Comments 154
Не буду критиковать ардуино, чтобы не ранить вас. Дам советы:
- По схемотехнике входов/выходов. Экономия здесь обратно-пропорциональна надежности. Если вы хотите получить действительно работающие во всех условиях входы и выходы, советую скопировать вот эту схему и не изобретать. Все элементы этой схемы необходимы и достаточны — ничего не выкинуть, ни добавить. На выходе там достаточно дорогой драйвер, можно обойтись попроще, например MIC2981/82. Но они могут сгореть при перегрузке.
- Откройте и изучите для себя SPI и тогда с помощью 4-х пинов и сдвиговых регистров вы сможете получить неограниченное количество цифровых входов/выходов. При этом для гальванической развязки контроллера будет достаточно развязать тоже только эти 4 пина, например с помощью специализированых цифровых изоляторов для SPI от ADI или TI.
Оптронные выходы можно мультиплексировать диодами
Попробуйте всё то же написать вручную- одну скобку где-то пропустил, и всё насмарку. Огромное спасибо творцу проекта FLProg Сергею Глушенко, его программа значительно повлияла на моё «творчество» за последние три года.
А можно не считать скобочки, и сразу написать проще?
_k1 = (!digitalRead(1) && digitalRead(2)) || (!digitalRead(1) && _k1);
digitalWrite(3, _k1);
Специально для наглядности привёл простейший вариант. Попробуйте здесь так выкрутиться:
Блок «В»- защита от дребезга, OUT_prog_10 — не обращайте внимания.
Блок «В»- защита от дребезга, OUT_prog_10 — не обращайте внимания.
Тут уже лучше от семантики идти, без неё получится не читаемо и не поддерживаемо. Я и на схеме то логику плохо прослеживаю уже — практически нет значащих названий.
Вроде так? Если ошибся, прошу поправить.
_k54_k53 = (k54 || k53) && ((k10 && k20) || k70) && (!k20 || !k52);
_k51 = k51 && ((k14 && k15 && k26 && k59) || (k23 && (k20 || k70)));
result = (_k54_k53 || _k51);
_k54_k53 = (k54 || k53) && ((k10 && k20) || k70) && (!k20 || !k52);
_k51 = k51 && ((k14 && k15 && k26 && k59) || (k23 && (k20 || k70)));
result = (_k54_k53 || _k51);
_k1 = ( !digitalRead(1) ) && (digitalRead(2) || _k1);
digitalWrite(3, _k1);
digitalWrite(3, _k1);
Делитель напруги внешнего напряжения на вход? У МК с исполнительным реле общий силовой провод? Индуктивной нагрузкой качать транзистор? Легко!
Развязывать гальванически — для слабаков! Что произойдёт при выходе из строя почти любой дискретки на схеме, или потере контактов ножек — да подумаешь! Паропанк и мэд макс в одну затяжку в углу обреченно смолят беломорины.
При всём ужасе эта хтоническая штука еще и теоретически и, вероятно, практически работоспособна.
Моё искренее восхищение чувством технического юмора у автора!
Правда, мне непросто было объяснить жене — что вызвало такой хохот от принципиальных схем.
Попробовал на аналогии с давней игрушкой «Невероятной машиной», где чтобы потушить свечу надо было создать устройство, бьющее молотком по хвосту мыши, которая потом бежит по дощечке, перекладывающейся от изменения центра масс на консоли, толкающая чугунный шар, падающий на свечу.
Спасибо за статью, Сергей!
Мне искренне жаль, что высок риск — уровень технического понимания глубины глумления схемы многих читателей заставит воспринять её очень серьёзно. И будут советы — как построить более правильно.
Действительно, использовать эту The Incredible Machine в одном объёме с людьми нельзя ни в коем случае. Да и хоть чуть ценное оборудование/техпроцессы на неё весить стремно даже на 10 минут, да даже просто на включение для проверки. Но и отказать ей в имени ПЛК так же рука не поднимется, формально практически все признаки налицо.
ПЛК, одна штука, 6/10 I/O, без сдвиговых регистров и цифровой логики кроме ATtiny13, всё верно, распишитесь в получении вот тут.
Жаль, нет хаба с абсурдными, забавными, непозволительными уловками и хаками.
Наподобие Остеровских вредных советов.
Развязывать гальванически — для слабаков! Что произойдёт при выходе из строя почти любой дискретки на схеме, или потере контактов ножек — да подумаешь! Паропанк и мэд макс в одну затяжку в углу обреченно смолят беломорины.
При всём ужасе эта хтоническая штука еще и теоретически и, вероятно, практически работоспособна.
Моё искренее восхищение чувством технического юмора у автора!
Правда, мне непросто было объяснить жене — что вызвало такой хохот от принципиальных схем.
Попробовал на аналогии с давней игрушкой «Невероятной машиной», где чтобы потушить свечу надо было создать устройство, бьющее молотком по хвосту мыши, которая потом бежит по дощечке, перекладывающейся от изменения центра масс на консоли, толкающая чугунный шар, падающий на свечу.
Спасибо за статью, Сергей!
Мне искренне жаль, что высок риск — уровень технического понимания глубины глумления схемы многих читателей заставит воспринять её очень серьёзно. И будут советы — как построить более правильно.
Действительно, использовать эту The Incredible Machine в одном объёме с людьми нельзя ни в коем случае. Да и хоть чуть ценное оборудование/техпроцессы на неё весить стремно даже на 10 минут, да даже просто на включение для проверки. Но и отказать ей в имени ПЛК так же рука не поднимется, формально практически все признаки налицо.
ПЛК, одна штука, 6/10 I/O, без сдвиговых регистров и цифровой логики кроме ATtiny13, всё верно, распишитесь в получении вот тут.
Жаль, нет хаба с абсурдными, забавными, непозволительными уловками и хаками.
Наподобие Остеровских вредных советов.
Вы слишком серьёзно относитесь, хорошо бы все разработчики техники так относились к своей работе. В тех же настоящих сертифицированных ПЛК, что применяются у нас (и не только), уровень схемотехники колеблется от «выше крыши» до «ниже плинтуса». Чего стоят только выходные реле внутри ПЛК, которые по паспорту должны выдерживать 5 А, а по факту выходят из строя при 0,5 А (они просто обречены на это при размере 4,5х20х13 мм, хотя размеры плат позволяют установить в 2 раза большие по размеру). Или сетчатый металлический корпус, который даёт прекрасную вентиляцию, но не защищает от металлической пыли и стружки, которой полно вокруг.
Производители ПЛК клепают их тысячами. Им есть смысл выкручиваться и экономить на каждом реле, пытаясь при этом сохранить надежность и пройти сертификацию. Но вам-то зачем?
Чего стоят только выходные реле внутри ПЛК, которые по паспорту должны выдерживать 5 А, а по факту выходят из строя при 0,5 А (они просто обречены на это при размере 4,5х20х13 мм, хотя размеры плат позволяют установить в 2 раза большие по размеру). Или сетчатый металлический корпус, который даёт прекрасную вентиляцию, но не защищает от металлической пыли и стружки, которой полно вокруг.
Как уже было замечено ПЛК производят тысячи и всегда можно подобрать нужное решение — защищенное и с необходимыми параметрами.
Чего стоят только выходные реле внутри ПЛК, которые по паспорту должны выдерживать 5 А, а по факту выходят из строя при 0,5 А
Обычно это следствие того, что реле гоняют либо на постоянном токе, либо на индуктивной нагрузке, яростно ушатывая его контакты.
«Вот вам ПЛК, соответствует всем стандартам, есть все сертификаты, только вы его не нагружайте постоянным током, либо индуктивной нагрузкой! Лучше даже питание не подавайте. Иначе гарантия снимается.»
UFO just landed and posted this here
Что за бред вы несёте, при чём тут стандарты и сертификаты?
«Максимальный ток контактов» у любого электромагнитного реле — это не одно число, а несколько графиков зависимостей от характера нагрузки.
«Максимальный ток контактов» у любого электромагнитного реле — это не одно число, а несколько графиков зависимостей от характера нагрузки.
Ну справедливости ради, свойства реле на выходе обычно хорошо документированы (а если нет — разберите и посмотрите).
И если на нём написано 10А, а под звёздочкой в даташите сказано, что речь про 12VAC и, скажем, 10 тысячах циклов, а на 230VAC при 1А там будет всего две тысячи всё такое — ёжику понятно, что не надо на выход втыкать двухкиловаттную печку на 220, а нужно поставить второе реле или контактор.
И если на нём написано 10А, а под звёздочкой в даташите сказано, что речь про 12VAC и, скажем, 10 тысячах циклов, а на 230VAC при 1А там будет всего две тысячи всё такое — ёжику понятно, что не надо на выход втыкать двухкиловаттную печку на 220, а нужно поставить второе реле или контактор.
А это в каких так? Они действительно имеют сертификаты, которым не соответствуют, это не фигура речи?
Чего стоят только выходные реле внутри ПЛК, которые по паспорту должны выдерживать 5 А, а по факту выходят из строя при 0,5 А (они просто обречены на это при размере 4,5х20х13 мм, хотя размеры плат позволяют установить в 2 раза большие по размеру).Ну так и стоят эти ПЛК по-разному ;)
Ну будьте попроще. Мне тоже больно смотреть, но раз автору нравится — пусть будет.
Единственное, что мне непонятно назначение данного ПЛК: реальными нагрузками не поуправляешь — оно зависнет или сгорит от первого чиха или грозы. Для передачи коллегам и отладки 24-х вольтовых схем на столе? Но тогда это вряд-ли будет серийное изделие. Но тогда зачем экономить каждую копейку и ставить 8-ножечный контроллер? Автор не подскажет?
Спортивный интерес. Опять же, любой опыт полезен, даже отрицательный, то или иное техническое решение может пригодиться в будущем.
то или иное техническое решение может пригодиться в будущем.Резистивный делитель напряжения — тоже? ;)
Смысл не в том, чтобы применить резистивный делитель, а в том, как его применить.
Кстати, как Вам удалось комментировать публикацию после 10 дней? Я чего-то не знаю?
Кстати, как Вам удалось комментировать публикацию после 10 дней? Я чего-то не знаю?
Смысл не в том, чтобы применить резистивный делитель, а в том, как его применить.Ну, это не совсем подходящее применение.
Кстати, как Вам удалось комментировать публикацию после 10 дней? Я чего-то не знаю?Да хоть через год. Это голосовать может быть поздно.
Ещё несколько недель назад я не мог комментировать статьи более 10-дневной давности. Или на Хабре что-то поменялось, или связано с тем, что у меня появились публикации.
А на платах вговносеросодержащем воздухе визуальные дефекты были? Выходили из строя из-за обрывов, проводимостей, или как? Интересно.
А на платах в
Ещё несколько недель назад я не мог комментировать статьи более 10-дневной давности.Может, в публикациях дело. А, может, и в недавно смягчённой политике хабра.
А на платах вМедь сжирало. Чернела прямо. К чему это приводило — не знаю. Меняли почившие модули и всё.говносеросодержащем воздухе визуальные дефекты были?
Это даже не только говнопереработка, а биогаз, вообще. Неважно, что перерабатывают в биогаз — везде воняет. Даже где отходы бумажного производства перерабатывают. Домой возвращаешься — и в душ, а одежду — в стирку. И, всё равно, даже после душа жена унюхает :)
Но от говна серы заметно больше, на бумаге я такой чёрной меди не видел.
И всё это меркнет на фоне биодизеля из отработанного растительного масла :))) Коллега джинсы стирал-стирал, да и выкинул: воняли даже после нескольких стирок.
PS вы бы уж attiny24 использовали, чем такой огород городить…
вы бы уж attiny24 использовали, чем такой огород городитьО чём бы я тогда писал? «Я сумел засветить индикатор от контроллера»? Это спорт в своём роде, но почему-то не все понимают.
А с работой интересно получается- с одной стороны ты высококлассный специалист, а с другой говном воняет. У меня тоже бывает руки фиг отмоешь, но с запахами получше.
Я думаю, у нас в стране с воздействием серы на электронику пытались бы бороться (да хоть лаком хорошим покрыть). Но в цивилизованном мире такой ерундой не занимаются.
О чём бы я тогда писал? «Я сумел засветить индикатор от контроллера»? Это спорт в своём роде, но почему-то не все понимают.Мне сразу было понятно, что это спорт. Но это такой спорт, который только ради спорта.
А с работой интересно получается- с одной стороны ты высококлассный специалист, а с другой говном воняет.Автоматика проникает везде, а мы с ней :) Да и лучше пусть говно — оно, хотя бы, безвредное. Приходилось работать с акрилонитрилом. Он не воняет, но ядовит, горюч и взрывоопасен.
