Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Termistorowy (100k) czujnik temperatury, załączanie alarmu

madiz08 19 Lis 2014 09:49 2646 26
  • #1 19 Lis 2014 09:49
    madiz08
    Poziom 14  

    Witam
    Od jakiegoś czasu próbuję zrobić termistorowy czujnik temperatury załączający po przekroczeniu ustalonej tmp. nadajnik dzwonka bezprzewodowego.
    Trzy lata temu po wybudowaniu domu hydraulik zamontował mi zbyt duży piec (za dużo kW) i często temperatura wody dochodzi do ponad 90°C przy zadanej temperaturze 60°C
    Ogólnie założenie jest takie:
    Termistorowy (100k) czujnik temperatury, załączanie alarmu
    Przycisk w nadajniku dzwonka poprostu zwiera do masy, dlatego na wyjściu logiki załączana jest baza tranzystora, który wykonuje te połączenie z masą w nadajniku. Nadajnik na zasilanie bateryjne 12V:
    Termistorowy (100k) czujnik temperatury, załączanie alarmu
    i chciałbym aby zasilało ono też logikę, także pobór prądu w sterowaniu powinien być minimalny i teraz tak:

    1. Najpierw użyłem CMOS4001 z bramkami nor, ale tu przy powolnie narastającym progu przełączania (powolnej zmianie tmp.) przy załączeniu odbiornik, czyli dzwonek ze 20 razy na sekundę był włączany i wyłączany, przez co dźwięk dzwonka nawet nie był słyszalny. Dowiedziałem się że takie bramki nie nadają się do powolnego progu przełączającego, poprostu wpadają w rezonans chyba.

    2. Drugą rzeczą był CMOS4093 nandy ze smitchem i załączenie dzwonka było bardzo płynne, ale problem w tym, że jak np. alarmował mnie przy 80° to wyłączał się dopiero przy 40° bo histereza jest duża

    3. polecono mi żeby zrobić to na komparatorze. Kupiłem kilka szt. LM339, który na w sobie 4 komparatory, więc pomyślałem, że zrobię 4 progi załączenia alarmu:
    Termistorowy (100k) czujnik temperatury, załączanie alarmu
    Termistorowy (100k) czujnik temperatury, załączanie alarmu
    AJ, ŹLE NARYSOWAŁEM TE ELEMENTY NA ŻÓŁTO, REZYSTOR JEST NA GÓRZE, A POTENCJOMETR NA DOLE, CO BY NIE USZKODZIĆ WEJŚCIA ZBYT DUŻYM PRĄDEM
    Po czasie stwierdziłem, że zrobiłem trochę masło maślane, bo przeciez takie progi przełączenia mógłbym łatwo zrobić na jednym komparatorze, ale juz zrobiłem tak jak na schemacje. Te rezystory na żółto łacznie w parze z potencjometrem mają średnio razem około 50k, aby prądy były jak najmniejsze. Wszystko idealnie ponastawiałem w nagrzewającej się wodzie, sprawdzając jej tmp. i działało bez zarzutu.
    Zamocowałem termistor na piecu, najpierw przewód połączyłem, aby załączyło przy 55°, potem przy 65° i zadziałało super. Na stałe wpiąłem pod 75°, aby przy takiej temp. mnie informowało (15° więcej od zadanej)

    No niestety, za dwa dni sprawdzam napięcie na baterii =10V
    za kolejne 3 dni już tylko 2V :(

    Bardzo proszę o pomoc w doborze takiego scalaka, przy którym taka bateryjka pociągnie chociaż 3 miesiąse. zakładam, że prądy obwodu termistora i tych żółtych oporników i potencjometrów były na tyle male, że nie miały na to wpływu

  • Pomocny post
    #2 19 Lis 2014 15:14
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Po pierwsze, co to za bateria? Pomyślałem o użyciu DS1821 - to jest programowalny termostat - ale on w trybie termostatu pobiera około 0.5mA (i kosztuje ze 20zł, jedyna zaleta taka, że ma obudowę jak tranzystor, a załatwia całą logikę), lepiej byłoby mniej. Może trzeba tak: licznik na CMOS-ach, który będzie określał, kiedy reszta układu ma mieć zasilanie (chyba najprościej użyć do tego CD4541, na CD4060 więcej komplikacji); użyć jako komparatora wzmacniacza operacyjnego o małym poborze prądu (może TL061, 200uA, albo nawet LMC7111, 25uA przy 5V, 60uA przy 10V), a i tak zasilanie termistora i wzmacniacza włączać tylko na czas pomiaru (np. 1/256 - mierzyć co 5 sekund, pomiar ma trwać 19.53ms).

    Jeszcze inna możliwość: LM334 jako czujnik temperatury (może działać nawet przy paru mikroamperach, ale lepiej dać mu z 10uA) i jakieś napięcie/prąd odniesienia (może LM4041-ADJ, ale on potrzebuje ponad 60uA do poprawnego działania - przydałby się jakiś oszczędniejszy, o mniejszym poborze prądu).

    A może, jeśli już robić taki układ, który będzie odłączał zasilanie na większość czasu, zrobić w nim generator na tranzystorach? Bo CD4541 i CD4060 pewnie zużywają parędziesiąt uA na samo przełączanie w generatorze (a i tak, jak się chce, żeby nie zużywał ponad 100uA, to muszą być duże oporniki, rzędu 1M) i kto wie, czy zamiast oszczędności nie spowodują większego zużycia baterii...

  • #3 19 Lis 2014 15:55
    madiz08
    Poziom 14  

    Licznik określający czas zasilania układu, no genialne, przeciez temperatura nie musi być sprawdzana cały czas, nigdy nie przyszło by mi to do głowy. Zamówiłem kilka szt. TL061, liczniki CD4541 mam w garażu także najpierw takiej opcji spróbuję i pozwolę sobie napisać jak poszło. Dziękuję za podsunięcie rozwiązań

  • #4 19 Lis 2014 17:36
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Zobacz temat CD4541 - prąd spoczynkowy poza specyfikacją - autor stwierdził, że CD4541 pobiera ponad 100uA, zwiększając oporniki zszedł do 26uA.
    Poza tym, jeśli włączasz zasilanie na krótko, musisz zapamiętywać stan temperatury (za duża, w zakresie, za mała) tuż przed wyłączeniem zasilania - bo tuż po włączeniu odczyt może być nieprawidłowy.
    I niezależnie od oszczędzania energii przez układ mierzący dzwonek, kiedy się włączy, będzie zużywał jej dużo.

