اطلاعیه

Collapse
No announcement yet.

خواندن ورودی های با ولتاژ بالا توسط میکروکنترلر STM32

Collapse
X
 
  • فیلتر
  • زمان
  • Show
Clear All
new posts

    خواندن ورودی های با ولتاژ بالا توسط میکروکنترلر STM32

    با سلام

    من با میکرو STM32f103RE کار می کنم. در این پروژه باید ورودی های دیجیتال و آنالوگ با سطح ولتاژ 8 تا 32 ولت ،با جریان حداکثر 1A توسط میکرو خوانده شده و ذخیره شوند. با توجه به اینکه ورودی های میکرو فقط تا ولتاژ 3.3 را می توانند تحمل کنند و ضمن اینکه جریان بالایی را نیز نمی توانند تحمل کنند، بهترین راه کاری که بتوان جریان و ولتاژ این ورودی ها را به حد تحمل ورودی های میکرو رساند چیست؟

    با تشکر

    #2
    پاسخ : خواندن ورودی های با ولتاژ بالا توسط میکروکنترلر STM32

    نوشته اصلی توسط fatemehjml
    با سلام

    من با میکرو STM32f103RE کار می کنم. در این پروژه باید ورودی های دیجیتال و آنالوگ با سطح ولتاژ 8 تا 32 ولت ،با جریان حداکثر 1A توسط میکرو خوانده شده و ذخیره شوند. با توجه به اینکه ورودی های میکرو فقط تا ولتاژ 3.3 را می توانند تحمل کنند و ضمن اینکه جریان بالایی را نیز نمی توانند تحمل کنند، بهترین راه کاری که بتوان جریان و ولتاژ این ورودی ها را به حد تحمل ورودی های میکرو رساند چیست؟

    با تشکر
    سلام. بهترین راهی که سراغ دارم؛ استفاده از اپتوکوپلر آنالوگ هست که با توجه به جریان عبوری از سمت فرستنده ی داخلی اپتوکوپلر، میزان هدایت گیرنده ی داخلی(اپتو ترانزیستور) تغییر میکنه.

    دیدگاه


      #3
      پاسخ : خواندن ورودی های با ولتاژ بالا توسط میکروکنترلر STM32

      سلام
      من نفهمیدم دقیقا شما چی دارین!؟
      چقدر دقت براتون مهمه؟ از چه محیطی میاد؟ اصلا چی رو می خوایین باهاش بخونین؟ سنسوره یا ....

      دیدگاه


        #4
        پاسخ : خواندن ورودی های با ولتاژ بالا توسط میکروکنترلر STM32

        نوشته اصلی توسط شاهرخ مستقیمی
        سلام. بهترین راهی که سراغ دارم؛ استفاده از اپتوکوپلر آنالوگ هست که با توجه به جریان عبوری از سمت فرستنده ی داخلی اپتوکوپلر، میزان هدایت گیرنده ی داخلی(اپتو ترانزیستور) تغییر میکنه.
        امکانش هست یه نمونه معرفی کنید؟ اپتوکوپلرهای آنالوگ با این اپتوکوپلرهای معمولی فرق می کنه؟

        قراره تو این پروژه مقدار آنالوگ یکی از سنسورهای یه دستگاه بسته بندی به همراه وضعیت چند تا از کلیدهاش توی یه دیتالاگر ذخیره بشه. خروجی سنسور می تونه از 0 تا 30 ولت باشه، خروجی کلیدها هم همین طور. دقتش خیلی مهمه.محیطش هم صنعتی و پرنویزه.

        دیدگاه


          #5
          پاسخ : خواندن ورودی های با ولتاژ بالا توسط میکروکنترلر STM32

          نوشته اصلی توسط fatemehjml
          امکانش هست یه نمونه معرفی کنید؟ اپتوکوپلرهای آنالوگ با این اپتوکوپلرهای معمولی فرق می کنه؟

          قراره تو این پروژه مقدار آنالوگ یکی از سنسورهای یه دستگاه بسته بندی به همراه وضعیت چند تا از کلیدهاش توی یه دیتالاگر ذخیره بشه. خروجی سنسور می تونه از 0 تا 30 ولت باشه، خروجی کلیدها هم همین طور. دقتش خیلی مهمه.محیطش هم صنعتی و پرنویزه.
          این لینک رو یه نگاهی بندازین.