Я думаю, у нас в стране с воздействием серы на электронику пытались бы бороться (да хоть лаком хорошим покрыть).Так и под лак проникнет. Или это надо уже готовую распаянную плату в лак окунуть. А это специсполнение, спеццена и спецзаказ.
(да хоть лаком хорошим покрыть).Так и под лак проникнет. Или это надо уже готовую распаянную плату в лак окунуть.
А что, бывают варианты с лакированием до распайки?
А это специсполнение, спеццена и спецзаказ.Ну так для использования в агрессивной среде хоть как нужно «специсполнение». На предприятии, где я раньше работал, электронику для автомобилей и энергетики еще как лакируют, бывает что и в два слоя (до сих пор вспоминаю поездку к потребителю для перешивки партии в сотню блоков, когда пришлось зачищать штыри на каждом разъёме программирования — монтажники заляпали, когда лакировали. Да еще и эпоксидным лаком).
Вообще, влагозащитное лаковое покрытие не требуется только для эксплуатации в довольно мягких условиях — в теплых сухих помещениях. Как только в климатических условиях появляется влажность или холод — лакировка становится обязательной. Ну а уж при химически агрессивной среде — лак нужен не только водостойкий, но и устойчивый к агрессивному фактору (например, к автоэлектронике предъявляется требование «масло- и бензостойкость»).
И это не считается каким-то «спец» — просто отраслевые требования. «Специсполнением» обычно называют области совсем уж жестких требований — военка, космос, крайний Север, атом и т.п.
А какой-нибудь температурный диапазон -40°...+85° это вполне рядовые условия (за рубежом этот диапазон называется Indiustrial, мягче него только Commercial: 0° to 70°C).
И это не считается каким-то «спец» — просто отраслевые требования. «Специсполнением» обычно называют области совсем уж жестких требований — военка, космос, крайний Север, атом и т.п.Специсполнение — это всё, что отличается базового. Потому, что это спецзаказ, другие сроки поставки, другая цена и не факт, что в данном случае Сименс это будет делать. Кроме того, последнее слово за заказчиком. Хозяин-барин. А ему проще время от времени поменять вышедший из строя модуль.
Мне тоже больно смотреть, но раз автору нравится — пусть будет.
Видимо я не сумел достаточно четко выразить свою мысль.
Мне — нравится.
Вот действительно нравится и я восхищен.
Автор вначале статьи насыпал дисклеймеров достаточно, чтобы можно было не воспринимать посыл «смотрите, вот это лучше, чем обычный ПЛК», он четко и недвусмысленно обозначил цель: из спортивного интереса суметь на 6 ногах сделать управление 6/10 I/O.
И он сделал это.
Ни на пол-секунды не предлагая использовать как реальную ответственную схему.
Тур Хейердал с Кон-Тики и Ра. Какой смысл ему был пытаться переплыть океан на соломенном кораблике?
Что, он не сумел построить хотя бы нормальную 50-футовую яхту для той же цели?
Ровно тот же побудительный мотив: показать что можно! Даже вот так, на грани возможностей и заа гранью традиционного здравого смысла. На конструкции из тростника. В то время, когда океанских судов, плывущих по тому же маршруту сотни и тысячи.
Но он сделал, показал, что и даже так — можно.
Ровно так же лично я к авторскому ПЛК отнесся.
Предлагаю тэг «ненормальная схемотехника», по аналогии с «ненормальное программирование».
В качестве прикольной штуки, как можно извернуться — довольно любопытно.
Визуальное программирование для tiny13 тоже любопытно выглядит, хотя и сильно на любителя.
В общем — интересно. Но надо жирную плашку — схемотехнические решения демонстрируют принципиальную возможность, но настоятельно не рекомендованы для реальных применений.
В качестве прикольной штуки, как можно извернуться — довольно любопытно.
Визуальное программирование для tiny13 тоже любопытно выглядит, хотя и сильно на любителя.
В общем — интересно. Но надо жирную плашку — схемотехнические решения демонстрируют принципиальную возможность, но настоятельно не рекомендованы для реальных применений.
«Абсурдная»? «Паранормальная»? «Дивергентная»? «Паталогическая»? «Перверсивная»
Население измерения Извр, уверен, проголосовало бы за термин «перверсивная схемотехника», что-то в нем все же есть.
— Открой же мне, в чем странность своих предпочтений?
— Например, я использую физическую инерцию контактов реле, они не успевают разомкнуться, пока я переключаю порт на вход, смотрю логический уровень, и ставлю обратно как выход!
Население измерения Извр, уверен, проголосовало бы за термин «перверсивная схемотехника», что-то в нем все же есть.
— Открой же мне, в чем странность своих предпочтений?
— Например, я использую физическую инерцию контактов реле, они не успевают разомкнуться, пока я переключаю порт на вход, смотрю логический уровень, и ставлю обратно как выход!
С визуальщиной как раз все нормально. Соответствующая статья вызвала бурю комментариев и в этом варианте оно достаточно хорошо применимо.
Но не надо путать „ненормальную схемотехнику“ с „неправильной“. С одной стороны использование стробируемых опросов, например, вполне вкладывается в „трюки схемотехники“ и используется на практике. Я сам в одном изделии так решал вопросы по защите выходов от КЗ. К ненормальной схемотехнике также можно отнести различные оригинальные решения — например, получение примитивного АЦП на паре элементов и цифровом входе, или различные преобразователи уровней.
Но вот представленные защитные цепочки — это больше к неправильной схемотехнике, чем к необычной.
Из-за этого, собственно, я не могу решить, ставить плюс статье или минус.
Предлагаю тэг «ненормальная схемотехника», по аналогии с «ненормальное программирование».Извращённая, скорее.
Визуальное программирование для tiny13 тоже любопытно выглядит, хотя и сильно на любителя.Ladder, IEC 61131-3. Дань ПЛК, они именно так программируются.
Первая схема дискретного входа в статье защищает ещё и от отрицательного напряжения на входе — стабилитрон работает как диод в этом случае. Вариант со светодиодом никак не защитит контроллер от -24 на входе (даже с учётом входного делителя последствия будут печальными). Также резистивный делитель не защищает от кратковременных импульсных помех и статических разрядов. В ПЛК основное требование — надёжность, поэтому важно особое внимание уделить именно интерфейсам ввода/вывода.
С одной стороны, он должен быть импульсным, с другой– высоковольтным.
Вольтаж диода указывается по обратному напряжению (для закрытого), в даташитах этот параметр обозначают Vr (r — reverse).
Вот взять упомянутый у вас 1N4148 (не IN а 1N: 1N — стандартное обозначение диодов, 2N — транзисторов, 3N — оптронов):
А ЭДС самоиндукции при резком выключении реле прикладывается к диоду в прямом, открывающем направлении. При этом напряжение диод сам ограничит за счет формы ВАХ, а критичным параметром становится максимальный импульсный ток в прямом направлении If (f — forward).
Собственно, диод тут и ставится ради ограничения напряжения на реле, «срезания» импульса ЭДС. Параллельно транзистору смысла нет ставить, ведь тогда этот импульс мимо транзистора уйдёт в линию питания
Кстати, если транзистор брать не биполярный, а MOSFET, внутри него уже есть такой диод, обусловленный техпроцессом производства полевых транзисторов — часто его даже рисуют в условном графическом обозначении:
«Должен быть импульсный» — это да, требования к быстродействию. Диод должен успеть открыться за время не меньшее, чем фронт импульса ЭДС катушки, иначе пока он не открыт — он не ограничивает напряжение. С этим у 4448 всё более-менее нормально — 4 наносекунды.
Величина ЭДС самоиндукции и скорость ее нарастания (длительность фронта) зависят от скорости снижения внешнего тока через катушку (то есть от скорости закрытия транзистора). Обычно в худшем случае получается импульс с фронтом от единиц нс и пиковым значением, составляющим приблизительно десятикратное напряжение питания (если мы рассматриваем простые реле, а не какую-то мощную индуктивную нагрузку типа пускателя). По крайней мере, для автомобильной электроники (которой я некоторое время занимался по работе) именно такие параметры предусмотрены для испытательных импульсов (каковые, по идее, изображают наихудший случай):
(источник — ГОСТ 28751-90)
Вообще говоря, лучше вообще не диод, а TVS.
Диод, накоротко шунтирующий обмотку реле, сильно увеличивает время его размыкания — и, соответственно, искрение на контактах. Поэтому ставится двунаправленный TVS (SMAJxxxCA и т.п.) из условий а) номинальное напряжение не ниже напряжения питания и б) сумма напряжения ограничения и напряжения питания меньше максимально допустимого напряжения управляющего транзистора.
Диод, накоротко шунтирующий обмотку реле, сильно увеличивает время его размыкания — и, соответственно, искрение на контактах. Поэтому ставится двунаправленный TVS (SMAJxxxCA и т.п.) из условий а) номинальное напряжение не ниже напряжения питания и б) сумма напряжения ограничения и напряжения питания меньше максимально допустимого напряжения управляющего транзистора.
Эмпирически — ток через индуктивность (катушку реле) не может измениться скачком. Таким образом, диоду придётся иметь дело практически с тем-же током, который был в катушке замкнутого реле. А этот ток нам известен по сопротивлению катушки и макс. напряжению питания.
О напряжении блокирующего диода…
Что-то у меня не вытанцовывается помощь от этого диода. Пусть реле подключено к «земле» и управляется p-канальным транзистором (или p-n-p транзистором с параллельным ему диодом). Транзистор размыкается и катушка реле пытается поддержать ток, текущий от её «верхнего» вывода к «нижнему». Поскольку потенциал «нижнего» вывода фиксирован, то потенциал «верхнего» «падает» ниже уровня «земли» и… ток через паразитный диод MOSFET'а по прежнему не течёт.
Из этого эмпирического эксперимента следует, что блокировочный диод должен с некоторым запасом выдерживать напряжение питания.
Спасибо, хорошая печка для начала танцев.
P.S. Он уже заменён на ГОСТ 33991. protect.gost.ru/default.aspx?control=6&month=12&year=2019&search=33991&showall=-1
Это может показаться контринтуитивным, но увеличивает он не столько время размыкания, сколько время от снятия сигнала управления до начала размыкания. Это следует из энергии запасённой в обмотке реле и квадрата отношения напряжений питания и отпускания реле (при типичных напряжениях — не менее 90% энергии будет рассеяно на диоде). А собственно время размыкания — определяется, в основном, только механикой реле (усилие пружин и инерция подвижных частей).
Да, там есть ещё некоторый всплеск тока катушки, обусловленный изменением индуктивности при размыкании магнитопровода. Но начальный момент его размыкания — это ещё не момент начала размыкания контактов, КМК.
О напряжении блокирующего диода…
… а MOSFET, внутри него уже есть такой диод, обусловленный техпроцессом производства полевых транзисторов — часто его даже рисуют в условном графическом обозначении:
Что-то у меня не вытанцовывается помощь от этого диода. Пусть реле подключено к «земле» и управляется p-канальным транзистором (или p-n-p транзистором с параллельным ему диодом). Транзистор размыкается и катушка реле пытается поддержать ток, текущий от её «верхнего» вывода к «нижнему». Поскольку потенциал «нижнего» вывода фиксирован, то потенциал «верхнего» «падает» ниже уровня «земли» и… ток через паразитный диод MOSFET'а по прежнему не течёт.
Из этого эмпирического эксперимента следует, что блокировочный диод должен с некоторым запасом выдерживать напряжение питания.
источник — ГОСТ 28751-90
Спасибо, хорошая печка для начала танцев.
P.S. Он уже заменён на ГОСТ 33991. protect.gost.ru/default.aspx?control=6&month=12&year=2019&search=33991&showall=-1
Диод, накоротко шунтирующий обмотку реле, сильно увеличивает время его размыкания — и, соответственно, искрение на контактах.
Это может показаться контринтуитивным, но увеличивает он не столько время размыкания, сколько время от снятия сигнала управления до начала размыкания. Это следует из энергии запасённой в обмотке реле и квадрата отношения напряжений питания и отпускания реле (при типичных напряжениях — не менее 90% энергии будет рассеяно на диоде). А собственно время размыкания — определяется, в основном, только механикой реле (усилие пружин и инерция подвижных частей).
Да, там есть ещё некоторый всплеск тока катушки, обусловленный изменением индуктивности при размыкании магнитопровода. Но начальный момент его размыкания — это ещё не момент начала размыкания контактов, КМК.