  • Pomocny post
    #5 19 Lis 2014 20:07
    kspro
    Poziom 27  

    Ta bateryjka 12V z dzwonka (typ A23, 8LR23, 8LR932, MN21) ma pojemność około 55mAh, więc nadaje się do pilota, który działa tylko przez moment, ale do niczego więcej. Na pewno nie pociągnie dodatkowego układu, który jest zasilany przez cały czas, no chyba że to będą pojedyncze mikroampery (ale tego z kolei nie da się zrobić z byle czego). Musisz zasilać układ termometru z dodatkowej baterii o większej pojemności, na przykład z dwóch alkalicznych baterii AA o pojemności 2000mAh minimum. Ale nawet przy takiej pojemności pobór prądu 1mA daje tylko 83 dni pracy.
    W tej sytuacji robienie czterech progów na LM339 z czterema komparatorami to jest rozrzutność, przecież wystarczy jeden komparator z przełącznikiem napięcia na wejściu. LM339 może pracować począwszy od 2V zasilania ale jego pobór prądu wynosi 0.8mA typ. (2mA max.), to już lepszy byłby LM393 z tylko dwoma takimi komparatorami. A jeszcze lepiej byłoby poszukać czegoś z jeszcze mniejszym prądem zasilania, komparatora lub wzmacniacza operacyjnego, bo histereza tak i tak będzie potrzebna, więc wzmacniacz też może być użyty.
    Piszesz, że histereza CMOS była za duża, to fakt, ale też w ogóle nie zadbałeś o czułość dzielnika z termistorem. Dla uzyskania jak największych zmian napięcia na jeden stopień Celsjusza dzielnik powinien być złożony z termistora i opornika o takiej samej oporności, czyli około 100kΩ w tym przypadku. Tak jak masz na schemacie to jest całkiem źle, bo nie dość, że masz tylko 40kΩ (przez co pobór prądu przez sam dzielnik sięga już 0.1mA) to jeszcze nie wiadomo dlaczego dzielisz napięcie w różnym stopniu pomiędzy wejścia komparatorów zamiast połączyć je wszystkie razem. W takim połączeniu ten najwyższy komparator widzi 4 razy mniejszą zmianę niż ten na dole. To powinno wyglądać tak: od +3V dzielnik 100kΩ i termistor (100kΩ @ 25°C) do masy, napięcie wyjściowe na wejście (+) komparatora, na wejście (-) napięcie z wyskalowanego potencjometru (lub przełącznika), jednocześnie duży opornik (1MΩ i więcej) od wyjścia do wejścia (+) komparatora dla zapewnienia niewielkiej histerezy. Histereza jest konieczna bo bez niej będą te włączenia i wyłączenia na granicy progu przełączania powodowane przez zakłócenia (a nie rezonans tak jak opisywałeś z CMOS4001).
    Niezależnie od tego można oczywiście rozbudować układ o sterowanie pomiarem na przykład raz na minutę dla oszczędności baterii i nawet kodowanie temperatury (1 dzwonek, 2 dzwonki, itd.), przy zasilaniu 3V lepsze od CMOS4000 byłyby układy 74HC, bo działają już od 2V, a więc nawet przy wyczerpanych bateriach. Ale tutaj trzeba dobrze się zastanowić co tak naprawdę jest potrzebne, bo tak sobie tylko fantazjując można łatwo dojść do takiego poziomu komplikacji, że bez mikrokontrolera ani rusz, a wówczas po co komparator skoro są mikrokontrolery z przetwornikami A/D, po co termistor skoro są scalone czujniki temperatury? Tak więc bez przesady.

  • #6 20 Lis 2014 00:11
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Najwyraźniej nie przeczytałeś poprzednich wypowiedzi, ale dobrze, że choć rozpoznałeś baterię. Można zrobić układ pobierający prąd rzędu paru uA, ale na tranzystorach, a nie układach scalonych, a przynajmniej nie na tych bardziej znanych - może jakieś układy do telefonii by się nadały? W wersji z CD4541 da się uzyskać średni pobór prądu około 25uA - czyli układ mógłby działać 2000 godzin. Podałem wzmacniacz operacyjny o małym poborze prądu: LMC7111. Ale lepszy wynik dałoby użycie LM334 z wzorcem prądu/napięcia, który by działał dla prądów rzędu paru uA... niestety nie znam takiego, REF1004-2.5 potrzebuje 10uA i jest niewygodny, inne potrzebują znacznie większych prądów. Więc chyba najlepiej zrobić oszczędzanie baterii z generatorem na tranzystorach... Niezależnie od tego dzwonek potrzebuje dużego prądu i nie wiem, jak autor tematu chce do tego podejść. Może rozsądne byłoby użycie niewielkiego akumulatora żelowego? Jeśli jest dobrej marki i prawidłowo używany, potrafi utrzymywać naładowanie ponad rok.

    Mam jeszcze jeden pomysł układu, który będzie zużywał mało prądu: wykorzystać coś, co się nazywa "transistor array" (np. Hitachi HA1127, Intersil CA3046, NS LM3146, LM3046, ON Semiconductor MC3346) - można na tym zrobić wzmacniacz pracujący przy małym prądzie zasilania (jest w tym para różnicowa do użycia na wejściu, i jeszcze trzy tranzystory - jeden z nich musi mieć emiter na minusie zasilania). Tylko to są same NPN-y, przydałby się jeszcze choć jeden PNP - no cóż, nic nie jest doskonałe.

  • #7 20 Lis 2014 02:10
    kspro
    Poziom 27  

    Spokojna głowa, przeczytałem, tylko wypowiadałem się głównie na temat tego co zrobił autor. Twoje porady pozwoliłem sobie pominąć milczeniem, ponieważ tak jak sugerował autor chcesz zasilać układ z bateryjki 12V w pilocie dzwonka, a ja od razu uświadomiłem sobie, że jest ona po prostu za mała i zaproponowałem dwie baterie AA. Zresztą te 2000 godzin, które obliczyłeś zakładając pobór 25µA, to właśnie 83 dni z mojego przykładu, a więc stanowczo za krótko. Co innego gdybyś zasilał CD4541 z dwóch baterii AA, wówczas byłoby 2000mAh zamiast 55mAh, co starczyłoby na jakieś 9 lat.

    Jako komparator może być użyty wzmacniacz TLC251, który działa już od 1.4V i ustawiony w tryb Low pobiera przy 3V mniej niż 10µA. Z danych katalogowych wynika, że napięcie na wejściach (Common Mode Input Voltage Range) sięga od minusa zasilania do 1V poniżej plusa, więc może mierzyć napięcie w połączeniu, które już opisywałem. Ma też duże wzmocnienie, więc będzie można dobrać względnie małą histerezę. TLC251 to żadna nowość, więc powinien być do dostania, jeśli nie to są na pewno inne układy micropower o podobnych osiągach. Żadne źródła referencyjne nie są potrzebne, wystarczy zwykły pomiar ratiometryczny, gdyż zarówno gałąź termistora jak i potencjometru zasilana jest z tego samego napięcia baterii tak jak w mostku, co najwyżej histereza będzie się względnie zwiększała wraz ze spadkiem napięcia baterii.

    O układzie cyfrowym generującym timing już pisałem, może być potrzebny żeby nie uruchamiać dzwonka w sposób ciągły a także żeby mimo wszystko oszczędzać prąd, bo już sam termistor 100kΩ weźmie prawie 0.1mA przy zasilaniu 3V. Kto wie czy nie lepiej byłoby zrobić coś takiego na jakimś małym mikrokontrolerze. Na przykład PIC puszczony z bardzo niskim zegarem potrafi pobierać ledwie kilkanaście-kilkadziesiąt µA i jeśli miałby przetwornik albo choćby tylko komparator to załatwiłby praktycznie wszystko. Ale to już w gestii autora, bo trzeba mieć doświadczenie w tej materii.

  • #8 20 Lis 2014 09:20
    madiz08
    Poziom 14  

    _jta_ napisał:
    Pomyślałem o użyciu DS1821

    Na samym początku o nim pomyślałem, mam nawet jeden w domu, ale jak zacząłem czytać, że misi komunikować się z mikrokontrolerem, jeszcze przez jakis interfejs 1wire to stwierdziłem, że jest to na razie ponad moje siły
    _jta_ napisał:
    I niezależnie od oszczędzania energii przez układ mierzący dzwonek, kiedy się włączy, będzie zużywał jej dużo.

