห็น เพราะฉันไม่พบว่ามีส่วนได้ส่วนเสียในการดำเนินการนี้ หากไม่เป็นการรบกวนใคร!!

ขั้นตอนที่ 2: การควบคุมโพรเซสเซอร์

หน่วย "ควบคุมศาสตราจารย์" ยังไม่มีการทดสอบ คุณสามารถเรียกประเภทนี้ว่าสาย I2C ที่นี่ฉันใช้อัยการ”Attiny 84” (ผู้ควบคุมจะทำ) ร่วมกับ 74HC595”แนวคิดหลัก” ที่นี่คือฉันต้องการเพียง 4 สาย (+ สายไฟสองเส้นที่สามารถจัมเปอร์ออกได้)

4 สายคือ: DATA, CLOCK, STROBE (LATCH), RETURN คุณสามารถผูก STROBE (LATCH) ร่วมกับ CLOCK-line ในส่วนรับได้ ซึ่งจะทำให้มีเส้นให้วาดน้อยกว่าหนึ่งเส้น แต่วิธีนี้จะทำให้คุณต้องพิจารณาบางอย่างในโปรแกรมในโปรแกรม เพราะตอนนี้”เอาต์พุต” ในหน่วยรับ จะทำตาม CLOCK ไม่แนะนำเพราะถ้าคุณ”daisy-chain” หน่วยรับมากขึ้น คุณจะสูญเสียการควบคุมในโปรแกรมของ” เราจะไปที่ไหน” ได้อย่างง่ายดาย

ขั้นตอนที่ 3: เส้นทางการคืนสินค้า

เส้นทาง RETURN เนื่องจากเซ็นเซอร์ "Latching" 3144 มีเอาต์พุต "open collector" จึงสามารถ "มัด" เข้าด้วยกันทั้งหมดได้ จึงต้องใช้เพียงเส้นเดียว

Ewery”รีโมทยูนิต” สแกนหาเซ็นเซอร์ 8 HALL คุณสามารถใช้ยูนิตระยะไกลหลายตัวในการตั้งค่า”เดซี่เชน”

ขอแนะนำให้วาง "dummy-load" ไว้ที่หน่วยสุดท้าย (ที่ 8) เซ็นเซอร์

การทำเช่นนี้คุณสามารถในโปรแกรมของคุณยืนยันว่า DATA ทำงานผ่านทุกหน่วยแล้ว

หมายเหตุ: หากชุดควบคุมหลักอยู่ไกล คุณต้องใช้ไดรเวอร์สายสำหรับสัญญาณ (ฉันไม่มีข้อมูลเหล่านี้ใช่ไหม)

เส้นทาง RETURN อาจต้องใช้ตัวต้านทาน”ดึงขึ้น” ภายนอกของ Kohms ประมาณ 10 ตัว (ตัวต้านทานแบบดึงขึ้นในตัวของโพรเซสเซอร์นั้นค่อนข้าง”สูง” ของอิมพีแดนซ์และอาจไม่ดีพอที่นี่)

ฉันจะกลับมาอีกครั้งเมื่อได้รับ "Latching Halls" และทดสอบแล้ว

หลังจากทดสอบแล้ว ฉันจะสร้างเค้าโครง PCB ขั้นสุดท้ายและอัปเดต ible นี้ จากนั้นฉันจะสั่งซื้อ (ในการรับสินค้าจะใช้เวลาสองสามสัปดาห์) และหลังจากนั้นฉันจะอัปเดตข้อมูลนี้อีกครั้ง ฉันจะทำโปรแกรมสำหรับสิ่งนี้ทั้งหมด

ขั้นตอนที่ 4: ฮาร์ดแวร์

อุ๊ย.. ฉันเกือบลืมวิธีแก้ปัญหาของส่วนกลไกของการใช้งาน บอกตรงๆ ว่าฉันคิดอยู่ในหัวของฉันเท่านั้น มันเป็นแบบนี้ (ฉันไม่มีรูปหรือ scethch ของสิ่งนี้):

คุณมีทุ่นลอย ลูกบอล ทรงกระบอก (แล้วแต่ชอบ) หรือ ….. สำหรับทุ่นลอยนี้ คุณติดแม่เหล็กหรือแม่เหล็ก (ด้วยทุ่นลอยทรงกระบอก คุณสามารถติดแม่เหล็กได้หลายอัน ดังนั้นจึงได้รับฟังก์ชัน

วิธีที่ดีที่สุดคือให้ลูกลอยอยู่ใน "ท่อ" หรือบนรางเพื่อให้ได้ระยะห่างคงที่กับเซ็นเซอร์

สร้าง "หลอด" อีกอัน (แยกจากของเหลว) และติดเซ็นเซอร์ด้วยระยะห่างจากกัน

1. เมื่อวางเซ็นเซอร์ไว้ในระยะหนึ่ง คุณจะสามารถดึงแม่เหล็กเพื่อเปิดใช้งานเซ็นเซอร์สองตัว (หรือมากกว่า) พร้อมกันได้ วิธีนี้จะทำให้คุณมี "ความรู้สึกไว" เป็นสองเท่า

2. การมีแม่เหล็ก (หลายตัว) เอื้อมถึงระยะห่างระหว่างเซ็นเซอร์สองตัว คุณจึงสามารถครอบคลุมระยะทางได้ค่อนข้างไกล ฉันจะทำรูปภาพของคำแนะนำของฉันและอัปเดตในภายหลัง ฉันแนบเลย์เอาต์ที่ฉันมีอยู่ตอนนี้ ไม่ได้ติดตามโดยสุ่มสี่สุ่มห้า (อย่างที่บอก ฉันยังไม่มี) และพวกเขาก็มีเทคโนโลยี ข้อมูลของส่วนประกอบ ฉันไม่มี BOM เพราะฉันมีสิ่งทั้งหมดนี้พร้อมแล้ว แต่ส่วนประกอบทั้งหมดนั้นธรรมดาและเข้าถึงได้ง่ายจากทุกที่ เช่น e-bay, Bangood, Ali เป็นต้น

กรุณาแสดงความคิดเห็นนี้ ible ของฉันเพื่อที่ฉันจะได้รับคำติชมว่าฉันกำลังติดตามบางสิ่งบางอย่างหรือไม่?

อย่าลังเลที่จะส่งคำถามผ่านทางฟอรัมนี้หรือติดต่อเราโดยตรงที่: [email protected]