          ساخت کنترل فاز با avr

          دقتش بستگی داره به دقت ADC شما و اینکه چقدر دقت مد نظرتون دارین؟ در حد میلی ولت یا میکرو ولت یا...

          دیدگاه


            #6
            پاسخ : خواندن ورودی های با ولتاژ بالا توسط میکروکنترلر STM32

            من هم به همین مشکل برخوردم نیازدارم تا ولتاژ های 0 تا 10 ولت و 10+ و 10- را با STM بخونم. مشکل اینجاست که این ولتاژ ها به صورت انالوگ هستند و برای تبدیل اون ها به مقدار 0 تا 3.3 ولت جهت خواندن با ADC میکرو سطح ولتاژی رو تبدیل کنم چه راه حل هایی به نظر دوستان میرسه؟
            گویند سنگ لعل شود در مقام صبر اری شود ولی به خون جگر شود
            همیشه آخر همه چیز خوبه، اگر هم هنوز خوب نشده پس هنوز آخرش نشده(چارلی چاپلین)

            دیدگاه


              #7
              پاسخ : خواندن ورودی های با ولتاژ بالا توسط میکروکنترلر STM32

              نوشته اصلی توسط amin20107 نمایش پست ها
              من هم به همین مشکل برخوردم نیازدارم تا ولتاژ های 0 تا 10 ولت و 10+ و 10- را با STM بخونم. مشکل اینجاست که این ولتاژ ها به صورت انالوگ هستند و برای تبدیل اون ها به مقدار 0 تا 3.3 ولت جهت خواندن با ADC میکرو سطح ولتاژی رو تبدیل کنم چه راه حل هایی به نظر دوستان میرسه؟
              Op-Amp?

              مشکلی با Op-Amp دارید؟

              دیدگاه


                #8
                پاسخ : خواندن ورودی های با ولتاژ بالا توسط میکروکنترلر STM32

                سلام دوستان برا ورودی آنالوگ از شماتیک بالایی و برا ورودی دیجیتال از شماتیک پایینی می تونید استفاده کنید که سیگنال ورودی از 8 تا 38 ولت رو جواب می ده البته حالت منطقی دیجیتال تو شماتیک پایینی reverse شده ولی می تونید با برنامه نویسی درستش کنید که کاری هم نداره نکته ای که هست تعویض نکردن شکل موج تو حالت آنالوگ و نداشتن اختلاف فاز با ورودیه و...
                البته در قسمت منبع تغذیه برای شماتیک دیجیتال از ولتاژ 3.3 ولت استفاده کنید که فراموش کردم روی طرح پیاده کنم.
                و زمین منبع تغذیه ها رو با زمین سیگنال ورودی یکی کنید.
                جدیدترین ویرایش توسط mohamad hg; ۰۱:۳۳ ۱۳۹۸/۰۳/۱۴.

                دیدگاه


                  #9
                  پاسخ : خواندن ورودی های با ولتاژ بالا توسط میکروکنترلر STM32

                  بله اما برای اطمینان بیشتر ترجیح بر این است که ایزولاسیون سیگنال هم انجام بشه. در مواردی توی application note های تگزاس اومده که اپ امپ هایی که دارای ورودی j-fet هستند مثل LF411 مقاومت ورودی بالایی در حد 12^10 هستند می تونند تا اندازه ای ایزولاسیون رو ایجاد کنند خواستم بدونم دوستان راه حل مناسب تری سراغ ندارند؟