    Tak wiem o tym, przy nadawaniu sam dzwonek zjada ponad 30mA, także po ewentualnym wywołaniu alarmu trzeba go szybko wyłączyć
    kspro napisał:
    Tak jak masz na schemacie to jest całkiem źle, bo nie dość, że masz tylko 40kΩ (przez co pobór prądu przez sam dzielnik sięga już 0.1mA) to jeszcze nie wiadomo dlaczego dzielisz napięcie w różnym stopniu pomiędzy wejścia komparatorów zamiast połączyć je wszystkie razem

    No prawda, jak juz to zmontowałem, to doszedłem do wniosku, że przecież możnaby to zrobić na jednym komparatorze i przełącznikiem zmieniać progi. Napięcie dzieliłem w różnym stopniu, bo termistor zmienia swoją oporność i dlatego na każdy komparator porównywałem dokładnie takie napięcie aby przy określonej temperaturze się załączył.


    W wolnej chwili poczytam też o "transistor array" i ciekawi mnie też temat wzmacniaczy pracujących na małym napięciu oraz podpowiedzieliście mi kilka typów wzmacniaczy o bardzo małym poborze prądu. Zobaczyłem też polecony temat https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2926953.html,, mam kilka rodzajów liczników, zaopatrzyłem się teraz na allegro w mili i mikro amperomierz (czekam aż przyjadą) i sam z ciekawości chcę sprawdzić jaki pobierają prąd, bo chciałbym spróbować takie rozwiązanie cyklicznego sprawdzania temperatury. Jak tylko mierniki przyjdą posprawdzam kilka liczników i dam znać jakie są wyniki, jeżeli faktycznie udałoby mi się uzyskać poniżej 30µA, to wtedy poradziłbym się dalej jak zrobić resztę aby było jak najbardziej poprawnie, a tymczasem czekam na kuriera z miernikami :)
    A tymczasem

    Dodano po 5 [minuty]:

    Nie zdawałem sobie tez sprawy, że ta bateryjka jest taka słaba, wcześniej z ciekawości zasilałem sam nadajnik baterią 9V i również efekt był dobry, odbiornik oddalony o 40m (na otwartej przestrzeni) załączył się, więc może te testy poboru prądu na licznikach zrobię na zasilaniu bateryjnym 9V, tym bardziej, że dowiedziałem się, że im mniejsze napięcie zasilania scalaka tym mniej prądu on pobiera

  • #9 20 Lis 2014 10:58
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Jako generatory (jeśli ma być układ, w którym część pobierająca większy prąd jest zasilana tylko przez małą część czasu) mogłyby być jeszcze użyte układy: CD4528, CD4098 - to są podwójne przerzutniki monostabilne, łącząc razem dwa przerzutniki można uzyskać układ astabilny - jeden przerzutnik odmierza czas '0', drugi czas '1'. Ale chyba wyniki będą podobne, jak z CD4541 i CD4060. Ciekawi mnie jeszcze, czy dodanie opornika szeregowo z kondensatorem zmieni pobór prądu i w którą stronę - mam wrażenie, że średnio około 20uA zużywa się w stanie, kiedy napięcie kondensatora jest bliskie progu przełączenia i przez tranzystory w układzie scalonym zaczyna płynąć prąd - może dałoby się skrócić czas trwania takiego stanu.

    Może miałoby sens zastosowanie któregoś z tych układów (CD4528, CD4098), żeby odmierzać czas sygnalizowania przez dzwonek, i dla oszczędzania baterii nie dzwonić cały czas?

    A DS1821 potrzebuje komunikacji z uC/komputerem, żeby go zaprogramować (zdefiniować progi przełączania), potem działa w trybie termostatu - daje na wyjściu '1', albo '0', w zależności od temperatury. Tylko niestety w tym trybie pobiera chyba z pół mA, a to jest dla nas dużo. Można by go włączać na krótko, ale on potrzebuje spory ułamek sekundy, żeby wykonać pomiar temperatury.

  • #10 24 Lis 2014 20:37
    madiz08
    Poziom 14  

    No więc nie jest tak różowo, najpierw wstawię zdjęcie, a pod nim opiszę to co zaobserwowałem
    Termistorowy (100k) czujnik temperatury, załączanie alarmu
    1. Przyjechały do mnie dzisiaj 2 amperomierze (do 1mA oraz do 100µA), ten do jednego mA prosto sprawdziłem dla kilku wartości rezystora i cały czas przy napięciu baterii dokładnie 9,41V. Na zdjęciu jest rezystor 33k, czyli I=9,41/33k=285µA, sprawdziłem jeszcze dla paru innych rezystorów, wszędzie wynik zgadzał się z obliczeniami, zatem uznałem, że miernik jest ok.

    2. Najpierw zmontowałem CD4060, dla RS=10M, RT=2M2, C=10nF i sprawdziłem na oscyloskopie czy na pewno jest generowany sygnał prostokątny, bo już nie raz na tej płytce stykowej takie buble robiłem, że szkoda gadać. Częstotliwość nawet zgadzała się ze wzorem z https://www.elektroda.pl/rtvforum/download.php?id=136952

    3. Podłączyłem to pod amperomierz, no i jak widać wskazało około 400µA, od razu powiem, że _jta_ miałeś rację, na początku miałem kondensator 22nF i przy tak dużych rezystancjach częstotliwość jest niewielka, zatem mogłem zobaczyć drgania na wskazówce podczas progów przełączania, dlatego zamieniłem kondensator na 10nF

    4. 5. 6. Następnie podłączyłem CD4541 tak jak na prawo od numeru 4, najpierw sprawdziłem na oscyloskopie, czy mam sygnał prostokątny, było ok. (Już nie sprawdzałem czy częstotliwość zgadza się ze wzorem), ale zaobserwowałem coś co nie zgadzałoby się z wnioskami autora https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2926953.html ponieważ jak widać dla różnych wartości RS i RT (kondensator miał wszędzie 10nF) pobór prądu był podobny, no nie wiem, czy taki amperomierz prądu stałego nie nadaje się do tych pomiarów? Czy może jednak RS i RT nie mają jednak wpływu na ten pobór prądu???

    Dodano po 23 [minuty]:

    Aj, no chyba jednak taki pomiar nie jest wiarygodny, wstawiłem kondensator 470nF, żeby spowolnić jeszcze te zmiany i zaobserwować wskazówkę. W rezultacie wyszło coś takiego:

  • Pomocny post
    #11 24 Lis 2014 21:03
    kspro
    Poziom 27  

    Zwierając pin /AR do masy uruchomiłeś w 4541 funkcję autoresetu, a to według katalogu od razu zwiększa prąd do typowo 250µA przy zasilaniu z 10V. Przełącz /AR do plusa i zmierz jeszcze raz, powinno być dużo mniej.
    Po drugie, tamten gość od ograniczania pradu 4541 zjechał do niskiej wartości, ale przy zasilaniu z 5V. Przy 9V CMOS-y pobierają więcej prądu niż przy 5V, zwłaszcza oscylatory RC, więc lepiej o tym zapomnij i przejdź na układy 74HC i zasilanie 3V, tak jak radziłem.