Таким образом, диоду придётся иметь дело практически с тем-же током,Это следует и из того принципа, что индуктивность «старается» сохранить текущую величину тока через обмотку (инерциальна по току).
ток через индуктивность (катушку реле) не может измениться скачкомНо разница между 1 А/мс и 1 А/мкс довольно существенна для величины ЭДС самоиндукции.
Но вообще да, катушка после размыкания — по сути, источник тока, а не напряжения. Что-то я сразу не подумал.
Что-то у меня не вытанцовывается помощь от этого диода.С одной стороны да, это я с мостовой схемой перепутал. Не так давно парился с активным торможением двигателя в одном проекте, вот в голове и засело. И я не про пользу про него говорил а про вред.
С другой стороны — в принципе, и в однотранзисторном выходе катушка ведь вместе с емкостями монтажа и коллектора транзистора образует LC-контур, так что после отрицательного выброса последует положительная полуволна, каковая и может просочиться через диод в питание (если превысит его). Может и не превысить — всё зависит от величины индуктивности катушки и паразитных емкостей.
заменён на ГОСТ 33991Ну, я уже в автомобильной теме не вращаюсь, так что за такими заменами не слежу. Но возможно, пригодится в будущем, спасибо.
Кстати говоря, ГОСТ 28751 был неполной калькой с ISO 7637 (состоящего из нескольких частей — и в нём всё гораздо подробнее расписано). Может быть, ГОСТ 33991 эту недоработку и исправляет, позже посмотрю.
Это что касается автотранспортной темы. А для общеэлектронных применений есть (или был, я не проверял действительность) серия ГОСТ Р 51317 / МЭК 61000.
В частности, ГОСТ Р 51317.4.4-99 (МЭК 61000-4-4-95) «Устойчивость к наносекундным импульсным помехам» и ГОСТ Р 51317.4.5-99 (МЭК 61000-4-5-95) «Устойчивость к микросекундным импульсным помехам большй энергии»
С другой стороны — в принципе, и в однотранзисторном выходе катушка ведь вместе с емкостями монтажа и коллектора транзистора образует LC-контур, так что после отрицательного выброса последует положительная полуволна, каковая и может просочиться через диод в питание (если превысит его).
С одной стороны да. Но с другой стороны — другая полуволна должна будет начаться на условиях «менее 0.6 вольта на паразитных конденсаторах и менее 10% исходного тока в катушке». Не думаю, что тут будет где разгуляться колебательному процессу.
Для колебаний нет причин.
А собственно время размыкания — определяется, в основном, только механикой реле (усилие пружин и инерция подвижных частей)
Нет, это не так.
www.te.com/commerce/DocumentDelivery/DDEController?Action=srchrtrv&DocNm=13C3264_AppNote&DocType=CS&DocLang=EN
интуитивно на стабилитроне побыстрее т.к. на нём будет поддерживаться падение напряжения больше чем на диоде и соотв рассеиваться большая мощность
Вот только на днях выудил распечатки с этой и другими app. notes из культурного слоя на столе и освежил ссылку на сайт Tyco… совпадение?…
www.te.com/global-en/products/relays-contactors-switches/relays/intersection/application-notes.html
Упомянутая app. note, на мой взгляд, не блещет полнотой и качеством фактического материала. Например, на осциллограммах нет критически важной информации — о состоянии контактов. Так-же — нет учёта резкого изменения индуктивности при размыкании магнитной системы (при этом до размыкания NO контактов — ещё довольно далеко). В итоге — жалкие «обязательно проверьте работу выбранного демпфера».
Гораздо более насыщенными являются «Determining Relay Coil Inductance», «Application of Relay Coil Suppression with DC Relays», «Proper Coil Drive is Critical to Good Relay and Contactor Performance».
Так в последней — явно указано, что при питании катушки реле несглаженным или слабо стабилизированным напряжением после выпрямителя — следует использовать именно диод. Хотя и с оговоркой, что некоторым типам реле требуется качественно стабилизированное напряжение, которое и используется при определении параметров.
Кто умеет в электромагниты — чем определяется движение арматуры реле? Ампер-витками, магнитным потоком в зазоре между арматурой и якорем, индукцией в нём? А то я единственный раз рассчитывал электромагнит давным-давно на курсовой, да и то, не вписался в перегрев обмотки.
Вот пока нашёл тут (http://em.samgtu.ru/sites/em.samgtu.ru/files/pictures/proect_rele.pdf), что "… величина электромагнитной силы, действующей на якорь, зависит от изменения запаса магнитной энергии в его рабочем воздушном зазоре." и она резко падает при увеличении зазора.
P.S. Вот ещё интересный документ: kazus.ru/forums/attachment.php?attachmentid=37180&d=1343449017
www.te.com/global-en/products/relays-contactors-switches/relays/intersection/application-notes.html
Упомянутая app. note, на мой взгляд, не блещет полнотой и качеством фактического материала. Например, на осциллограммах нет критически важной информации — о состоянии контактов. Так-же — нет учёта резкого изменения индуктивности при размыкании магнитной системы (при этом до размыкания NO контактов — ещё довольно далеко). В итоге — жалкие «обязательно проверьте работу выбранного демпфера».
Гораздо более насыщенными являются «Determining Relay Coil Inductance», «Application of Relay Coil Suppression with DC Relays», «Proper Coil Drive is Critical to Good Relay and Contactor Performance».
Так в последней — явно указано, что при питании катушки реле несглаженным или слабо стабилизированным напряжением после выпрямителя — следует использовать именно диод. Хотя и с оговоркой, что некоторым типам реле требуется качественно стабилизированное напряжение, которое и используется при определении параметров.
Кто умеет в электромагниты — чем определяется движение арматуры реле? Ампер-витками, магнитным потоком в зазоре между арматурой и якорем, индукцией в нём? А то я единственный раз рассчитывал электромагнит давным-давно на курсовой, да и то, не вписался в перегрев обмотки.
Вот пока нашёл тут (http://em.samgtu.ru/sites/em.samgtu.ru/files/pictures/proect_rele.pdf), что "… величина электромагнитной силы, действующей на якорь, зависит от изменения запаса магнитной энергии в его рабочем воздушном зазоре." и она резко падает при увеличении зазора.
P.S. Вот ещё интересный документ: kazus.ru/forums/attachment.php?attachmentid=37180&d=1343449017
Так в последней — явно указано, что при питании катушки реле несглаженным или слабо стабилизированным напряжением после выпрямителя — следует использовать именно диод
Нет, там сказано не это. Там сказано, что использование диода увеличивает время размыкания реле и дребезг его контактов — но есть случай, когда увеличенное время размыкания является меньшим из зол.
Да, супрессор тоже применяется. Мы в итоге его и поставили в схеме, приведенной в комментарии с осциллограммами.
Но не всегда допустимы отрицательные напряжения на «горячем» выводе катушки — в рассматриваемом примере действительно, достаточно если транзистор выдерживает сумму, но есть и случаи, когда цепь этим не ограничивается. Можно, конечно для защиты от этой переполюсовки применить дополнительные меры (опять же см мою схему — диодная сборка это и делает, чтоб на вход МК минус не прилетел) — но диод поставить проще всего, а увеличением времени размыкания во многих случаях можно пренебречь.
Но не всегда допустимы отрицательные напряжения на «горячем» выводе катушки — в рассматриваемом примере действительно, достаточно если транзистор выдерживает сумму, но есть и случаи, когда цепь этим не ограничивается. Можно, конечно для защиты от этой переполюсовки применить дополнительные меры (опять же см мою схему — диодная сборка это и делает, чтоб на вход МК минус не прилетел) — но диод поставить проще всего, а увеличением времени размыкания во многих случаях можно пренебречь.
В дополнение к моему предыдущему комментарию. (Промахнулся веткой, хотел как ответ под своим комментом разместить, но уж ладно — как вышло)
Вот кое-что из моего архива экспериментов.
Вот кое-что из моего архива экспериментов.
Схема, используемая для замеров:
(на входе — силовой электромагнит пневматического клапана)
(на входе — силовой электромагнит пневматического клапана)
Без диода
С диодом
Спасибо за море информации, жаль, главный вопрос о методике выбора диода остался нераскрыт. Кстати, у защитного диода есть огромный минус, о котором многие не догадываются. Он вносит задержку в включение и отключение реле, доходящую в некоторых случаях до 0,2 секунды, в быстрых схемах с десятками реле это может быть очень важно. Этого недостатка почти лишён варистор, его редко ставят из-за разницы в цене.
Не обижайтесь, но это не форум для вопросов, чтобы здесь ждать ответы.
Погуглите сами. Вопросы выбора защитных цепочек для защиты при коммутации индуктивных нагрузок уже давно отвечены в десятках app note. Там же даны сравнения их характеристик.
UFO just landed and posted this here
А в каких именно случаях такая задержка появляется?
На приведенных осциллограммах фронт падения ЭДС (а следовательно, и тока катушки) что без диода, что с диодом — около сотни нс, притом что энергии в электромагните было запасено немало.
И если уж не закорачивать ЭДС диодом, а ограничивать нелинейным элементом — то TVS имеют преимущество перед варисторами по скорости срабатывания (пикосекунды против наносекунд). Но они и подороже варистора.
На приведенных осциллограммах фронт падения ЭДС (а следовательно, и тока катушки) что без диода, что с диодом — около сотни нс, притом что энергии в электромагните было запасено немало.
И если уж не закорачивать ЭДС диодом, а ограничивать нелинейным элементом — то TVS имеют преимущество перед варисторами по скорости срабатывания (пикосекунды против наносекунд). Но они и подороже варистора.
да какая разница пико- или нано- если мы говорим об индуктивности клапана или реле… да пусть даже — микро-
фронт падения ЭДС (а следовательно, и тока катушки)
Это не одно и тоже.
Я так понимаю, что ток в катушке — это нижний голубой график. В случае без диода он снижается до нуля за 300мкс.
С диодом он снижается до 10% примерно за 4мс.
Да, не одно и то же, но для грубой оценки годится.
А нижний график — это после делителя с RC-фильтром. Его фронт затянут конденсатором С2, разряжающимся через R1.
А нижний график — это после делителя с RC-фильтром. Его фронт затянут конденсатором С2, разряжающимся через R1.
Так тогда толку от этих графиков — 0. Вам надо ток через катушку измерять.
ЭДС самоиндукции равна -L*(di/dt). Поэтому, когда на втором графике у вас напряжение на катушке упало до нуля (а точнее до -0.6В, равные падению напряжения на защитном диоде), ток через катушку только начнет плавно и очень медленно снижаться со скоростью 0.6В/L. И пройдет еще куча времени, пока он снизится до нуля, а вы этот процесс даже не увидите на осциллографе.
Да, согласен, для наблюдениями за процессами в индуктивности эти осциллограммы не годятся, из-за отягощения посторонними факторами — ёмкость C1, дребезг ключа и т.п. Поэтому я и сказал «для грубой оценки».
В чем я ошибся — не учел знак ЭДС, рассуждая о ее модуле. Те 100 нс спадающего фронта это, скорее, время разряда C1 через катушку, а чистая ЭДС начинает работать уже дальше, после сваливания напряжения ниже нуля.
Ток через катушку (а это сумма токов через внешнюю цепь и через внутреннее, параллельное сопротивление катушки) я вообще не представляю, как можно измерить снаружи катушки. Но вообще, он пропорционален ЭДС, и обе его составляющие — внешняя и внутренняя тоже. А ЭДС равна падению напряжения на контактах катушки, согласно второму закону Кирхгофа. Поэтому по напряжению на катушке можно таки оценить и полный ток.
В чем я ошибся — не учел знак ЭДС, рассуждая о ее модуле. Те 100 нс спадающего фронта это, скорее, время разряда C1 через катушку, а чистая ЭДС начинает работать уже дальше, после сваливания напряжения ниже нуля.
Ток через катушку (а это сумма токов через внешнюю цепь и через внутреннее, параллельное сопротивление катушки) я вообще не представляю, как можно измерить снаружи катушки. Но вообще, он пропорционален ЭДС, и обе его составляющие — внешняя и внутренняя тоже. А ЭДС равна падению напряжения на контактах катушки, согласно второму закону Кирхгофа. Поэтому по напряжению на катушке можно таки оценить и полный ток.
Ток через катушку (а это сумма токов через внешнюю цепь и через внутреннее, параллельное сопротивление катушки) я вообще не представляю, как можно измерить снаружи катушки. Но вообще, он пропорционален ЭДС, и обе его составляющие — внешняя и внутренняя тоже. А ЭДС равна падению напряжения на контактах катушки, согласно второму закону Кирхгофа. Поэтому по напряжению на катушке можно таки оценить и полный ток.