                  دلیل: ادغام دو پست برای جلوگیری از اسپم

                  نوشته اصلی توسط mohamad hg نمایش پست ها
                  سلام دوستان برا ورودی آنالوگ از شماتیک بالایی و برا ورودی دیجیتال از شماتیک پایینی می تونید استفاده کنید که سیگنال ورودی از 8 تا 38 ولت رو جواب می ده البته حالت منطقی دیجیتال تو شماتیک پایینی reverse شده ولی می تونید با برنامه نویسی درستش کنید که کاری هم نداره نکته ای که هست تعویض نکردن شکل موج تو حالت آنالوگ و نداشتن اختلاف فاز با ورودیه و...
                  البته در قسمت منبع تغذیه برای شماتیک دیجیتال از ولتاژ 3.3 ولت استفاده کنید که فراموش کردم روی طرح پیاده کنم.
                  و زمین منبع تغذیه ها رو با زمین سیگنال ورودی یکی کنید.
                  با تشکر از زحمتتون از انجایی که این مقادیری که من قصد خوندشون رو دارم در واقع خروجی های سنسورهای صنعتی بسیار گران قیمت هستند استفاده از مقاومت و تقسیم مقاومتی و... باعث افت ولتاژ بر روی مقاومت ها شده و در داده های نهایی تاثیر خواهند گذاشت.
                  گویند سنگ لعل شود در مقام صبر اری شود ولی به خون جگر شود
                  همیشه آخر همه چیز خوبه، اگر هم هنوز خوب نشده پس هنوز آخرش نشده(چارلی چاپلین)

                  دیدگاه


                    #10
                    پاسخ : خواندن ورودی های با ولتاژ بالا توسط میکروکنترلر STM32

                    چرا از آرایش ولتاژ فالور در اوپ امپ ها استفاده نمیکنی؟ بعد و از اوپ آمپ هر بلایی خاستی سرش بیار این مدل J-fet ها هم خوبن. یه سری اوپ امپ های خطی هم هست ولی دقتشون رو نمیدونم. بعلاوه اینکه ولتاژ منفی هم داری...

                    دیدگاه


                      #11
                      پاسخ : خواندن ورودی های با ولتاژ بالا توسط میکروکنترلر STM32

                      نوشته اصلی توسط amin20107 نمایش پست ها
                      بله اما برای اطمینان بیشتر ترجیح بر این است که ایزولاسیون سیگنال هم انجام بشه. در مواردی توی application note های تگزاس اومده که اپ امپ هایی که دارای ورودی j-fet هستند مثل LF411 مقاومت ورودی بالایی در حد 12^10 هستند می تونند تا اندازه ای ایزولاسیون رو ایجاد کنند خواستم بدونم دوستان راه حل مناسب تری سراغ ندارند؟
                      با تشکر از زحمتتون از انجایی که این مقادیری که من قصد خوندشون رو دارم در واقع خروجی های سنسورهای صنعتی بسیار گران قیمت هستند استفاده از مقاومت و تقسیم مقاومتی و... باعث افت ولتاژ بر روی مقاومت ها شده و در داده های نهایی تاثیر خواهند گذاشت.
                      با سلام
                      همین آپ امپهای سری TL هم فت اینپوت هستن و مقاومت ورودی بالا دارن. اما وجود مقاومت بالا به معنی ایجاد ایزولاسیون نیست. مفهوم ایزولاسیون در اصل جدا بودن گراندهای دو طرف هست. مقاومت بالا تنها میتونه میزان جریان کشی از سیگنال رو کم کنه که اونهم اگه سیگنال قابلیت جریان دهی مناسبی داشته باشه تقر یبا اهمیتی نخواهد داشت.
                      استفاده از مقاومت و تقسیم مقاومتی یه روش استاندارد و مزسوم هست و اگه مقاومتها با توجه به مشخصات سیگنال ورودی درست انتخاب بشن مشکلی ایجاد نمیکنه. ضمنا دست طراح برای استفاده از بافر، قبل یا بعد از تقسیم مقاومتی هم باز هست.
                      توجه داشته باشین که شما هر چه در طراحی و انتخاب قطعات دقت و حساسیت به خرج بدین باز هم در نهایت وقتی سیستم جمع شد باید حتما کل سیستم رو با هم کالیبره کنین و برای مقادیر خونده شده ضریب داشته باشین. پس حساسیت در طراحی و قطعات تا اونجا خوبه که رفتار خطی سیگنال حفظ بشه و بیش از اون فقط افزایش هزینه و زمان هست.