  • #12 24 Lis 2014 22:22
    madiz08
    Poziom 14  

    Faktycznie!!!, po połączeniu AR z zasilaniem, wskazówka zatrzymała się na około 110µF!!!, dobrze też wiedzieć, że w układach przy większym napięciu zasilającym pobór prądu samego scalaka też wzrasta znacznie. Teraz już wiem dlaczego większość produkowanych np. sterowników naściennych np. do sterowania C.O. jest zasilane napięciem 3V. Parę miesięcy temu przerabiałem "pierwsze kroki w cyfrówce" i tam przedstawione były same CMOSY, dlatego mam ich kilka rodzai w garażu.

    kspro napisał:
    przy zasilaniu 3V lepsze od CMOS4000 byłyby układy 74HC, bo działają już od 2V, a więc nawet przy wyczerpanych bateriach. Ale tutaj trzeba dobrze się zastanowić co tak naprawdę jest potrzebne

    Chodzi mi o to abym mógł używać do transmisji bezprzewodowej tego chińskiego dzwonka. Przy zasilaniu nadajnika 9V odbiornik spokojnie odebrał sygnał i wydał dźwięk, 4,5V już niestety nie, dlatego chciałbym użyć do zasilania baterii 9V. Napewno są inne nadajniki i odbiorniki działające właśnie przy 3V, ale nie ma chyba nigdzie nadajnika i odbiornika, które można kupić łącznie za 8zł. Tu może warto by zainwestować w coś droższego, ale chciałbym spróbować czy tak tanim kosztem można zrealizować zasilany bateryjnie bezprzewodowy czujnik alarmowy. Mam już użyty ten dzwonek jako alarm kontaktronowy do okien, bramy i furtki (co prawda zasilany zasilaczem) oraz ze starej zmywarki wyjąłem pływak, który w kotłowni załącza nadajnik jeżeli na podłodze pojawi się woda (tylko, że tam pobór prądu jest tylko jak pływak załączy krańcówkę)

    Ale pobór jak najmniejszego prądu to ciekawy temat, czy wspomniane 74HC przy zasilaniu 9V mogłyby pobierać mniej niż te 110µA?
    I druga sprawa o którą chciałbym zapytać, no powiedzmy, że te 0,1mA nie zje mi baterii tak szybko, to jeżeli chciałbym aby temperatura była sprawdzana przez 5sek co minutę, a wiem, że wypełnienie sygnału na wyjściu to 50%, to czy taki sposób realizacji jest totalnie beznadziejny???
    Termistorowy (100k) czujnik temperatury, załączanie alarmu

  • #13 24 Lis 2014 22:57
    _jta_
    Specjalista elektronik

    A może by zrobić generator na tranzystorach tak, by pobierał możliwie mały prąd? Albo zasilać z akumulatora.

  • #14 24 Lis 2014 23:47
    kspro
    Poziom 27  

    madiz08 - dziś masz tani chiński dzwonek a jutro, jak padnie, być może będziesz musiał kupić inny i ten nowy wcale nie musi być zasilany z baterii 12V. Z tego powodu nie ma co się oglądać na napięcie zasilające przycisk, zwłaszcza że z tej bateryjki 12V układ pracujący non-stop długo nie pociągnie. Zasilanie 3V z dwóch baterii AA o większej pojemności jest dużo lepszym rozwiązaniem, dlatego właśnie zaproponowałem układy 74HC, bo mogą one być zasilane napięciem od 2V do 6V (9V to za dużo!), a nie od 3V tak jak 4000, więc będą pracować praktycznie aż do końca życia baterii kiedy napięcie spadnie mocno poniżej 3V. Jedna i druga seria to CMOS, więc pobór prądu 74HC będzie również bardzo mały. Układy HC są dostępne i tanie, asortyment dużo większy niż w serii 4000, są nawet wersje HC niektórych CMOS 4000, na przykład licznik z oscylatorem 74HC4060 (4541 nie ma, ale to nie szkodzi).

    Odcinanie kondensatorem składowej stałej pozwoli na wygenerowanie pierwszego impulsu, ale potem kondensator będzie już naładowany i następny impuls nie przejdzie. Co prawda można by dać jakąś diodę czy opornik równolegle do złącza baza-emiter w celu rozładowywania kondensatora, ale nie ma co tak kombinować, to trzeba zrobić odpalając monowibrator albo dekodując jeden stan licznika zliczającego sekundy.

    Wracając do 12V w przycisku, jest też taka możliwość, że na moment naciśnięcia można to napięcie wygenerować jakąś małą przetwornicą. Warto by było znać ile ten przycisk pobiera prądu przy zasilaniu z 12V (i z 9V, skoro jeszcze chodzi), zmierz to. Można by też spróbować w ogóle przerobić ten przycisk na 3V chociaż to ostateczność i nie wiadomo, czy całkiem możliwe. Raczej nie byłoby problemu z samym nadajnikiem na tranzystorach, ale na zdjęciu widać kwarc (chyba zegarkowy 32768Hz), więc podejrzewam, że od spodu płytki jest jakiś chip, który realizuje kodowanie i modulację. Jeżeli tak jest i jeżeli ten chip wymaga 9V i więcej, to się nic nie zrobi.

    A tak w ogóle to jak sobie wyobrażasz funkcjonowanie całego systemu? Temperatura kotła osiąga zadaną wartość i co dalej? Dzwonek dzwoni cały czas (lub np. co minutę) tak długo aż temperatura spadnie? No chyba nie, przecież byś zwariował. Przypuszczam, że po usłyszeniu alarmu ktoś biegnie do piwnicy i wyłącza kocioł, w jakiś sposób dezaktywuje czy resetuje alarm, który potem znowu trzeba ręcznie włączyć albo sam zaczyna ponownie działać, gdy kocioł ostygnie, bo inaczej będzie zimno, itd. Tak sobie tylko zgaduję, wytłumacz dokładnie jak ma przebiegać, mówiąc górnolotnie, interakcja człowiek-maszyna, bo bez tego do niczego się nie dojdzie a i jeszcze może się okazać, że to wcale nie jest takie proste jak pojedynczy głupi komparator. Jak dobrze to opiszesz i nie okaże się to na tyle skomplikowane, że bez mikrokontrolera ani rusz, to może machnę jakiś schemat, przynajmniej części cyfrowej. Nawet gdyby nie był idealny, to zawsze byłby jakiś punkt wyjścia do dalszych modyfikacji.

  • Pomocny post
    #15 25 Lis 2014 07:51
    dondu
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie

    kspro napisał:
    Na przykład PIC puszczony z bardzo niskim zegarem potrafi pobierać ledwie kilkanaście-kilkadziesiąt µA i jeśli miałby przetwornik albo choćby tylko komparator to załatwiłby praktycznie wszystko.

    ... a nawet mniej niż 1µA uśpiony z włączonym zegarem RTCC (seria z XLP) i idealnie nadają się do zasilania z baterii litowej i pochodnych okresowo budząc się i wykonując zadanie.