Эээ. Тут кто-то глючит, или вы или я. Ток через катушку измеряется очень просто — ставится низкоомный резистор последовательно с ней и смотрится осциллографом. И при отключении не ток пропорционален ЭДС, а его производная. То есть по падению напряжения на катушке вы сможете отследить только скорость падения тока, но вы с вашими помехами ничего не увидите. А полный ток с измерением ЭДС вы вообще не увидите, так как
плюс константа
Два математика в ресторане поспорили, насколько хорошо знает математику большинство людей. Один (пессимист) утверждал, что большинство ее вообще не знает, а другой (оптимист) — что хоть и немного, но знают. Когда пессимист отошел в туалет, оптимист подозвал симпатичную официантку-блондинку и говорит:
- Когда мой коллега вернется, я задам вам вопрос. Суть не важна. Все, что вы должны сделать — это сказать "Треть икс куб".
- Как-как? Третий скуп? — переспрашивает официантка.
- Да нет, Треть Икс Куб, понятно?
- A-a! Tретик скуп? — повторяет официантка.
- Да, да. Это все, о чем я вас прошу. Официантка уходит, твердя про себя, как заклинание, фразу "Третик скуп". Тут возвращается пессимист. Оптимист говорит — давай спросим у нашей официантки, чему равен какой-нибудь простенький интеграл. Пессимист со смехом соглашается. Оптимист вызывает официантку и спрашивает:
- Извините, вы не помните чему равен интеграл от x^2 по dx?
- Tреть икс куб… — oтвечает официантка. Пессимист сильно удивлен, оптимист весело смеется. Официантка отходит на несколько шагов, и обернувшись через плечо добавляет:
-… Плюс константа.
Ну, я определенно глючу — вон уже перепутал изменение напряжения в момент коммутации с последующим падением ЭДС катушки по мере расхода запасенной энергии. И вообще, у меня уже плохо укладываются в голове процессы, описываемые системой дифференциальных уравнений.
Про параллельное внутреннее сопротивление катушки — видимо, тоже мой глюк, основанный на утверждении «после отключения источника катушка ведет себя как источник тока».
Но и вы тоже:
,
(найдено в материалах ИТМО)
Про параллельное внутреннее сопротивление катушки — видимо, тоже мой глюк, основанный на утверждении «после отключения источника катушка ведет себя как источник тока».
Но и вы тоже:
не ток пропорционален ЭДС, а его производная.наоборот, ЭДС пропорциональна производной тока. И тому, что ток пропорционален ЭДС это не противоречит — просто получается, что ЭДС оказывается пропорциональна собственной производной (то есть имеет экспоненциальную функцию от времени).
,(найдено в материалах ИТМО)
А как дела с надежностью, отказоустойчивостью, гарантированным временем исполнения основного цикла программы? Пыле-влагозащитой, да и вообще использованием в промышленных условиях? В конце концов, это ж отличительные черты промышленного ПЛК от всяких ардуиновых самоделок
Перечитайте ещё раз первые 5 строк статьи. Кстати, в реальных ПЛК, которые смотрел внутри, пылевлагозащита обеспечивается только хорошим слоем лака (и то не во всех), корпуса дают защиту разве от упавшего винтика, мелкая стружка и пыль попадает запросто.
мелкая стружка и пыль попадает запросто.От этого защищает шкаф с вентилятором и воздушным фильтром.
Вы фантазёр )
У нас любой вентилятор в шкуфу только повышает вероятность выхода из строя вследствие попадения металлосодержащей пыли. Фильтры не меняются вовремя или просто не помогают.
У нас любой вентилятор в шкуфу только повышает вероятность выхода из строя вследствие попадения металлосодержащей пыли. Фильтры не меняются вовремя или просто не помогают.
Вы фантазёр )Вы бы не торопились с выводами.
Не знаю, что у вас там за производство такое… Я работал с химией, пищёвкой, электростанциями и много чем другим — и такого ужоса не видел. Вот что видел — так на говнопереработке сера в воздухе медь сжирает и электроника, вообще, долго не живёт.
Значит, нужен воздуховод извне.
Оптопара в режиме эмиттерного повторителя? Зачем?
Посмотрите ещё раз внимательно, и подумайте. Ей нечего повторять, база даже не подключена. С таким же успехом можно включить транзистор оптопары в разрыв минусового провода, через него будет течь ровно тот же ток, то же падение напряжения. Кстати, падение напряжения при включении по схеме от 0 вольт (в зависимости от тока нагрузки), а не от 0,6В как с эмиттерным повторителем.
Когда я впервые попробовал эту схему, меня тоже немного сбило с толку…
Когда я впервые попробовал эту схему, меня тоже немного сбило с толку…
А в чем проблема с эмиттерным повторителем? Если потенциал базы будет равен питанию, то и на нагрузке будет напряжение питания (ну, почти — для классического повторителя минус насыщение перехода). То есть, транзистор работает усилителем тока.
А для оптотранзистора грубо можно считать, что под действием излучения база «соединяется с коллектором».
Но вообще, механизм открывания фототранзистора при поглощении фотонов несколько иной, чем под действием тока базы, поэтому считать эту схему «эмиттерным повторителем» всё-таки не совсем корректно.
А для оптотранзистора грубо можно считать, что под действием излучения база «соединяется с коллектором».
Но вообще, механизм открывания фототранзистора при поглощении фотонов несколько иной, чем под действием тока базы, поэтому считать эту схему «эмиттерным повторителем» всё-таки не совсем корректно.
А не лучше использовать RC защиту? Закорачивать накоротко катушку реле после оптопары, на мой взгляд, дело не очень хорошее…
Любой, кто более-менее разбирается в электронике, тем более промышленной, знает, что оптронов много не бывает.
FTGJ — отпроны не являются необходимым средством увеличения помехозащищённости (тем более, они — не «серебряная пуля»). В некоторых случаях — они могут быть достаточным средством.
UFO just landed and posted this here
в каком талмуде автор такое вычитал?Практика. Это несложно измерить. Ну и дальше я писал:
Должен предупредить, что в некоторых случаях напряжения на светодиоде не достаточно для переключения входа контроллера!Хотя с этим я столкнулся в смежном проекте на сдвиговых регистрах, а не на контроллере. Там по не очень понятной причине такой трюк не срабатывал только с 4-м и иногда с 3-м сдвиговым регистром в цепочке (74НС165). Даже если менять микросхемы местами, то есть от конкретного экземпляра не зависело.
Я тоже поначалу хотел придраться к этому моменту, поскольку сам в в свое время заколебался рассчитывать делители при разбросе входного напряжения от 18 до 30,5 В — то есть -25% +27% от номинальных 24 В. И это только паспортные условия эксплуатации, в конструкцию еще некоторый запас закладывался. (А учитывать пороги приучен еще рассыпухой на TTL).
Но залез актуальный даташит и обнаружил такой график:
— для 5 В питания порог детектирования «1» составляет таки 2,5 В.
Что, в принципе, противоречит указанному в том же даташите в таблице DC Characteristics «VIH min 0.6 Vсс».
Но залез актуальный даташит и обнаружил такой график:
— для 5 В питания порог детектирования «1» составляет таки 2,5 В.
Что, в принципе, противоречит указанному в том же даташите в таблице DC Characteristics «VIH min 0.6 Vсс».
Поддержу предыдущего оратора. График-то — типовой, ЕМНИП. А табличное значение — гарантировано.
Типовое значение по идее, должно находится между минимальным и максимальным (и ведь в той же таблице такой столбец есть). Иначе какое ж оно типовое, если выходит за граничные? Точнее, что это за предельные условия (за которые, по определению, параметр вылезать не должен), если типовое значение за них вылезает?
Но график таки обозван типовым (находится в разделе Typical Characteristics).
Озадачивает меня этот даташит, однако.
Вообще, при таком расхождении я предпочту ориентироваться на худшую гарантию, да и то запас оставить.
Но график таки обозван типовым (находится в разделе Typical Characteristics).
Озадачивает меня этот даташит, однако.
Вообще, при таком расхождении я предпочту ориентироваться на худшую гарантию, да и то запас оставить.
UFO just landed and posted this here
Вот и я говорю — на худший случай (0,6 это похуже чем 0,5 с точки зрения ширины диапазона).
Еще вопрос, что тут копипаст — график или таблица. Но если я закладываюсь на график, а права таблица — то ой. А если ориентируюсь на таблицу, но верен график — то ничего страшного.
Ошибки в даташитах — дело привычное, в принципе.
Еще вопрос, что тут копипаст — график или таблица. Но если я закладываюсь на график, а права таблица — то ой. А если ориентируюсь на таблицу, но верен график — то ничего страшного.
Ошибки в даташитах — дело привычное, в принципе.
Я бы все-таки доверял 0.6Vcc
С точки зрения инженера-схемотехника это фейл. Как и мнение в посте, на который вы отвечали.
Да почему же фейл? Если это гарантированное производителем напряжение переключения? Одно дело, когда ничего не стоит подать Vcc, и совсем другое, когда мы вынуждены искать оптимум: занизишь входной сигнал — не откроется логика, завысишь — вылезут другие неприятности.
Потому что еще в институте на электронике нам вдалбливали в голову — гарантированное производителем напряжение переключения есть либо у компаратора, либо еще у одной цифровой схемы — триггера Шмитта. У всех других цифровых схем это напряжение нормировано только для того, чтобы быть и зависит от множества факторов, включая даже скорость нарастания сигнала — быстро изменяете — один порог медленно — другой. Поэтому и называется такой вход — цифровым.
Поэтому если ты, как инженер-разработчик, рассчитываешь на определенный порог срабатывания, то будь добр, ставь триггер Шмитта, или компаратор, а не вникай в даташиты, иначе будешь наступать на грабли.
оно гарантированно только в плане, что не перейдет указанную границу, но «на своей стороне от границы» оно может оказаться любым
«V ih: Min = 0.6VCC, Max = Vcc + 0.5V» (для того же тини13 согласно даташиту)
«V ih: Min = 0.6VCC, Max = Vcc + 0.5V» (для того же тини13 согласно даташиту)
Max = Vcc + 0.5VУ меня нет профильного образования, но сдаётся мне, что «сколько можно подать» и «сколько нужно подать» — это разные понятия. Вы привели «Absolute Maximum Ratings», тем более, что оно совпадает именно с таковой табличкой напряжений на любом пине. См..стр. 115 по линку выше. К тому же, это просто логично — уровень переключения, гуляющий от половины до «Vcc+0.5» — это просто жесть.
«Absolute Maximum Ratings»Ноуп. Это из таблицы 18.2 «DC Characteristics», а не из 18.1 «Absolute Maximum Ratings». Хотя это самое «Max = Vcc + 0.5V» меня тоже несколько смущает.
Но я таки ошибся.
Всё же V ih min- это гарантированная регистрация «1» при уровнях от указанного и выше: " “Min” means the lowest value where the pin is guaranteed to be read as high."
При меньшем уровне (но не ниже, чем V iL max) — тоже все-таки может прочитаться «1», но уже не гарантированно. А может и «0» прочитаться. Интервал между V iH min и V iL max так и называется —
зона неопределенности
— и, как гласят требования по проектированию цифровых схем, «устоявшиеся значения сигналов не должны попадать в эту область». 
Всё, у меня в голове состыковались цифры в таблице V iH min = 0.6 Vcc, с графиком Pin Input Threshold с зависимостью порога переключения в «1» 0.5 Vcc (и около 0.45 Vcc для переключения в 0, в сопоставлении с табличным V iL max 0.3 Vcc). График — типовое значение, то есть верен для большинства чипов, но не для всех (не является гарантированным). А в таблице — гарантированные для всех чипов значения.
Вот именно. То есть V ih: Min = 0.6VCC говорит только о том, что порог переключения в 1 будет гарантированно ниже этого значения, но не указывает конкретно где.
А Vil Max = 0.3 Vcc говорит о том, что порог переключения в 0 будет гарантированно выше этого значения, но опять же не говорит где. То есть одно другому не противоречит — пороги должны находиться где-то между 0.3 и 0.6Vcc. Но где конкретно они будут находиться — зависит от других факторов и поэтому принимать 0.3 или 0.6 Vcc как пороговые уровни — это глупость.
А даташит правильный.
Во, у вас лучше получилось сформулировать.
А 0.3 или 0.6 надо принимать как пороги, за которые не допускать уход уровня сигнала в зону неопределенности. Я ж писал — как-то проектировал делители для разброса входного уровня от 18 до 31 В. Без дополнительных мер, варьируя только коэффициент деления — или на 18 уходит в неопределенность, или на 31 зашкаливает выше питания МК.