                      دلیل: ادغام دو پست برای جلوگیری از اسپم

                      برای ایزولاسیون من معمولا از ADC سریال و اکسترنال استفاده میکنم که با سه تا کوپلر ایزوله میشن و البته تغذیه ها هم باید جدا باشن.
                      در سرعتهای پائین از اپتوکوپلر و در سرعتهای بالا از آراف ایزولاتورهای سری ADUM استفاده میکنم.
                      کمترین توقع از یک فرد تحصیلکرده، دانستن املای صحیح کلمات است.

                      دیدگاه


                        #12
                        پاسخ : خواندن ورودی های با ولتاژ بالا توسط میکروکنترلر STM32

                        نوشته اصلی توسط amin20107 نمایش پست ها
                        بله اما برای اطمینان بیشتر ترجیح بر این است که ایزولاسیون سیگنال هم انجام بشه. در مواردی توی application note های تگزاس اومده که اپ امپ هایی که دارای ورودی j-fet هستند مثل LF411 مقاومت ورودی بالایی در حد 12^10 هستند می تونند تا اندازه ای ایزولاسیون رو ایجاد کنند خواستم بدونم دوستان راه حل مناسب تری سراغ ندارند؟

                        دلیل: ادغام دو پست برای جلوگیری از اسپم


                        با تشکر از زحمتتون از انجایی که این مقادیری که من قصد خوندشون رو دارم در واقع خروجی های سنسورهای صنعتی بسیار گران قیمت هستند استفاده از مقاومت و تقسیم مقاومتی و... باعث افت ولتاژ بر روی مقاومت ها شده و در داده های نهایی تاثیر خواهند گذاشت.
                        سلام امین جان کاری بود که از دستم بر می اومد موفق باشید
                        جدیدترین ویرایش توسط mohamad hg; ۱۳:۴۶ ۱۳۹۸/۰۳/۱۸.

                        دیدگاه


                          #13
                          پاسخ : خواندن ورودی های با ولتاژ بالا توسط میکروکنترلر STM32

                          نوشته اصلی توسط نو رسیده نمایش پست ها
                          با سلام
                          همین آپ امپهای سری TL هم فت اینپوت هستن و مقاومت ورودی بالا دارن. اما وجود مقاومت بالا به معنی ایجاد ایزولاسیون نیست. مفهوم ایزولاسیون در اصل جدا بودن گراندهای دو طرف هست. مقاومت بالا تنها میتونه میزان جریان کشی از سیگنال رو کم کنه که اونهم اگه سیگنال قابلیت جریان دهی مناسبی داشته باشه تقر یبا اهمیتی نخواهد داشت.
                          استفاده از مقاومت و تقسیم مقاومتی یه روش استاندارد و مزسوم هست و اگه مقاومتها با توجه به مشخصات سیگنال ورودی درست انتخاب بشن مشکلی ایجاد نمیکنه. ضمنا دست طراح برای استفاده از بافر، قبل یا بعد از تقسیم مقاومتی هم باز هست.
                          توجه داشته باشین که شما هر چه در طراحی و انتخاب قطعات دقت و حساسیت به خرج بدین باز هم در نهایت وقتی سیستم جمع شد باید حتما کل سیستم رو با هم کالیبره کنین و برای مقادیر خونده شده ضریب داشته باشین. پس حساسیت در طراحی و قطعات تا اونجا خوبه که رفتار خطی سیگنال حفظ بشه و بیش از اون فقط افزایش هزینه و زمان هست.