  • #16 25 Lis 2014 11:39
    madiz08
    Poziom 14  

    Już miałem poprosić _jta_ i kspro jak by mogli o podesłanie schematów swoich rozwiązań na tranzystorach i cyfrowo, ale również ciekawe jest to co napisał dondu, że mikrokontroler w czasie uśpienia mógłby pobierać tak niewielki prąd i wykonać przerwanie sprzętowe przez pobudzenie komparatorem. Trochę programuję na Atmegach (8,16) (tylko podstawy), ale one pobierają kilka mA. Widzę, że PIC jest to już całkiem inny producent Microchip Technology i pewnie programy, programatory, wogóle może sposób programowania jest juz całkiem inny. Czy mógłbyś podesłać mi linka do poczytania o tym mikrokontrolerze i jak z nim zacząć.

    kspro napisał:
    dziś masz tani chiński dzwonek a jutro, jak padnie, być może będziesz musiał kupić inny i ten nowy wcale nie musi być zasilany z baterii 12V

    W sumie masz rację, na dobrą sprawę przeciez końcowy układ wykonawczy jak ten przycisk mógłby być zasilany z oddzielnej baterii oraz uruchomiony przez przekaźnik bistabilny, który byłby załączany napieciem 3V tym samym, które zasilałoby całą logikę, nadajnik podczas wciśniętego przycisku pobiera 30mA, gdy przycisk nie jest wciśnięty wówczas nie pobiera nic (wskazówka mikroamperomierza nawet nie drgnęła). Temat mikrokontrolera w tym zastosowaniu bardzo mnie interesuje, ale jak mógłbyś spróbować zestawić taki schemat na układach cyfrowych to tez bardzo chciałbym go zmontować i zobaczyć jak działa. Może zasilanie sterowania byłoby 3-voltowe, a sam nadajnik zasilany byłby z oddzielnej baterii, załączenie nadajnika czy czegokolwiek odbywałoby się poprzez przekaźnik bystabilny zmieniający stan impulsem 3V
    Już piszę jak to wszystko miałoby wyglądać:
    . Chciałbym, żeby były chociaz dwa progi załączenia alarmu, np. przy 75°C i 85°C(albo ustawiam jeden albo drugi). W momencie kiedy alarm się załączy oczywiście reaguję szybko i ide do kotłowni. Wyłączam zasilanie alarmu i otwieram grzejniki na maxa aby zbić temperaturę na piecu do zadanej (u mnie 60°C) i dopiero wtedy ponownie załączam alarm bezprzewodowy. Taka sytuacja zdarza się jedynie kilka razy na sezon grzewczy, ale zdarza się, i chciałbym być jeszcze przed zagotowaniem poinformowany, że temperatura zbliza się do niebezpiecznego poziomu, żeby móc szybko zareagować
    kspro napisał:
    to trzeba zrobić odpalając monowibrator albo dekodując jeden stan licznika zliczającego sekundy.

    Czy tu chodzi o cos na zasadzie, że jak licznik się przepełni to występuje sygnał przeniesienia i on miałby być tym sygnałem zasilajacym pozostałą część układu?
    kspro napisał:
    Raczej nie byłoby problemu z samym nadajnikiem na tranzystorach, ale na zdjęciu widać kwarc (chyba zegarkowy 32768Hz), więc podejrzewam, że od spodu płytki jest jakiś chip, który realizuje kodowanie i modulację

    Pod spodem jest tylko przycisk i nic poza tym, te trzy czarne elementy to nie sa tranzystory lylko właćnie jakieś scalaki, które pewnie to realizują

    Dodano po 1 [godziny] 30 [minuty]:

    na temat PIC już znalazłem http://www.forbot.pl/forum/topics20/programow...rokontrolery-microchip-pic-czesc-1-vt6623.htm

  • Pomocny post
    #17 25 Lis 2014 12:03
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Tanie i łatwo dostępne są PIC12F508, 509, 675 - opisy są na www.EleNota.pl - może któryś z nich wystarczy (ostatni jest najdroższy, ale za to ma ADC). Nie jest dla mnie jasne: czy w stanie uśpienia PIC12F508 pobiera tylko prąd opisany jako "WDT Current", typowo 1uA, czy też o tyle większy jest prąd uśpienia, kiedy WDT jest włączony? I wtedy, jaki on jest? 15uA bez WDT, 16uA z WDT? (WDT = Watch-Dog Timer - zegar zliczający czas uśpienia, po którym PIC się "budzi"). Na stronie dondu nie widzę, by specjalnie były opisane układy PIC.

  • Pomocny post
    #18 25 Lis 2014 12:24
    TvWidget
    Poziom 30  

    madiz08 napisał:
    Trochę programuję na Atmegach (8,16) (tylko podstawy), ale one pobierają kilka mA.


    Np. dla ATmega88 podane są takie parametry:

    Low power consumption
    – Active mode:
    250μA at 1MHz, 1.8V
    15μA at 32kHz, 1.8V (including oscillator)
    – Power-down mode:
    0.1μA at 1.8V

  • Pomocny post
    #19 25 Lis 2014 12:35
    dondu
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie

    Dla potrzeb początkujących opisuję tematy na bazie AVR, gdyż są najpopularniejsze, a narzędzia darmowe. Pomimo, że na blogu jest już ponad 300 artykułów, to nadal jestem na początku listy tematów, więc szybko PICe się nie pojawią :(

    Sam natomiast często wykorzystuję rodzinę PIC18 z XLP w szczególności właśnie do projektów zasilanych z baterii. Sądzę że dobrze byłoby, byś rzucił okiem na dość krótki choć trzyczęściowy artykuł: http://mikrokontrolery.blogspot.com/2011/01/bateria-zasila-mikrokontroler-czesc-1.html
    gdzie pokazałem właśnie PIC18 i nieco jego możliwości pod kątem baterii.

    Microchip ma fajne kompilatory, ale niestety płatne. Z drugiej strony wersje free są wystarczające do większości projektów.
    No i kwestia programatora - ja używam PicKit3 - niestety kosztuje sporo. Ale dla niektórych mikrokontrolerów można zrobić proste darmowe programatory.

    Wspomnę jeszcze o jednym, z czym miałem problem - przesiadka z dokumentacji Atmela na Microchipa była dla mnie koszmarem. Dużo czasu minęło, zanim załapałem styl oraz koncepcję dokumentacji i mikrokontrolerów ... ale może to kwestia wieku :lol:

    TvWidget napisał:
    – Power-down mode: 0.1μA at 1.8V

    To nadal 5-10 razy więcej niż PICe z XLP :)
    ale jest to już jakaś alternatywa.

  • #20 25 Lis 2014 14:39
    madiz08
    Poziom 14  

    Przeczytałem artykuł od dondu i trzeba powiedzieć, że jest to juz nie pierwszy Twój artykuł na temat mikrokontrolerów, który czyta się chętnie od A do Z, bardzo dobrze przyswaja się mi informacje, gdzie jest porównanie tak jak właśnie prąd do paliwa. Tyle jest czynników wpływających na pobór prądu przez mikrokontroler, o niektórych już w tym temacie wspomniały mi inne osoby. Najbardziej trafne spostrzeżenie to takie, że mnie tak samo na poczatku nie interesował pobór prądu, bo zasilałem wszystko z sieci, ale przyszedł taki moment, że zacząłem się zastanawiać jak by to było przy zasilaniu z baterii.

    Hmmm, chyba trzeba trochę mierzyć siły na zamiary. Jeżeli przejście na PIC wiąże się z tyloma zmianami, środowisko programowania itp. to może najpierw spróbuję doedukowac się w temacie Atmegi88 (Aref, watchdog, jakie układy wewnętrzne mogę w danym zastosowaniu wyłączyć) i na tym to zrobić, ale z PIC na pewno w przyszłości chciałbym wrócić ze względu właśnie na te małe prądy.