А 0.3 или 0.6 надо принимать как пороги, за которые не допускать уход уровня сигнала в зону неопределенности. Я ж писал — как-то проектировал делители для разброса входного уровня от 18 до 31 В. Без дополнительных мер, варьируя только коэффициент деления — или на 18 уходит в неопределенность, или на 31 зашкаливает выше питания МК.
На практике получить 18-30 для входного уровня, а еще лучше 15-30( так как 18 — это только нижний предел напряжения питания, а сигнал может быть еще меньше), да еще и чтобы оно пропускало хороший ток на 15Вольтах, но на 30Вольтах Ватты мощности не потребляло — это нужно постараться. Без нелинейных элементов, типа стабилитронов, не обойтись.
Или надо ставить соответствующие микросхемы входов, которые стоят, как самолет.
В итоге таки да, были поставлены копеечные нелинейные элементы — диоды Шоттки, не позволяющие уровню после делителя подняться выше чем Vcc + падение на переходе (довольно маленькое на малых токах).
еще лучше 15-30Не, на 15 не закладывались — ниже 18 это уже нарушение паспортных условии эксплуатации, при обнаружении чего (контролем через АЦП) блок фиксирует это в журнале, уходит в «спячку» и не обращает внимания на прочие входы — так что уход уровня дискретных сигналов в неопределенность уже ни на что не влияет. А вот сверху рассчитывали на 33 В (хотя и в этом случае блок «окукливается», но тут чревато уже не неопределенностью, а перегрузкой).
чтобы оно пропускало хороший токЗачем? Ток делителя всего лишь должен быть во сколько-то раз (на пару порядков — достаточно) больше тока утечки входа, чтобы вход не влиял на коэффициент деления. Ток утечки по входу у AVR — около 1 мкА. Делитель в сотню кОм обеспечит ток в сотню мкА уже при 10 В, при этом мощности на 33 В выделяться будет не больше 10-20 мВт.
В итоге таки да, были поставлены копеечные нелинейные элементы — диоды Шоттки, не позволяющие уровню после делителя подняться выше чем Vcc + падение на переходе (довольно маленькое на малых токах).
Не напоритесь на грабли, что при большом количестве сигналов ваш контроллер начнет запитываться от них через диоды, а не от источника питания, и Vcc поползет вверх и станет выше Absolute Maximum Rating
Зачем? Ток делителя всего лишь должен быть во сколько-то раз (на пару порядков — достаточно) больше тока утечки входа, чтобы вход не влиял на коэффициент деления.
Это важно не для вас, а для источника сигнала. Если вы подаете логические сигналы на контроллер с какого-то выключателя, кнопки или реле, то исторически сложилось так, что через контакты выключателя/кнопки должен протекать небольшой ток — порядка 5-10мА. Это надо то ли для самоочистки контактов, то ли еще для чего-то — не помню. В некоторых выключателях даже написано в даташите минимально коммутируемое напряжение и ток (те же ВПК-21XX)
Также при большем токе делителя ваша схема будет более помехоустойчивой на длинных линиях, так как энергия помехи должна будет быть больше, чтобы достичь нужного порога переключения. Высокоомный вход при разомкнутой цепи будет как антенна ловить все на свете.
Не напоритесь на граблиБольше десяти лет это решение используется в тысячных сериях — полет нормальный.
Кстати, подобное же решение применялось в зеленоградских контроллерах Азимут GSM (см. с.21)
В принципе, десяток входов — около 1 мА получается при общем потреблении на Vcc в сотни мА — намного не поднимет.
Тем более, если применять диодные сборки со встроенным стабилитроном, типа такой:
Это важно не для вас, а для источника сигнала.Источник сигнала — бортовая сеть автомобиля. Делитель — не является основной нагрузкой! Он подключается параллельно нагрузке.
Надо, к примеру, определять, подано ли напряжение на какой-нибудь клапан или лампу. Токи там и так гуляют от сотен мА до единиц А.
Про помехоустойчивость — в принципе да, на входе делителя тот же ток помехи наведет большее напряжение.
Но при наличии конденсатора параллельно нижнему плечу делителя — вообще-то помехоустойчивость растет с ростом постоянной времени RC-цепочки.
И опять же, полет нормальный при всей веселухе, происходящей в бортсети — блок успешно испытан и на соответствие требованиям ГОСТ 28751 по 4 степени жесткости.
рассчитывали на 33 В (хотя и в этом случае блок «окукливается»Расшифруйте, пожалуйста.
диодные сборки со встроенным стабилитроном, типа такойПодробнее, мне интересно. Смотрел подобные, очень не понравилось расположение выводов (о чём только думают разработчики?)
рассчитывали на 33 В (хотя и в этом случае блок «окукливается»Расшифруйте, пожалуйста.
Что расшифровать? «рассчитывали на 33» или «окукливается». Второе — как и при понижении напряжения, блок переходит в нерабочий режим, не отслеживая входы (кроме уровня питания), и отключив все выходы.
Подробнее, мне интересно.А что подробнее-то? Принцип ее работы виден из ее схемы. Марки подсказать — так вы сами уже смотрели ведь.
Да, марки. Может, Ваши получше, чем я смотрел.
Да вряд ли, у них всех более-менее одинаковый принцип раскладки выводов.
Пример — PJSRV05W-4DW,
У меня к ним другая претензия — они все на стандартные напряжения питания рассчитаны — 3,3 В, 5 В, а на промежуточные фиг найдёшь. А у 5-вольтовых порог открывания от 6 В начинается, что уже предел для AVR.
Пример — PJSRV05W-4DW,
У меня к ним другая претензия — они все на стандартные напряжения питания рассчитаны — 3,3 В, 5 В, а на промежуточные фиг найдёшь. А у 5-вольтовых порог открывания от 6 В начинается, что уже предел для AVR.
В принципе, десяток входов — около 1 мА получается при общем потреблении на Vcc в сотни мА — намного не поднимет.
Конечно на таком потреблении не поднимет, но вот вы решили уменьшить потребление схемы, поменяли контроллер на более экономный, а то и обновили софт и ввели режимы пониженного потребления для основной и вспомогательной периферии. И тут появляется такой нежданчик — сгорающие по непонятной причине МК. Будете долго искать, я всего лишь предупредил.
Источник сигнала — бортовая сеть автомобиля. Делитель — не является основной нагрузкой! Он подключается параллельно нагрузке.
Надо, к примеру, определять, подано ли напряжение на какой-нибудь клапан или лампу. Токи там и так гуляют от сотен мА до единиц А.
Ну я ж не мог знать, что вы включаетесь параллельно другим цепям. Тогда можно и экономить, конечно.
Но при наличии конденсатора параллельно нижнему плечу делителя — вообще-то помехоустойчивость растет с ростом постоянной времени RC-цепочки.
RC цепочка замедляет фронты. Это ограничивает быстродействие и нужен будет компромисс. А увеличение тока на быстродействие не влияет.
Ну, там помимо контроллера есть чему жрать.
А изменение куска схемотехники (замена контроллера) в любом случае означает пересчёт и остальных цепей.
Между помехоустойчивостью и быстродействием, конечно, приходится искать компромисс.
В общем, описываемый мной вариант всего лишь частный случай, пригодный для конкретных условий. Моей ошибкой было преподнести это в такой форме, как будто это универсальное решение (что, конечно, не так).
А изменение куска схемотехники (замена контроллера) в любом случае означает пересчёт и остальных цепей.
Между помехоустойчивостью и быстродействием, конечно, приходится искать компромисс.
В общем, описываемый мной вариант всего лишь частный случай, пригодный для конкретных условий. Моей ошибкой было преподнести это в такой форме, как будто это универсальное решение (что, конечно, не так).
Ну я ж не мог знать, что вы включаетесь параллельно другим цепям. Тогда можно и экономить, конечно.
Нельзя экономить. На приведённом рисунке напряжение U1 на контролируемом участке цепи не равно напряжению U2 на входе контроллера в моменты импульсных наводок. Уменьшение входного сопротивления делителя ПЛК уменьшает U2 за счёт увеличения нагрузки, и соответственно уменьшает влияние помех.
Думаю, Вы об этом знаете, но кому-то может быть полезно.На этой схеме для понятности стоило бы изобразить сопротивления самой линии.
Можно/нельзя — это не абсолютные максимы. У каждого решения есть свои плюсы и минусы, и надо анализировать, что перевешивает для конкретного случая. Ухудшение помехоустойчивости при увеличении сопротивления делителя можно компенсировать другими мерами, после делителя (иногда ценой снижения быстродействия).
В моем случае альтернатива высокоомному делителю — ставить гигантские резисторы с огромной мощностью рассеяния (поскольку предьявляемые требования к блоку гласят, что кроме длительных штатных напряжений могут приключаться перенапряжения до 200 В — конечно, кратковременные, но не настолько, чтоб маломощный резистор не успел нагреться).
А вообще, про нагрузку речь шла в том плане, что без нее тока делителя может не хватать для замыкания контактов выключателя.
Можно/нельзя — это не абсолютные максимы. У каждого решения есть свои плюсы и минусы, и надо анализировать, что перевешивает для конкретного случая. Ухудшение помехоустойчивости при увеличении сопротивления делителя можно компенсировать другими мерами, после делителя (иногда ценой снижения быстродействия).
В моем случае альтернатива высокоомному делителю — ставить гигантские резисторы с огромной мощностью рассеяния (поскольку предьявляемые требования к блоку гласят, что кроме длительных штатных напряжений могут приключаться перенапряжения до 200 В — конечно, кратковременные, но не настолько, чтоб маломощный резистор не успел нагреться).
А вообще, про нагрузку речь шла в том плане, что без нее тока делителя может не хватать для замыкания контактов выключателя.
А вообще, про нагрузку речь шла в том плане, что без нее тока делителя может не хватать для замыкания контактов выключателя.
Я-бы переформулировал как: «А вообще, про нагрузку речь шла в том плане, что без нее ток делителя может оказаться ниже минимального коммутируемого тока данного выключателя (контактного датчика).»
для понятности стоило бы изобразить сопротивления самой линииСопротивление активное может быть близко к нулю, но есть ещё индуктивное, к тому же сам провод в момент наводки может быть не только сопротивлением, но и источником ЭДС. Короче, если врисовать в схему все эквиваленты, то и академик не разберётся.
при большом количестве сигналов ваш контроллер начнет запитываться от них через диоды, а не от источника питанияТоже думал об этом. Практически, конечно, трудно достижимо, но какие могут быть последствия? Что при этом будет 5-вольтовому линейному стабилизатору?
через контакты выключателя/кнопки должен протекать небольшой ток — порядка 5-10мА. Это надо то ли для самоочистки контактов, то ли еще для чего-то — не помню. В некоторых выключателях даже написано в даташите минимально коммутируемое напряжение и токПодтверждаю, встречал данные. Мои делители рассчитаны именно с учётом этого, но позволяют применять резисторы 0,25 Вт 3 кОм при напряжении до 33 В, при ошибочной подаче большего напряжения ещё и должны работать как предохранители. На практике входы срабатывают примерно после 13 В, хотя рассчитывал на 18 (если правильно помню).
Тоже думал об этом. Практически, конечно, трудно достижимо, но какие могут быть последствия? Что при этом будет 5-вольтовому линейному стабилизатору?
Практически, если у вас в схеме кроме МК, потребляющего каких-нибудь 10мА ничего нет, это достаточно достижимо. Стабилизатору ничего не будет, будет плохо тому МК. У вас просто перестанет регулироваться напряжение питания.
Практически, конечно, трудно достижимо, но какие могут быть последствия? Что при этом будет 5-вольтовому линейному стабилизатору?
Подавляющее большинство стабилизаторов — может только отдавать ток в нагрузку (для простоты — пока ограничимся стабилизаторами положительного напряжения). Если ток через защитные диоды превысит ток потребления схемы, то стабилизатор запрётся (на выходе и так достаточно напряжения) и напряжение питания сможет неконтролируемо расти.
напряжение питания сможет неконтролируемо расти.А от этого можно защититься ограничителем напряжения с порогом чуть выше напряжения питания. В большинстве диодных сборок для защиты линий данных такой ограничитель встроен (стабилитрон или супрессор).
А от этого можно защититься ограничителем напряжения с порогом чуть выше напряжения питания
Насколько я помню их характеристики, этот порог все равно слишком высок для современной электроники.