                          دلیل: ادغام دو پست برای جلوگیری از اسپم

                          برای ایزولاسیون من معمولا از ADC سریال و اکسترنال استفاده میکنم که با سه تا کوپلر ایزوله میشن و البته تغذیه ها هم باید جدا باشن.
                          در سرعتهای پائین از اپتوکوپلر و در سرعتهای بالا از آراف ایزولاتورهای سری ADUM استفاده میکنم.
                          بله یقینا یکی از پاسخ های مناسب همین هست که شما می فرمایید یعنی ابتدا سیگنال را با استفاده از ای سی های ADC دیجیتال کنیم و سپس با استفاده از اپتوکوپلر سیگنال دیچیتال رو ایزوله کنیم. من دیروز رو کاملا برای یافتن پاسخ این سوال قرار دادم و یک سری نتایج هم بدست اوردم که جهت اطلاع دوستان در ادامه قرار میدم
                          1- استفاده از ای سی های ADC جدید که علاوه بر تبدیل داده از فرم آنالوگ به دیجیتال سیگنال رو هم ایزوله می کنه و با استفاده از I2C داده رو برای پردازنده ارسال می کنه(کم هزینه ترین روش)
                          2- یک نمونه ای سی هایی یافت شد که از طریق ایزولاسیون مغناطیسی از طریق دو عدد ترانسفورماتور دقیق در داخل یک پکیج ای سی اقدام به ایزولاسون می کنند. مانند ای سی AD202 ساخت کارخانه Analog devices (قیمت هر ای سی در بازار ایران 800 هزار تومان می باشد و تحت استاندارد نظامی است. ای سی حجیم است و نیاز به جای بسیار زیادی بر روی PCB مدار دارد)
                          3- یک ای سی در پکیج SOIC-8 بسیار زیبا و کم حجم با ایزولاسیون مناسب حداکثر تا 5000Vrms در مدت زمان یک دقیقه. ساخت texas instrument به شماره فنی ISO224 به دلیل جدید بودن باید حتما خرید خارج شود به قیمت هر عدد 14 دلار.
                          4- استفاده از اپتوکوپلر های خطی مانند IL300. (علی رغم ارزان بودن متریال برای راه اندازی این ای سی نیاز به دو عدد اپ امپ یکی در ورودی و یکی در خروجی است. بنده قبلا در راه اندازی و پایدار کردن این اپتوکوپلر مشکل داشتم و در انتها هم نویز قابل توجهی بر روی خروجی ایجاد می شد که بنده در اخر نتوانستم این نویز را بر طرف کنم نتایج کار به همراه عکس های اسکپ در انجمن نشر داده شد که بعد از تعویض قالب این تصاویر از دسترس خارج شده است.)

                          در کل به دلیل فضای بسیار کم و 8 لایه بودن PCB احتمالا بنده از مورد سوم استفاده می کنم. امیدوارم این موضوع در اینده راهگشای دوستان باشد.
                          جدیدترین ویرایش توسط amin20107; ۲۱:۱۰ ۱۳۹۸/۰۳/۱۸.
                          گویند سنگ لعل شود در مقام صبر اری شود ولی به خون جگر شود
                          همیشه آخر همه چیز خوبه، اگر هم هنوز خوب نشده پس هنوز آخرش نشده(چارلی چاپلین)

                          دیدگاه


                            #14
                            پاسخ : خواندن ورودی های با ولتاژ بالا توسط میکروکنترلر STM32