    Jakieś pół roku temu zrobiłem sobie przerwę w nauce C na AVR, bo kiepski byłem z elektroniki i o ile potrafiłem coś zaprogramować to często miałem problem układami peryferyjnymi. Kupiłem na allegro kilka pierwszych roczników EDW od 96r. i wertując kilka miesięcznie, można zobaczyć jak to wszystko ewoluowało, na poczatku były tam przedstawiane układy tylko na scalakach typu CMOS NE555, liczniki, przerzutniki itp. Realizacja jakiegoś stopera wymagała sporej ilości scalaków, ale z każdym następnym rocznikiem widać było jak mikrokontrolery zaczynały wypierać układy cyfrowe :) Ale cały czas autorzy artykułów w EDW uważają, że scalaki wykonujące funkcje logiczne jeszcze przez długi długi czas będą miały wzięcie.
    W dalszym ciągu chciałbym poprosić o przedstawienie schematu dla mojego układu na układach cyfrowych

  • Pomocny post
    #21 25 Lis 2014 15:18
    TvWidget
    Poziom 30  

    Jeśli chodzi o ten "mały prąd" to najważniejsza jest odpowiednia koncepcja działania całości urządzenia. Na tym etapie rodzaj zastosowanego uP ma drugorzędne znaczenia.

  • Pomocny post
    #22 25 Lis 2014 16:19
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Zaletą zastosowanie uP jest możliwość zrobienia jakiegoś algorytmu działania bez lutowania kolejnej bramki na każdy element algorytmu - przy małej złożoności można coś kombinować np. na CMOS-ach z serii 40xx, albo 74HC, ale przy większej wychodzi dużo układów i dużo lutowania. W szczególności można zapamiętywać wyniki pomiarów, bądź wyniki obliczeń, i na tej podstawie podejmować decyzje - choćby takie, żeby podać sygnał dzwonka, odczekać kilka minut, jak nie będzie reakcji (np. temperatura zacznie wolniej maleć), to zadzwonić znowu... robienie czegoś takiego na bramkach byłoby koszmarem.

    Jeśli uP może w stanie uśpienia (z limitowanym czasem - ma się sam obudzić np. za minutę, nie tylko po otrzymaniu sygnału z zewnątrz) ma pobierać 0.1uA, czy nawet 0.2uA (tylko warto popatrzeć, czy to akurat taki tryb działania), to nie ma co walczyć o wybór uP, który zużyje mniej prądu, raczej wybrać taki, żeby koszt uP + tego, co potrzebne do jego uruchomienia + przesyłki + pracy był możliwie najmniejszy. A jak jest potrzebny mały prąd, to warto jeszcze zwrócić uwagę na to, żeby płytka była czysta i nie było upływności przez brud.

  • #23 25 Lis 2014 18:32
    dondu
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie

    Koledzy powyżej zwracają uwagę na bardzo istotne sprawy (także czystość płytki). Dodam jeszcze jeden link, niestety do niedokończonego jeszcze cyklu, w którym pokazuję przykład projektu zasilanego z baterii i opisując na co należy zwracać uwagę i jak można/należy kombinować przy takich projektach: http://mikrokontrolery.blogspot.com/2011/04/S...PIP-elektroniczny-dreczyciel-spis-tresci.html

  • Pomocny post
    #24 27 Lis 2014 02:54
    kspro
    Poziom 27  

    --- kspro broni, kspro radzi, kspro nigdy Cię nie zdradzi! ---
    Jak już opisałeś jak to ma działać to się zmobilizowałem i zrobiłem ten projekcik, bo zdałem sobie sprawę, że to najlepiej wyjaśni, o co mi chodziło z tym generowaniem impulsu, rozwieje różne wątpliwości i w ogóle pokaże "jak to się robi". Poza tym jak dotąd te wszystkie dyskusje były mało konkretne tak jak "masło maślane", a gotowy schemat daje od razu ogólne pojęcie co i jakim kosztem może być zrobione. Okazało się, że wystarczyły ledwie 3 układy cyfrowe i komparator, żeby zrobić układ, który nie tylko oszczędza baterię ale i sygnalizuje temperaturę ilością dzwonków.
    Oczywiście nie od razu wpadłem na ostateczne rozwiązanie. Najpierw kombinowałem z dekoderem, ale licznik 74HC4060 ma tę przykrą wadę, że wycięto mu wyjście Q10 w ramach oszczędności nóżek, więc myślałem o dorobieniu brakującego wyjścia dodatkowym przerzutnikiem, ale to wszystko wymagało jakichś dodatkowych bramek i prowadziło do nadmiernej komplikacji. Potem wpadłem na pomysł z rejestrem przesuwnym 74HC165, który wymagał dekodowania jedynie "przeniesienia" licznika (jednego, jedynego stanu z pełnego cyklu, w czym brak nóżki Q10 absolutnie nie przeszkadza), ale usiłowałem wykorzystać do tego najpierw bramkę wielowejściową, potem przerzutnik 74HC74 z bramkami, co znowu prowadziło do pewnych niedogodności, i dopiero zrobienie przerzutnika RS na dwóch bramkach z układem różniczkującym RC do detekcji zbocza generalnie uprościło sprawę. Oto schemat i jego formalny opis:
    Termistorowy (100k) czujnik temperatury, załączanie alarmu
    Oscylator licznika 74HC4060 pracuje z częstotliwością 256Hz, w związku z tym na wyjściu Q7 jest przebieg prostokątny o okresie 1s, a na wyjściu Q13 przebieg o okresie 64s. Do wytwarzania impulsów sterujących zasilaniem części analogowej wykorzystano przerzutnik RS zbudowany z dwóch bramek NOR układu 74HC02. Przerzutnik jest co sekundę kasowany wysokim stanem wyjścia Q7, natomiast ustawiany jest wąską dodatnią szpilką (trwającą kilka mikrosekund) wytwarzaną przez układ różniczkujący R33 C33 w momencie przejścia wyjścia Q13 ze stanu niskiego na wysoki. Ze względu na to, że licznik 74HC4060 jest licznikiem asynchronicznym, zmiany na wyjściu Q13 odbywają się gdy na wyjściu Q7 panuje już stan niski i w rezultacie na wyjściu bramki U2B co 64s pojawia się stan niski trwający 0.5s (co daje współczynnik wypełnienia równy 1/128). Impuls ten podawany jest na wejście ładowania równoległego /PL rejestru 74HC165 i jednocześnie za pośrednictwem bufora złożonego z dwóch pozostałych bramek NOR załącza zasilanie części analogowej. Po ustaleniu się napięcia na kondensatorze C1 i wykonaniu pomiaru, do czego pół sekundy to aż nadto, narastające zbocze impulsu zatrzaskuje informację w rejestrze i wyłącza zasilanie. Zanim napięcie na kondensatorze C1 się ustali, wyjścia komparatorów mogą znajdować się w niewłaściwych stanach, dlatego w celu uniknięcia fałszywych krótkotrwałych alarmów wejście H rejestru, którego stan natychmiast pojawia się na wyjściu QH podczas ładowania, dołączono do masy, natomiast wyjścia komparatorów dołączono do pozostałych wejść począwszy od wejścia G. W tej sytuacji ewentualne jedynki z wyjść komparatorów, sygnalizujące przekroczenie progów temperatury, pojawiają się na wyjściu rejestru dopiero po przesunięciu dodatnimi zboczami przebiegu zegarowego wybranego zworką z wyjścia Q7, Q8 lub Q9 licznika, co umożliwia generowanie tonów i przerw trwających odpowiednio 1, 2 lub 4 sekundy. Czasy, po których stan zapisany na wejściu G pojawi się na wyjściu QH, różnią się i wynoszą odpowiednio 1s, 0.5s i 1.5s, co jednak nie ma praktycznie żadnego znaczenia. Jest to spowodowane tym, że w momencie końca impulsu ładującego /PL na wyjściu Q7 jest już stan wysoki, a na wyjściach Q8 i Q9 wciąż jest stan niski. W miarę jak rejestr przesuwa swoją zawartość na wyjście, z wejścia szeregowego SER wczytywane są same zera, więc zawartość załadowana z komparatorów po opuszczeniu rejestru nie będzie już powtarzana aż do momentu ponownego pomiaru i załadowania rejestru.