Смотря как подобрать ограничитель. Да, придется его загнать в точку дальше начала открывания, где через него будет течь довольно заметный ток — то есть он становится еще одним потребителем, что может быть проблемой при необходимости экономить питание. Но обычно такая необходимость крайне редко сочетается с такими диапазонами внешних напряжений и величинами кондуктивных помех.
Кстати, какой реальный порог для супрессоров? Данные на них довольно противоречивые, померить на практике руки не доходят (да у меня только один тип и есть, ещё найти нужно). Имею ввиду именно штучные, не в сборках, и с указанным напряжением 5В или 6В.
он становится еще одним потребителемЗдесь может вырисоваться ещё одна проблема- он будет греться уже в холостом режиме, а когда внезапно понадобится его помощь- а он уже «уставший».
ну… что считать «реальным порогом». С замерами их характеристик, с контролем и тока и напряжения, вот как-то не довелось дела иметь.
В даташитах есть breakout voltage — момент начала открывания, каковым считается протекание тока обычно в 1 mA. С ним обычно противоречий не встречается.
Плюс к этому указывают max clamping voltage — значение, выше которого напряжение не вылезет, если пиковый ток не превысит оговоренного значения (которых часто указывается несколько, для разных длительностей импульса).
И вот для него да, даже у одного производителя могут встречаться разные значения в разных изданиях даташита. Но учитывая, что до указанного максимального тока дело лучше не доводить (супрессор должен работать в паре с токоограничительным элементом), то на практике разброд становится несущественным.
Например, для SMBJ5.0 у ST прописано для импульса 10/1000 мкс (фронт/длительность) — 9.2 В при максимальном токе 68 А, а для 8/20 — в одном случае 14,4 В и 275 А, а в другом 13,4 и 298. Соответственно, защищаемая цепь должна выдерживать в импульсе с такой длительностью вольт 20 (надо брать с запасом).
К сожалению, предельных данных по длительному режиму в даташитах на супрессоры не приводят.
Но чисто по тепловому расчету — на десятке миллиампер будут выделяться считанные десятки мВт. Тепловое сопротивление junction to ambient для тех же SMBJ — 90 °C/W, так что перегрев будет всего в единицы градусов. Это интуитивно кажется незначимой величиной в сопоставлении с верхней границей Operating Temperature Range в 175 °C.
А вообще, для описываемой задачи (ограничить напряжение после делителя) лучше использовать стабилитрон, с известными параметрами именно для длительного режима. И с характеристикой как-то пояснее.
В даташитах есть breakout voltage — момент начала открывания, каковым считается протекание тока обычно в 1 mA. С ним обычно противоречий не встречается.
Плюс к этому указывают max clamping voltage — значение, выше которого напряжение не вылезет, если пиковый ток не превысит оговоренного значения (которых часто указывается несколько, для разных длительностей импульса).
И вот для него да, даже у одного производителя могут встречаться разные значения в разных изданиях даташита. Но учитывая, что до указанного максимального тока дело лучше не доводить (супрессор должен работать в паре с токоограничительным элементом), то на практике разброд становится несущественным.
Например, для SMBJ5.0 у ST прописано для импульса 10/1000 мкс (фронт/длительность) — 9.2 В при максимальном токе 68 А, а для 8/20 — в одном случае 14,4 В и 275 А, а в другом 13,4 и 298. Соответственно, защищаемая цепь должна выдерживать в импульсе с такой длительностью вольт 20 (надо брать с запасом).
будет греться уже в холостом режиме
К сожалению, предельных данных по длительному режиму в даташитах на супрессоры не приводят.
Но чисто по тепловому расчету — на десятке миллиампер будут выделяться считанные десятки мВт. Тепловое сопротивление junction to ambient для тех же SMBJ — 90 °C/W, так что перегрев будет всего в единицы градусов. Это интуитивно кажется незначимой величиной в сопоставлении с верхней границей Operating Temperature Range в 175 °C.
А вообще, для описываемой задачи (ограничить напряжение после делителя) лучше использовать стабилитрон, с известными параметрами именно для длительного режима. И с характеристикой как-то пояснее.
Спасибо. Примерно так я и предполагал. Но вопросов не стало меньше. Как я понимаю, основная роль супрессора, подключенного параллельно цепи питания микроконтроллера (не по входам),- спасти сам мк в случае аварийного превышения напряжения, даже ценой своей жизни. Но поможет ли это мк, если перед смертью супрессора напряжение на мк поднялось до 9,2В? Хотя чужой опыт, описанный в интернете, показывает, что мк выдерживает такое напряжение. Верить ли?
Наверно, нужно пожертвовать одним супрессором и провести лабораторные исследования характеристик.
Наверно, нужно пожертвовать одним супрессором и провести лабораторные исследования характеристик.
Как я понимаю, основная роль супрессора, подключенного параллельно цепи питания микроконтроллера (не по входам),- спасти сам мк в случае аварийного превышения напряжения, даже ценой своей жизни.
Так считают многие, до того, как внимательно ознакомиться с характеристиками супрессоров. Супрессоры предназначены для подавления импульсов, а не постоянки, поэтому лично я считаю суппрессоры в цепи питания — это чисто для самоуспокоения. На самом деле электронику они нифига таким образом не защитят.
Насколько я помню appnote к указанным выше PJSRV05W-4DW и аналогичным, то там общий плюсовой вывод не должен цепляться напрямую к питанию контроллера — это должна быть отдельная шина для слива помех на этот супрессор через диоды.
Как я понимаю, основная роль супрессора, подключенного параллельно цепи питания микроконтроллера (не по входам),- спасти сам мк в случае аварийного превышения напряжения, даже ценой своей жизни.
Оборона должна быть эшелонирована. Где-то рядом с бурями и грозами внешнего мира, сливается в «землю» основная энергияя уст перегрузки. Небольшой остаток (некая доля от потребления прибора) — рассеивается уже перед входами микроконтроллера.
Ну а по требуемому быстродействию защищаемой линии — можно ещё накидать разных вводных и разных методов защиты.
Вот спасибо (без сарказма), а то попридираться все горазды, зачастую необоснованно.
при разбросе входного напряжения от 18 до 30,5 ВХотите весёлого? С некоторых пор отечественный производитель ПЛК (тех, что у нас на предприятии) стал давать гарантию на свои ПЛК только при условии питания от «своих» же блоков питания. Те, скорей всего, залежались у них на складе, поскольку конструкция явно разработана в 70-х годах (поверьте, я знаю о чём говорю, именно о конструкции, а не о схеме). Внутри обычный трансформатор с выпрямителем на КД202 (!) и конденсатором, из нового только китайские 5мм светодиоды в прозрачных корпусах. И всё бы ничего, но на ПЛК они пишут «макс 30 В», а на блоке питания при подключенном контроллере 33...34 В.
Блин, щас изобретете триггеры Шмидта, а потом еще окажется, что входной ток желательно до 5ма увеличить и т.д. и т. п.
Автору же сказали уже, что схемы с большими проблемами.
Я, кстати, смотрю, что основным мотиватором этой разработки стали проблемы с «правильными» ПЛК. Интересно было бы узнать производителя.
Производитель отечественный, вы хотите, чтоб они на меня в суд подали? В целом довольно правильно спроектированы, но и огрехов хватает, хоть я особо и не искал. О пылевлагозащите точно не позаботились.
Пылевлагозащиты может не быть из-за того, что подразумевается эксплуатация в чистых сухих помещениях, или защита на уровне шкафа. Соответственно, можно сэкономить — либо снизить цену и повысить привлекательность для желающих сэкономить, либо свою маржу увеличить с сохранением цены (но тогда придется конкурировать в том же ценовом диапазоне с более качественными изделиями).
Если у вас пыльно и брызги, значит надо выбирать железо с нужным IP — 54, 65. А когда в характеристиках честно заявлено IP30 — выбирать такое и потом жаловаться, что оно не защищено — нууу, «бачили очи що купувалы». Однозначное нарушение условий эксплуатации же.
А если производитель заявил некоторые характеристики (причем не где-то на сайте, а в документе типа паспорта, руководства по эксплуатации), а на деле они не соблюдаются (что должно быть установлено экспертизой с испытаниями, а не отдельными казусами) — то вообще-то если что, с производителя и содрать чего-то можно (если изначально в договоре поставок не лажануться с отказом от возможных претензии или с чем-то менее очевидным).
Примечание про «отдельные казусы»: если казусы происходят массово — это повод насторожиться и провести экспертизу / испытания в контролируемых условиях, но еще не повод сразу обвинять производителя.
Мы так за партию микросхем (ключей) поставщику претензии предъявляли, когда в цепи глюки полезли. Сделали замеры параметров — бац, некоторые даташиту не соответствует, и сильно. Комиссия, акт, претензия.
Если у вас пыльно и брызги, значит надо выбирать железо с нужным IP — 54, 65. А когда в характеристиках честно заявлено IP30 — выбирать такое и потом жаловаться, что оно не защищено — нууу, «бачили очи що купувалы». Однозначное нарушение условий эксплуатации же.
А если производитель заявил некоторые характеристики (причем не где-то на сайте, а в документе типа паспорта, руководства по эксплуатации), а на деле они не соблюдаются (что должно быть установлено экспертизой с испытаниями, а не отдельными казусами) — то вообще-то если что, с производителя и содрать чего-то можно (если изначально в договоре поставок не лажануться с отказом от возможных претензии или с чем-то менее очевидным).
Примечание про «отдельные казусы»: если казусы происходят массово — это повод насторожиться и провести экспертизу / испытания в контролируемых условиях, но еще не повод сразу обвинять производителя.
Мы так за партию микросхем (ключей) поставщику претензии предъявляли, когда в цепи глюки полезли. Сделали замеры параметров — бац, некоторые даташиту не соответствует, и сильно. Комиссия, акт, претензия.
если изначально в договоре поставок не лажанутьсяНедавно был казус. На гибочном станке (один из самых крутых у нас) вышла из строя материнка, сугубо индустриальная, хоть и IBM-совместимая, с кучей хитрых интерфейсов. Замену (б.у) фирма-посредник нашла где-то в Италии за 5000 у.е., прислали почтой из Киева (за такие деньги мог бы и представитель привезти), а она не работает. Закончилось тем, что микруху Биоса с присланной переставили на свою, и всё заработало. Деньги никто не вернул, как я понял, так что это была одна из самых дорогих flash в истории.
Прошу прощения за свою серость, а что такое ПЛК? Программируемый логический контроллер?
В качестве примера, одна известная европейская компания делает так:
Если Ваш проект будет иметь развитие, на второй итерации добавьте в дискретные входы триггеры Шмитта (питаемые от того же напряжения, что и микроконтроллер) — обычный инвертор 74HC14 или более продвинутый вариант 74HC7014D (имеет более жесткие пороги переключения и повышенное допустимое входное напряжение) — между входным делителем и отводом сигнала через последовательный резистор. Это, как минимум, даст единую опору (опорное напряжение, reference) и для ЦАПа, который Вы организуете на дискретных элементах по типу матрицы R—2R, и для АЦП внутри микроконтроллера. Сейчас у Вас таких «опор» целых три — одна внутри АЦП (напряжение питания микроконтроллера) и еще две (по одной на каждый «цапируемый» дискретный) снаружи изделия (внешние прикладываемые напряжения). В таких условиях, когда опора одна общая, пороги квантования будут устойчивее. Может быть, тогда Вы разовьете свою идею, подключив к одному выводу микроконтроллера не два (как сейчас), а три, четыре или более дискретных входов, доведя связку «дискретные входы — ЦАП на россыпях — интегрированный АЦП» до предела технически возможного.
А вот реализация второго задействованного Вами похода — динамическое переключение между работой на едином выводе низкоомного источника на цепь, управляемую током, и выскоомного приемника, реагирующего на потенциал, — вызывает у меня опасения. Может быть они напрасны, но расчет статических характеристик схемы (пусть и очень спорный, но он хотя бы есть) подробно приводится, а вот расчет динамических характеристик лишь вскользь упоминается. А ведь здесь (в динамическом переключении) важен именно он. Основной вопрос здесь: на чью инерционность при кратковременном отключении источника Вы полагаетесь (закладываетесь): транзистора, оптопары, или самого реле? Правильно было бы рассчитывать на инерционность (цепи) транзистора, но ФНЧ с известными, рассчитываемыми характеристиками в цепи управления им нет. (Оптопара вообще лишняя, надеюсь, во второй итерации Вы ее исключите.) А вот рассчитывать на инерционность реле просто опасно, так как такой тонкий глюк на столе можно и не отловить, зато совсем не весело «залететь» на вибростенде, либо получить возврат с места эксплуатации с диагнозом «вертикально работает, а на боку нет».