                            نوشته اصلی توسط amin20107 نمایش پست ها
                            بله یقینا یکی از پاسخ های مناسب همین هست که شما می فرمایید یعنی ابتدا سیگنال را با استفاده از ای سی های ADC دیجیتال کنیم و سپس با استفاده از اپتوکوپلر سیگنال دیچیتال رو ایزوله کنیم. من دیروز رو کاملا برای یافتن پاسخ این سوال قرار دادم و یک سری نتایج هم بدست اوردم که جهت اطلاع دوستان در ادامه قرار میدم
                            در کل به دلیل فضای بسیار کم و 8 لایه بودن PCB احتمالا بنده از مورد سوم استفاده می کنم. امیدوارم این موضوع در اینده راهگشای دوستان باشد.
                            درود
                            فکر میکنم مورد اول هم از نظر هزینه بصرفه نباشه و احتمالا باید قیمت اون مبدل با ADC های معمول تفاوت زیادی داشته باشه. من مورد دوم رو هم بخاطر هزینه ی زیاد و مورد چهارم رو هم به دلیل سختی و احتمالا ناپایداری و تکرار ناپذیری کار باهاش بیخیال شدم.
                            ضمن اینکه تعداد ورودیهای من حدود 140 کانال آنالوگ با سیگنالهای بسیار متنوع از سیگنال فول اسکیل 40 میلی ولت تا سیگنال 300 ولت بود و عملا هم از لحاظ فضا و هم هزینه امکان کار با این روشها نبود.
                            تو ورودی های تعداد زیاد عملا روش سوم هم بصرفه نیست. به هر حال انتخاب روش مناسب تا حدود زیادی به پارامترهای جانبی کار هم بستگی داره. تعداد وردیها، بحث تغذیه ها، تعداد گراندهای ایزوله ی مورد نیاز، فضای در اختیار و بودجه و هزینه ی پیش بینی شده و تیراژ تولید کار پارامترهای مهمی در طراحی هستن.
                            مثلا توی کارتهای صنعتی داده برداری که توسط شرکتهای معتبر اتوماسیون طراحی شدن هم معمولا از قطعات خاص و گرونقیمت استفاده نشده، چون هم تیراژ تولیدشون بالاست و با فانکشن مشابه، هزینه ش خیلی گرون تر در میاد و هم این کارتها معمولا برای 32 ورودی یا بیشتر طراحی میشن که عملا در نظر گفتن ملاحظات جانبی در طراحی باز هم هزینه و فضای مورد نیاز رو بالا میبره و اینکه تامین قطعات جنرال هم بسیار ساده تر هست.
                            کمترین توقع از یک فرد تحصیلکرده، دانستن املای صحیح کلمات است.

                            دیدگاه


                              #15
                              پاسخ : خواندن ورودی های با ولتاژ بالا توسط میکروکنترلر STM32

                              نوشته اصلی توسط روح الامین نمایش پست ها
                              Op-Amp?

                              مشکلی با Op-Amp دارید؟
                              سلام.
                              بنظرتون چرا این مدار کار نمیکنه؟
                              یه آپ امپ هست با گین 1/3 که ولتاژ ورودی حداکثر 15 ولت رو به 5 ولت تبدیل میکنه برای اندازه گیری با ADC.
                              اما خروجی وقتی که ورودی صفره 4.8 هست و وقتی یه ذره ورودی بیاد یهویی میشه 5.5.
                              آپ امپ LF411 هست و مقاومت های R6,R5=10K , R4=R7=3.3K
                              الآن برای اینکه مدار کنه موقتا ولتآژ رو با پل مقاومتی اندازه گرفتم ولی میخوام بدونم این چرا کار نمیکنه، چون تو پروتئوس کار میکنه و اینکه آپ امپ هم عوض کردم فرقی نکرد، پایه هارو هم چک کردم همگی درستن و مقاومت ها هم وصل و مشکلی از بابات کانکشن ها نیست.
                              این اولین مدار منه که با اپ امپ ساختم تجربه ای هم تو این زمنیه ندارم.
                              توی کانال یوتیوب من قراراه طراحی انواع بردهای الکترونیکی مثل بردهای تک لایه، دو لایه یا به طور کلی بردهای چند لایه، بردهای مبتنی بر میکروکنترلر، بردهای صنعتی، بردهای الکترونیک قدرت و بردهای فرکانس بالارو یاد بگیریم.
                              همینطور کدنویسی انواع میکروکنترلرهای 8 بینی مثل میکروکنترلرهای خانواده AVR-STM8، میکروکنترلرهای میبتی بر معماری ARM مثل STM32 و پردازنده های مخصوص اینترنت اشیاء مثل ESP32-ESP8266 و DSPها یاد میگیریم.
                              https://www.youtube.com/@aKaReZa75​

                              دیدگاه

                              لطفا صبر کنید...
                              X