    W części analogowej wykorzystano podwójny komparator LM393, którego zaletą jest to, że może pracować z zasilaniem począwszy już od 2V i jest łatwo dostępny. Typowy pobór prądu LM393 wynosi 0.4mA (1.0mA max), co jednak nie ma większego znaczenia przy przerywanym zasilaniu (nawet gdyby część analogowa pobierała łącznie 1.28mA, to przy współczynniku wypełnienia 1/128 średni prąd wyniósłby zaledwie 10µA). Istnieją co prawda komparatory i wzmacniacze operacyjne pobierające znacznie mniej prądu, jednak nie zawsze są łatwo dostępne i nie wszystkie pracują już od 2V, co mocno ogranicza wybór. Zakres napięć wejściowych LM393 sięga od -0.3V do Vcc-1.5V, powyżej którego komparator przestaje poprawnie pracować, nie ulegając jednak uszkodzeniu, co jest istotne ze względu na wybór wartości opornika R1 tworzącego dzielnik wraz z termistorem. Z przykładowych charakterystyk wynika, że oporność termistora, mającego 100kΩ przy 25°C, spadnie do około 20kΩ przy 65°C i do jakichś 10kΩ przy 85°C, dlatego wybrano arbitralnie R1=100kΩ. Przy tej wartości napięcie na termistorze wynosić będzie orientacyjnie: 1/2, 1/6 i 1/11 napięcia zasilającego komparator przy temperaturze odpowiednio 25, 65 i 85 °C, a więc przy minimalnym napięciu zasilającym równym 2V napięcie na termistorze wynosić będzie 1.5V, 0.33V i 0.18V. Dwa ostatnie napięcia mieszczą się w przedziale napięć wejściowych LM393 gwarantujących poprawną pracę, pierwsze jednak nie, więc nie wiadomo w jakim stanie będą wyjścia komparatorów w niskiej temperaturze, być może w wysokim, dającym przedwczesne alarmy. Tak więc dla całkowitej pewności oporność R1 powinna zostać zwiększona do 300kΩ lub więcej, tak aby napięcie na termistorze nigdy nie przekraczało 0.5V nawet w niskiej temperaturze. Związana jest z tym pewna utrata dokładności, co jednak wcale nie musi być problemem w tym zastosowaniu. Mimo że dla R1=100kΩ nie ma gwarancji poprawnej pracy komparatorów w całym zakresie temperatur, nie zmieniano już tej wartości w projekcie, gdyż dokładna charakterystyka termistora nie jest znana, a poza tym, chodzi tu tylko o przykład, dlatego też w tej chwili dzielnik R01-R03 dobrano stosownie do napięć wymienionych wyżej. Właściwe wartości oporników i wynikające z nich progi napięciowe będzie można dobrać dopiero po zmierzeniu charakterystyki termistora.

    Komparatory LM393 mają wyjścia typu OC, w związku z tym wymagane są oporniki podciągające R23 i R24. Ze względu na przyjętą logikę, w której stan niski na wyjściu oznacza brak alarmu, zastosowano możliwie duże wartości, gdyż przez większość czasu przez oporniki te płynie prąd. Dodatkowo komparatory wyposażono w pętle dodatniego sprzężenia zwrotnego w celu uzyskania histerezy, tak aby ich wyjścia podłączone do rejestru przesuwnego miały zawsze poprawny poziom logiczny. O wielkości histerezy decyduje stosunek R21/R11 oraz skok napięcia na wyjściu, dla R21=4.7MΩ, R11=47kΩ i napięciu zasilającym 2V powinna ona wynosić około 2mV, co w razie czego można zmienić przez dobór R11 i R12. Przy podanych wartościach oporników pobór prądu całej części analogowej nie jest wiele wyższy od prądu pobieranego przez LM393, dlatego dysponując dwoma wolnymi bramkami układu 74HC02 wykorzystano je do zasilania części analogowej w połączeniu równoległym, rezygnując z dodatkowego klucza. Z danych katalogowych wynika, że wydajność prądowa zwykłej bramki z serii 74HC nie jest zbyt duża, zwłaszcza przy minimalnym napięciu zasilającym. Przy zasilaniu z 2V napięcie bramki będącej w stanie wysokim spada do 1.8V już przy prądzie 2mA (0.5mA w najgorszym przypadku), dlatego po prostu przyjęto, że minimalne, końcowe napięcie baterii zasilających cały układ musi wynosić 2.2V (czyli 1.1V na baterię). Z danych katalogowych baterii alkalicznej Energizer E91 wynika, że przy prądzie rozładowania 10mA napięcie na baterii spadnie do 1.2V dopiero po upływie ponad 200 godzin, więc można się spodziewać, że układ pobierający drobny ułamek miliampera będzie działał przez bardzo długi czas zanim napięcie opadnie do tak niskiej wartości.
    ---------------

    To tyle formalnego opisu, a teraz jeszcze kilka luźnych uwag. Układy 74HC są dostępne co najmniej tak samo jak CD4000. W Semicondutors Bank mają tanio 74HC02 i 74HC165 w obudowach DIP, 74HC4060 akurat tylko w SMD, ale powinieneś bez trudu dostać go gdzie indziej. W tej postaci układ wykrywa tyko dwa progi i sygnalizuje je jednym lub dwoma dźwiękami. Na upartego możesz rozbudować układ o dodatkowe komparatory (LM339), na wejściach 74HC165 jest jeszcze miejsce, żeby zrobić nawet cztery oddzielne dźwięki. Jak sobie połączysz tak będziesz miał, możesz skleić dwa dźwięki w jeden dłuższy, możesz nawet znak alfabetu Morse'a zakodować, tylko czy to ma sens. Najważniejsze jest aby pamiętać, że w miarę wzrostu temperatury, gdy napięcie na termistorze opada, najpierw wystawi jedynkę najwyższy komparator (U1A na schemacie), a dopiero potem dalsze.