Ждем вторую итерацию. Удачи :-)
DI, 24Vdc, dry, w/LED
Если Ваш проект будет иметь развитие, на второй итерации добавьте в дискретные входы триггеры Шмитта (питаемые от того же напряжения, что и микроконтроллер) — обычный инвертор 74HC14 или более продвинутый вариант 74HC7014D (имеет более жесткие пороги переключения и повышенное допустимое входное напряжение) — между входным делителем и отводом сигнала через последовательный резистор. Это, как минимум, даст единую опору (опорное напряжение, reference) и для ЦАПа, который Вы организуете на дискретных элементах по типу матрицы R—2R, и для АЦП внутри микроконтроллера. Сейчас у Вас таких «опор» целых три — одна внутри АЦП (напряжение питания микроконтроллера) и еще две (по одной на каждый «цапируемый» дискретный) снаружи изделия (внешние прикладываемые напряжения). В таких условиях, когда опора одна общая, пороги квантования будут устойчивее. Может быть, тогда Вы разовьете свою идею, подключив к одному выводу микроконтроллера не два (как сейчас), а три, четыре или более дискретных входов, доведя связку «дискретные входы — ЦАП на россыпях — интегрированный АЦП» до предела технически возможного.
А вот реализация второго задействованного Вами похода — динамическое переключение между работой на едином выводе низкоомного источника на цепь, управляемую током, и выскоомного приемника, реагирующего на потенциал, — вызывает у меня опасения. Может быть они напрасны, но расчет статических характеристик схемы (пусть и очень спорный, но он хотя бы есть) подробно приводится, а вот расчет динамических характеристик лишь вскользь упоминается. А ведь здесь (в динамическом переключении) важен именно он. Основной вопрос здесь: на чью инерционность при кратковременном отключении источника Вы полагаетесь (закладываетесь): транзистора, оптопары, или самого реле? Правильно было бы рассчитывать на инерционность (цепи) транзистора, но ФНЧ с известными, рассчитываемыми характеристиками в цепи управления им нет. (Оптопара вообще лишняя, надеюсь, во второй итерации Вы ее исключите.) А вот рассчитывать на инерционность реле просто опасно, так как такой тонкий глюк на столе можно и не отловить, зато совсем не весело «залететь» на вибростенде, либо получить возврат с места эксплуатации с диагнозом «вертикально работает, а на боку нет».
Ждем вторую итерацию. Удачи :-)
По аналогии с «кашей из топора»- если добавить в схему всё, о чём Вы пишете, получится обычный плк.
С инерционностью реле вообще нет проблем, время «паузы» на порядок меньше, чем время размыкания сердечника среднестатистического реле. Схема с оптроном на выходе требует минимальное количество деталей при общем минусе для реле (чтоб проверить в существующей схеме). Кроме того, если не заметили, оптопара срабатывает при определённом напряжении на выходе, это является необходимым условием при таком включении.
Основным посылом проекта был именно минимализм в схемотехнике.
Спасибо за такой серьёзный разбор, после такой бури эмоций в комментариях я подумаю над испытаниями в реальных условиях. Люди при этом ни в коем случае не пострадают!
Кстати, меня смущает резистор 100 кОм в приведённой схеме.
«опор» целых три — одна внутри АЦП (напряжение питания микроконтроллера) и еще две (по одной на каждый «цапируемый» дискретный) снаружи изделия (внешние прикладываемые напряжения)Нет, две не снаружи, а напряжения стабилизации светодиодов (если снаружи больше 14 вольт примерно при норме в 24В)
С инерционностью реле вообще нет проблем, время «паузы» на порядок меньше, чем время размыкания сердечника среднестатистического реле. Схема с оптроном на выходе требует минимальное количество деталей при общем минусе для реле (чтоб проверить в существующей схеме). Кроме того, если не заметили, оптопара срабатывает при определённом напряжении на выходе, это является необходимым условием при таком включении.
Основным посылом проекта был именно минимализм в схемотехнике.
Спасибо за такой серьёзный разбор, после такой бури эмоций в комментариях я подумаю над испытаниями в реальных условиях. Люди при этом ни в коем случае не пострадают!
Кстати, меня смущает резистор 100 кОм в приведённой схеме.
На картинке нет ошибок, резистор действительно 100 кОм, что педантично, но логично. На мой же взгляд, ложно смущать в большей степени должен варистор с напряжением отсечки ~130 В. Тут уж кому как.
Испытания эксплуатацией в реальных условиях пока еще чрезмерно поспешны, так как текущая итерация не проходит даже испытания карандашом.
В типовой схеме, где каждый дискетный вход подключается (опосредованно, конечно) к своему собственному выводу микроконтроллера (или регистра), на состояние отдельно взятого дискретного входа (которое читается микроконтроллером на соотв. выводе) не влияют состояния других дискретных входов. Другими словами, имеется параллельный код с бинарными разрядами, где каждый разряд не влияет на никакие другие и поэтому не зависим от их состояния.
В Вашем случае, двухразрядный параллельный код (даже не с бинарными, а аналоговыми разрядами) смешивается весовой схемой в одну (синтетическую) аналоговую величину, таким способом делая разряды влияющими друг на друга (сообразно весам) и поэтому зависимыми друг от друга при детектировании на дальнейшем АЦП.
Примем D1 — разряд со старшим весом, D0 — разряд с младшим весом, тогда для следующих состояний разрядов ожидаем следующие значения аналоговой величины (то есть, напряжения на выходе ЦАП = входе АЦП):
— при D1=«1», D0=«1» — интервал {U11},
— при D1=«1», D0=«0» — интервал {U10},
— при D1=«0», D0=«1» — интервал {U01},
— при D1=«0», D0=«0» — интервал {U00},
где {U00} < {U01} < {U10} < {U11}.
При переходе разряда D1 из «1» в «0» на фоне D0 = «1», напряжение на входе АЦП, изначально находящееся в интервале {U11}, должно будет снизиться до уровня в интервале {U01}, при этом оно ОБЯЗАТЕЛЬНО пройдет через интервал {U10} — и если в это время прочитать АЦП, то будет детектировано ошибочное состояние не для разряда D1, который изменяется, а для разряда D0, который на входе остается постоянным.
Триггеры Шмитта обеспечат наличие именно только и только бинарных (логические HIGH и LOW) состояний на входах весовой схемы («ЦАП на россыпях»), сейчас такие состояния у Вас — чисто аналоговые и могут принимать любые значения, для которых анализировать устойчивость детектирования просто бесполезно.
Второе, но не менее полезное, что даст триггер Шмитта, — нивелирует длительность переходного процесса (например, медленное нарастание) и избыточность состояний (например, уровни между паспортным «0» и «1») на дискретном входе.
Не верите? Проведите следующий статический эксперимент на столе. Возьмите два источника опорного напряжения, один подключите к одному дискретному входу, другой — к другому. На один вход подайте постоянное значение, соотв. «0» или «1», а на второй — последовательно точки из диапазона (0—30) В с шагом (0,5—1) В и посмотрите, как конструкция текущей итерации будет детектировать состояния входов и как они будут отличаться от истинных. После повторите эксперимент, поменяв входы местами. (Далее, когда и если будет конструкция с триггерами, сравните результаты.)
Только после того, как схемотехникой будет обеспечено смешивание именно бинарных (а не аналоговых, как сейчас) сигналов (соотв. разрядов), можно переходить к следующим вопросам, таким как асинхронный опрос высокочастотной системой состояния низкочастотной системы, детектирование переходных состояний, управление реле.
Минимализм — задача здравая, опасаться нужно решений с болячками.
Испытания эксплуатацией в реальных условиях пока еще чрезмерно поспешны, так как текущая итерация не проходит даже испытания карандашом.
В типовой схеме, где каждый дискетный вход подключается (опосредованно, конечно) к своему собственному выводу микроконтроллера (или регистра), на состояние отдельно взятого дискретного входа (которое читается микроконтроллером на соотв. выводе) не влияют состояния других дискретных входов. Другими словами, имеется параллельный код с бинарными разрядами, где каждый разряд не влияет на никакие другие и поэтому не зависим от их состояния.
В Вашем случае, двухразрядный параллельный код (даже не с бинарными, а аналоговыми разрядами) смешивается весовой схемой в одну (синтетическую) аналоговую величину, таким способом делая разряды влияющими друг на друга (сообразно весам) и поэтому зависимыми друг от друга при детектировании на дальнейшем АЦП.
Примем D1 — разряд со старшим весом, D0 — разряд с младшим весом, тогда для следующих состояний разрядов ожидаем следующие значения аналоговой величины (то есть, напряжения на выходе ЦАП = входе АЦП):
— при D1=«1», D0=«1» — интервал {U11},
— при D1=«1», D0=«0» — интервал {U10},
— при D1=«0», D0=«1» — интервал {U01},
— при D1=«0», D0=«0» — интервал {U00},
где {U00} < {U01} < {U10} < {U11}.
При переходе разряда D1 из «1» в «0» на фоне D0 = «1», напряжение на входе АЦП, изначально находящееся в интервале {U11}, должно будет снизиться до уровня в интервале {U01}, при этом оно ОБЯЗАТЕЛЬНО пройдет через интервал {U10} — и если в это время прочитать АЦП, то будет детектировано ошибочное состояние не для разряда D1, который изменяется, а для разряда D0, который на входе остается постоянным.
Триггеры Шмитта обеспечат наличие именно только и только бинарных (логические HIGH и LOW) состояний на входах весовой схемы («ЦАП на россыпях»), сейчас такие состояния у Вас — чисто аналоговые и могут принимать любые значения, для которых анализировать устойчивость детектирования просто бесполезно.
Второе, но не менее полезное, что даст триггер Шмитта, — нивелирует длительность переходного процесса (например, медленное нарастание) и избыточность состояний (например, уровни между паспортным «0» и «1») на дискретном входе.
Не верите? Проведите следующий статический эксперимент на столе. Возьмите два источника опорного напряжения, один подключите к одному дискретному входу, другой — к другому. На один вход подайте постоянное значение, соотв. «0» или «1», а на второй — последовательно точки из диапазона (0—30) В с шагом (0,5—1) В и посмотрите, как конструкция текущей итерации будет детектировать состояния входов и как они будут отличаться от истинных. После повторите эксперимент, поменяв входы местами. (Далее, когда и если будет конструкция с триггерами, сравните результаты.)
Только после того, как схемотехникой будет обеспечено смешивание именно бинарных (а не аналоговых, как сейчас) сигналов (соотв. разрядов), можно переходить к следующим вопросам, таким как асинхронный опрос высокочастотной системой состояния низкочастотной системы, детектирование переходных состояний, управление реле.
Минимализм — задача здравая, опасаться нужно решений с болячками.
Про переходы через интервалы тоже задумывался в своё время. Но дело в том, что при этом мы получаем «внутри» контроллера бинарные переменные состояния входов, а уж с ними мы можем применить программную фильтрацию в виде обработки «дребезга контактов», при этом кратковременное переходное состояние будет игнорироваться контроллером. Разумеется, это вносит некоторую задержку относительно реального входного сигнала, но меня устраивает эта задержка.
Конкретно для Аттини реализовать эту обработку проблематично, упираемся в недостаток памяти. Хотя, я думаю, Archy_Kld или DolphinSoft сделали бы без проблем.
Конкретно для Аттини реализовать эту обработку проблематично, упираемся в недостаток памяти. Хотя, я думаю, Archy_Kld или DolphinSoft сделали бы без проблем.
Как бы Вам объяснить на пальцах…
У Вас в схеме есть «ЦАП», который из двух (!) входных сигналов делает один (!) по весовой формуле типа M = 2/3 * D1 + 1/3 * D0. Так вот, однозначно (!) восстановить входную информацию можно только при условии, что входные сигналы принимают только оговоренные значения, такие, чтобы при всех их комбинациях значения M были разные (непересекающиеся) — другими словами, любому значению М должна соответствовать одна и только одна (!) комбинация допустимых значений входных сигналов — то есть, отображение должно быть 1:1, и ни в коем случаем не n:1.
Случай D1={0 или 1}, D={0 или 1} дает такое условие. Даже случай D1={0±1/3 или 1±1/3}, D={0±1/3 или 1±1/3} дает такое условие. Только это не Ваши случаи. У Вас — в отсутствии пороговых элементов — входные сигналы могут принимать любые значения, грубо говоря, с такой схемотехникой дискретных входов, Вы имеете D1={любое в интервале от –1 до +1} и D0={любое в интервале от –1 до +1}. Поэтому из M в Вашем случае однозначно (!) ничего восстановить нельзя.
Для дискретного входа, картинка которого приведена мною выше, производитель при номинале 24 В устанавливает следующую переходную характеристику:
Вчера специально нашел круглый 5-мм белый светодиод (ниже данные на желтом светодиоде приводятся для справки) и оценил вживую (на макетке) Вашу конструкцию… С такой передаточной характеристикой никакие программисты не помогут, ибо «кошек из котлет не восстановишь».
Предположение (ожидание?)
(По-прежнему настаиваю, что нужна вторая итерация.)
У Вас в схеме есть «ЦАП», который из двух (!) входных сигналов делает один (!) по весовой формуле типа M = 2/3 * D1 + 1/3 * D0. Так вот, однозначно (!) восстановить входную информацию можно только при условии, что входные сигналы принимают только оговоренные значения, такие, чтобы при всех их комбинациях значения M были разные (непересекающиеся) — другими словами, любому значению М должна соответствовать одна и только одна (!) комбинация допустимых значений входных сигналов — то есть, отображение должно быть 1:1, и ни в коем случаем не n:1.
Случай D1={0 или 1}, D={0 или 1} дает такое условие. Даже случай D1={0±1/3 или 1±1/3}, D={0±1/3 или 1±1/3} дает такое условие. Только это не Ваши случаи. У Вас — в отсутствии пороговых элементов — входные сигналы могут принимать любые значения, грубо говоря, с такой схемотехникой дискретных входов, Вы имеете D1={любое в интервале от –1 до +1} и D0={любое в интервале от –1 до +1}. Поэтому из M в Вашем случае однозначно (!) ничего восстановить нельзя.
Для дискретного входа, картинка которого приведена мною выше, производитель при номинале 24 В устанавливает следующую переходную характеристику:
- при Uвх от –30 В до +5 В — Uвых будет на логическом уровне «0»;
- при Uвх от +5 В до +13 В — Uвых будет на логическом уровне, а вот «0» или «1» — это уже как повезет;
- при Uвх от +30 В до +13 В — Uвых будет на логическом уровне «1».
Вчера специально нашел круглый 5-мм белый светодиод (ниже данные на желтом светодиоде приводятся для справки) и оценил вживую (на макетке) Вашу конструкцию… С такой передаточной характеристикой никакие программисты не помогут, ибо «кошек из котлет не восстановишь».
DI_seri0shka, 24VDC, dry, w/LED [White (normative), Amber (informative)]
Предположение (ожидание?)
промежуточных уровней на входе быть не должно- только 0 В или 24 Ви желание
подумаю над испытаниями в реальных условияхвзаимоисключающи.
(По-прежнему настаиваю, что нужна вторая итерация.)
Индикационные светодиоды лучше тоже ставить после пороговых элементов. Тогда состояние светодиода будет однозначно соответствовать тому, что видит микроконтроллер. И характеристики светодиода ни на что не влияют.
А иначе может быть, что светодиод горит, а контроллер видит 0. Или светодиод еще не горит, а контроллер видит 1. Весело.
Но недостаток в том, что не удастся воспользоваться входным током от источника сигнала — т.е. увеличивается потребляемая мощность устройства и требуется дополнительный токоограничительный резистор.
Для дискретного входа, картинка которого приведена мною выше, производитель при номинале 24 В устанавливает следующую переходную характеристику:
при Uвх от –30 В до +5 В — Uвых будет на логическом уровне «0»;
при Uвх от +5 В до +13 В — Uвых будет на логическом уровне, а вот «0» или «1» — это уже как повезет;
при Uвх от +30 В до +13 В — Uвых будет на логическом уровне «1».
Ну и если предусматривается сопряжение своего ПЛК с общепромышленными датчиками, выключателями и сенсорами, то хорошо бы иметь согласованные с ними уровни и пороги переключения.
Например, для логических входов эти уровни задаются IEC 61131-2 (смотрите цифровые входы типов 1/2/3 и ВАХ и таблицы начиная с 5.2.1.2)
Почему именно МЭК 61131? Из-за того, что в титуле есть слова «Контроллеры программируемые» (заметьте, даже не ПЛК)? Почему не МЭК 60255 (релейная автоматика), МЭК 60870 (телемеханика, АСУ ТП), СтО ФСК ЕЭС (электроэнергетика), просто готовое стороннее изделие, признанное «лучшей породой»?
Кстати, при небольших доработках (добавить блокирующий диод) схемотехника автора вполне соответствует требованиям МЭК 61131-2, так как методика испытаний там открытая. А уж в том, что к разработке серии МЭК 61131 приложили руку представители той самой упомянутой мной выше одной известной европейской компании, сомневаться не стоит, так что и их схемотехника тоже ему соответствует. А как иначе-то? Вообще, МЭК 61131 — рамочный, либеральный стандарт. Почему от него так много ждут, не понимаю…
Кстати, при небольших доработках (добавить блокирующий диод) схемотехника автора вполне соответствует требованиям МЭК 61131-2, так как методика испытаний там открытая. А уж в том, что к разработке серии МЭК 61131 приложили руку представители той самой упомянутой мной выше одной известной европейской компании, сомневаться не стоит, так что и их схемотехника тоже ему соответствует. А как иначе-то? Вообще, МЭК 61131 — рамочный, либеральный стандарт. Почему от него так много ждут, не понимаю…
Вообще-то в титуле так и написано: ATtiny против ПЛК.
Почему не 60255 или не 60870? Ну найдите в этих стнадартах требования к цифровым входам и тогда посмотрим. Вангую, что там либо будут такие же требования, как и в 61131, или вообще отсылка к самому стандарту.
Это называется гармонизация стандартов и я не понимаю вашей придирки. 61131 хоть и рамочный, но на самом деле покрывает настолько широкий спектр возможных применений, что имеет смысл всегда ориентироваться на него даже при разработке своих изделий. Найдите стандарт лучше.
Прочитайте, пожалуйста, внимательнее:
К Вам я никоим образом не придираюсь, с чего Вы обратное надумали? Я действительно хочу узнать, почему у Вас при виде сокращения «ПЛК» возникает (уж через чур, имо) однозначная, безальтернативная ассоциация с МЭК 61131? Разве нет других альтернатив? (Судя по тому, что Вы воспользовались очень инженерным методом сравнения — вангованием, альтернативы Вам не известны?) Действительно ли все так безапелляционно?
Допустите, что у других людей может быть и другой опыт, и другие задачи, совершенно отличные от Ваших опыта и задач, тогда, наверное, и диалог пойдет конструктивнее. Или Ваш опыт абсолютен?
Почему именно МЭК 61131? Из-за того, что в титуле есть слова «Контроллеры программируемые» (заметьте, даже не ПЛК)?В титуле [стандарта], понимаете? (На мой взгляд, по контексту комментария это прямо следует. На Ваш взгляд, нет?) Или Вы даже не знаете, какой [русскоязычный] титул имеет серия стандартов, на которые Вы ссылаетесь?
К Вам я никоим образом не придираюсь, с чего Вы обратное надумали? Я действительно хочу узнать, почему у Вас при виде сокращения «ПЛК» возникает (уж через чур, имо) однозначная, безальтернативная ассоциация с МЭК 61131? Разве нет других альтернатив? (Судя по тому, что Вы воспользовались очень инженерным методом сравнения — вангованием, альтернативы Вам не известны?) Действительно ли все так безапелляционно?
Допустите, что у других людей может быть и другой опыт, и другие задачи, совершенно отличные от Ваших опыта и задач, тогда, наверное, и диалог пойдет конструктивнее. Или Ваш опыт абсолютен?
Почему именно МЭК 61131? Из-за того, что в титуле есть слова «Контроллеры программируемые» (заметьте, даже не ПЛК)?
Меня учили изучать стандарты по содержанию, а не по названию. Вы же говорите "Кондиционер", а не "Устройство для кондиционирования воздуха?"
Действительно ли все так безапелляционно?
Да, я утверждаю, что все вот так безапелляционно и есть. Хотите, называйте свою процессорную железяку как угодно — ПЛК, программируемый контроллер, программируемое реле, встроенный PC, Arduinoподобный контроллер или просто Attiny13 — если вы внимательный почитаете кроме титула стандарта также его раздел 1.1 "Область применения и цель", то вы однозначно узнаете почему данный стандарт должен ассоциироваться с вышеуказанными устройствами и в каких случаях. И это должно быть в голове каждого разработчика. Если вы при этом считаете, что 60255 или 60870 ассоциируются лучше, то прошу в студию ваши аргументы, так как я эти стандарты изучал и использовал устройства, соответствующие им, и это были совсем не ПЛК или не совсем ПЛК, как вам будет угодно.
Теперь насчет альтернатив: во многих случаях, и особенно когда идет речь о ЭМС или климатике, альтернативы есть и их много. По сферам применения можно найти стандарты, которые гарантируют работу в более жестких или наоборот более мягких условиях. Но в данном случае, а именно касательно уровней сигналов логических входов и выходов, другие, альтернативные и достаточно проработанные стандарты мне неизвестны. Если вы такие знаете, прошу внести их в диалог. Если нет, можем на этом закончить.
Для дискретных входов (мы же о них?) МЭК 61131-2 устанавливает только статические вольт-амперные характеристики. А, например, МЭК 60870-3 — не только статические, но и основные динамические, такие как времена перехода, восстановления, длительность — т. е. в части интересующих нас характеристик МЭК 60870-3 проработан (гораздо) детальнее, нежели МЭК 61131-2.
Поэтому Ваше
Вы прочитайте еще раз, о чем было обсуждение в этой ветке до того момента, пока здесь не появились Вы. Напомнить? О том, что исходная схема автора (принципиально) не работоспособна на переходных траекториях входных сигналов. И что и почему, как минимум, необходимо добавить в схему, чтобы преодолеть именно такое рассматриваемое ограничение при сохранении способа опроса. И все шло хорошо, поэтапно, пока не появились Вы со своим МЭК 61131-2, совершенно пустым с точки зрения переходных (динамических) характеристик. Что вы этим хотели доказать/показать, не понятно. Но, как в известном анекдоте, даже дискурс про «рыб» свели к собственным «блохам».
Напомню Вам еще раз на прощание, что вольт-амперные характеристики входного каскада дискретного входа в схеме автора соответствуют требованиям упоминаемого Вами при каждом удобном случае стандарта (как показывает диалог, в силу незнания каких-либо других, да и знание этого-то под вопросом).
Поэтому Ваше
… что 60255 или 60870… так как я эти стандарты изучалпротиворечит Вашему же
достаточно проработанные стандарты мне неизвестныесли, конечно, Вы изучали соотв. документы не только до раздела 1.1 :-)
Вы прочитайте еще раз, о чем было обсуждение в этой ветке до того момента, пока здесь не появились Вы. Напомнить? О том, что исходная схема автора (принципиально) не работоспособна на переходных траекториях входных сигналов. И что и почему, как минимум, необходимо добавить в схему, чтобы преодолеть именно такое рассматриваемое ограничение при сохранении способа опроса. И все шло хорошо, поэтапно, пока не появились Вы со своим МЭК 61131-2, совершенно пустым с точки зрения переходных (динамических) характеристик. Что вы этим хотели доказать/показать, не понятно. Но, как в известном анекдоте, даже дискурс про «рыб» свели к собственным «блохам».
Напомню Вам еще раз на прощание, что вольт-амперные характеристики входного каскада дискретного входа в схеме автора соответствуют требованиям упоминаемого Вами при каждом удобном случае стандарта (как показывает диалог, в силу незнания каких-либо других, да и знание этого-то под вопросом).
P.S.
Если первый транзистор включить по схеме с общей базой, то достаточно будет двух резисторов. Одного — последовательно в эмиттере первого транзистора, второго — для шунтирования эмиттерного перехода второго транзистора.
Да и то — только для оптронов, отобранных по максимальному коэффициенту передачи тока (CTR). Для «среднего» оптрона — уже могут потребоваться десятки мА.
На самом деле нужен бы ещё один резистор, и защитный диод параллельно реле...
Если первый транзистор включить по схеме с общей базой, то достаточно будет двух резисторов. Одного — последовательно в эмиттере первого транзистора, второго — для шунтирования эмиттерного перехода второго транзистора.
… предупреждаю, что для максимального тока по выходу через светодиод оптрона нужно пропустить больше 7 мА.
Да и то — только для оптронов, отобранных по максимальному коэффициенту передачи тока (CTR). Для «среднего» оптрона — уже могут потребоваться десятки мА.
Вилка против ножа, или как получить 4 дырки одним ударом
Sign up to leave a comment.
ATtiny13 против ПЛК, или как получить 14 I/O от контроллера с 8 ногами