    Nie wiem, czy dobrze wybrałem wyjścia Q7-Q9 do wyboru czasu trwania dźwięków i pauz, bo nie wiem jaki dźwięk wydaje ten chiński dzwonek. Ciągły ton czy ding-dong gong? Jeżeli czasy 1s-4s są za długie, to możesz wykorzystać wyjścia licznika poczynając od Q6 albo nawet i Q5, wówczas czasy się skrócą 2 lub 4 razy przy niezmienionym cyklu 64s. Czas załączenia komparatorów też się skróci, ale to nie szkodzi, bo im kilkadziesiąt milisekund powinno aż nadto wystarczyć. Możesz też zmienić częstotliwość oscylatora na wyższą, wówczas wszystkie czasy się skrócą proporcjonalnie. Tak bym Ci nawet radził zrobić do prób, bo przypuszczam, że będziesz chciał to wszystko zmontować na płytce stykowej, więc po co masz czekać aż minutę na cały cykl. Jak podłączysz do klucza w miejsce przycisku LED z opornikiem to będziesz widział ile razy zamrugał. Jak zewrzesz złącze termistora, tak żeby napięcie na wejściu było zerowe, to wszystkie komparatory powinny wystawić jedynkę i od razu będziesz miał test części cyfrowej, która jest powinna działać od razu, o ile wszystko dobrze zmontujesz. Oczywiście, tak teraz jak i później, gdy będziesz robił płytkę, możesz dla wygody zamieniać wejścia bramek jak i całe bramki miejsca, jeżeli uprości to połączenia (to samo dotyczy komparatorów). Przy okazji, zwróć uwagę, że bramki w 74HC02 mają wyjścia ułożone inaczej niż pozostałe bramki z rodziny TTL, więc nie zrób pomyłki.

    Mam nadzieję, że mój opis jest na tyle dokładny żeby zrozumieć działanie układu i odtworzyć przebiegi. Jeśli będzie trzeba to mogę jeszcze narysować timingi, chciałem to nawet od razu zrobić z braku odpowiedniego narzędzia rysując ścieżką w OrCADzie, ale kiepsko to szło i dałem spokój, i tak miałem wczoraj dość. Dodam jeszcze, że z pewnością na nowoczesnym mikrokontrolerze dałoby się uzyskać większą funkcjonalność i jeszcze mniejszy pobór prądu, tak jak tu inni pisali, ale za to moje rozwiązanie ma tę zaletę, że obywa się całkowicie bez software, więc ruski czy chiński hacker nie dobierze się do niego, już prędzej do chińskiego dzwonka. Mało tego: tu nawet stuxnet nie da rady!

    Jak już zaznaczyłem w opisie formalnym, oporniki w części analogowej wymagają zmian (a być może i cała część analogowa, jeśli zdecydujesz się na użycie innego komparatora) ale to wymaga wykonania jakichś pomiarów tego termistora, który zamierzasz użyć (w tej sytuacji mniejsza o to, że dodatkowo pomyliłem temperaturę 75°C z 65°C). Są co prawda ogólne wzory na oporność termistora w funkcji temperatury, ale trzeba znać pewne stałe, których pewnie nie masz, tak więc pozostaje tylko pomiar albo metoda prób i błędów. Wsadź go do szklanki z gorącą wodą wraz z jakimś termometrem i zmierz oporność choćby dla kilku temperatur w całym zakresie, wtedy pogadamy i zobaczymy co się da zrobić.

    Ale najpierw wypijemy i zapalimy, myślę, że coś tam masz, bo pewnie wcale nie chodzi o jakiś za duży piec tylko o zwykłą destylację :D

  • #25 27 Lis 2014 10:18
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Spirytus 95% wrze w temperaturze 78,15C - może to wykorzystać do wykrywania osiągnięcia takiej temperatury? Pociągnąć rurkę, żeby ciśnienie pary coś popchnęło i uruchomiło dzwonek... Można by jeszcze wykorzystać dzwonek mechaniczny (coś takiego, jak stosowano w budzikach) i mieć działanie niezależne od jakiejkolwiek baterii, czy prądu w sieci.

    I jeszcze jedna możliwość do rozważenia, ale trzeba by sprawdzić, jakie napięcie da się uzyskać: do zasilania zastosować termoogniwo (może moduł Peltiera stosowany do chłodzenia procesora), żeby mieć zasilanie (i spory prąd do dyspozycji) bez baterii - tylko żeby to działało, to trzeba po jednej stronie grzać, a po drugiej chłodzić, i potrzebny jest dobry kontakt cieplny.

  • #26 27 Lis 2014 14:07
    madiz08
    Poziom 14  

    kspro Dzięki za tak dokładny opis, zastanawiałem sie wcześniej co mogłoby jedynką na jakiś czas zasilić część analogową i nie pomyślałem, że tak sprytnie można wykorzystać RS. Na początku pomyślałem, że tu może dojść do błędu że na wejściach RS będzie stan niedozwolony, czyli dwie jedynki, ale napisałeś, że Q13 wejdzie w stan wysoki przy stanie niskim na Q7.
    Co do wzmacniaczy to nie wiedziałem o czymś takim jak progi napięć wejściowych dla jego poprawnej pracy (zapamiętam to). Co do oporności termistora to nawet zrobiłem dokładne pomiary podczas nagrzewającej się wody w garnku, drugim czujnikiem sprawdzając jaka jest aktualnie temperatura, także te wartości do porównania sobie dobiorę potencjometrem. Jest przerzutnik smitcha z R21 R11. (0,2mV). Zastanawiałem sie tez jak rozwiązać problem fałszywego alarmu, przy podaniu zasilania na komparator i tu tez rozwiązaniem jest rejestr. Rejestry opuściłem sobie jak przerabiałem "pierwsze kroki w cyfrówce", będę musiał to nadrobić, chociaż ogólnie naświetliłeś mi temat jego działania w tym układzie. Dzwonek ma chyba 36 melodi od ding dong, po świąteczne kolędy, także... :) no czas trwania jest zróżnicowany, wszystkie są głośne, a czas nadawania tutaj będzie ok.

    No na prawde jeszcze raz wielkie dzięki za tyle poświęconego czasu na odpowiedź, powoli zamówię sobie potrzebne scalaki, na allegro przy kilku sztukach wychodzą nawet po 50gr. i oczywiście dam znać, albo nawet wstawię krótki filmik jak poszło :)

    Koledzy z wcześniejszych postów już zaznaczyli, że pobór na mikrokontrolerze będzie na pewno mniejszy (teraz nawet wróciłem do nauki C na AVR Tomasza Francuza, aktualnie przerabiam Watchdog-a), ale nawet z własnej ciekawości układami cyfrowymi bardzo ciekawi mnie jak Twój układ działa, także czekam na części i dziękuję za pomoc.

  • #27 27 Lis 2014 15:30
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Może, jeśli chcesz zrobić układ ze scalaków cyfrowych i mieć mały pobór prądu, to generator na tranzystorach, i do dzielenia częstotliwości CD4020 (wyjścia Q1, Q4..Q14), albo CD4040 (wyjścia Q1..Q12), albo i CD4060? Bo przypuszczam, że prąd pobierany przez CD4060 idzie głównie na zasilanie generatora i mniej, niż parędziesiąt uA na jego wbudowanym generatorze się nie da.

    Jeszcze jedna koncepcja zasilania, nie wiem, na ile wykonalna: są lampki LED z fotoogniwem (tzw. solarne - są też kalkulatory z fotoogniwem, ale chyba się ich nie zdemontuje bez zniszczenia, a lampkę się da), które ładuje akumulator/y NiCd, albo NiMH; jeśli pobór prądu jest niewielki, a zależy nam na trwałości, można pomyśleć o użyciu goldcap-a (o pojemności 1F, albo 3F) do magazynowania energii (i baterii, albo akumulatora do zasilania samego dzwonka). Z pojemności 3F można pobierać przez dobę około 35uA i napięcie spadnie o 1V (np. z 5V do 4V), a odrobina światła dziennego wystarczy, żeby fotoogniwo go naładowało - o ile tam dochodzi światło dzienne, albo jest codziennie włączane choć na godzinę sztuczne.

 Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME