logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Re: zasilenie mikrokontrolera i czujników z jednego źródła

Dolce 15 Sty 2016 23:24 3708 40
Najlepsze odpowiedzi LABEL_AI_GENERATED

Czy można zasilić z jednego źródła układ z mikrokontrolerem 12 V i trzy indukcyjne czujniki krańcowe, i gdzie najlepiej dać kondensatory filtrujące na takiej linii zasilania?

Tak, można zasilić mikrokontroler i czujniki z jednego źródła 12 V, a kondensatory filtrujące najlepiej dać przy płytce sterownika, nie przy samych złączach DB9; w odpowiedzi padła propozycja 4,7 µF + 2,2 µF + 2–3×100 nF oraz sugestia, że drabinki kondensatorów można zrobić „dla spokojnego sumienia” [#15338782][#15340214] Do połączeń sygnałowych nie trzeba tu transoptorów, jeśli masa jest wspólna; kilku uczestników uznało je za zbędne i wskazało, że wystarczy proste zabezpieczenie wejścia, np. rezystor szeregowy albo dioda [#15341193][#15342429][#15342138] Dla 12 V podano przykład rezystora szeregowego rzędu 47 kΩ, a przy wyjściu typu open collector zaznaczono, że od strony mikrokontrolera potrzebny jest rezystor podciągający [#15342671][#15343494][#15346022] Dodatkowo zasugerowano, że ewentualne kondensatory 10 nF można dać między wejście MCU a masę jako ochronę przed ESD przy odłączonym przewodzie [#15343092][#15343320]
Podsumowanie AI na podstawie dyskusji. Może zawierać błędy.
  • #1 15338735
    Dolce
    Poziom 22  
    Posty: 1412
    Ocena: 176
    Witam.
    Mam pytanie odnośnie możliwości zasilania z jednego źródła układu z mikrokontrolerem oraz trzech indukcyjnych czujników krańcowych (z których sygnały będą podłączone do wejść mikrokontrolera). Układ mikrokontrolera jest zasilany napięciem 12V. Ponieważ czujniki krańcowe można zasilić napięciem w zakresie 10-30V, dlatego pomyślałem o możliwości podłączenia ich równolegle do napięcia zasilającego układ z mikrokontrolerem.
    Problem w tym, że nie wiem czy to poprawne rozwiązanie a dodatkowo najdalszy czujnik będzie oddalony od obudowy z układem mikrokontrolera o ok. 2-2,5m.
    Czujniki „po drodze” podłączane były by za pomocą złącz DB9.
    Czy w tym przypadku można zasilić z jednego źródła zasilania układ z mikrokontrolerem oraz czujniki krańcowe ?
    Jeśli tak to w których miejscach należy zastosować kondensatory filtrujące i o jakich wartościach ?

    Re: zasilenie mikrokontrolera i czujników z jednego źródła
  • Pomocny post
    #2 15338782
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • Pomocny post
    #3 15338843
    excray
    Poziom 41  
    Posty: 5502
    Pomógł: 739
    Ocena: 657
    Kolego nie wpinaj wyjść bezpośrednio pod uC tylko użyj transoptorów.
  • #4 15339922
    Dolce
    Poziom 22  
    Posty: 1412
    Ocena: 176
    Bardzo dziękuje za szybkie odpowiedzi.
    Piotruś_999, ten układ z mikrokontrolerem po podłączeniu do "żywego" napięcia działa poprawnie tak więc pewnie już zawiera wymagane elementy filtrujące. natomiast w którym miejscu dać te kondensatory o których pisałeś ?
    Załączyłem "poprawiony" schemat.
    Chodzi o to, że czujniki będą podłączone do złącza zasilania układu mikrokontrolera w jego obudowie a następnie do złącza DB9 i stamtąd przewodem z wtyczkami DB9 "dalej" - do kolejnego złącza DB9 i nastepnei do czujników. Dodatkowo na schemacie naniosłem kondensatory o których pisałeś.
    Czy kondensatory wlutować tak jak na schmacie czyli za złączem DB9 już w obudowie z mikrokontrolerem ?
    Czy dodatkowo może pomóc wlutowanie takich drabinek - np. w złączu "pośrednim" czyli tym zaznaczonym na załączonym schemacie niedaleko od czujników ?
    Czytałem, że w przypadku mikrokontrolera kondensatory filtrujące najlepiej lutować jak najbliżej nóżek zasilających układ. Natomiast chciał bym się poradzić, gdzie najlepiej wlutować kondensatory w przypadku odsprzęgania zakłóceń, które mogą pojawić się na wejściu zasilania mikrokontrolera w przypadku, gdy do jednego źródła zasilania wraz z układem mkrokontrolera będą podłączone równolegle czujniki.

    Excray, w momencie pojawienia się metalu w pobliżu czujnika, następuje przewodzenie masy na wejście mikrokontrolera.
    Czy w takim przypadku również należy zastosować transoptopry ?
    Re: zasilenie mikrokontrolera i czujników z jednego źródła
  • Pomocny post
    #5 15339947
    excray
    Poziom 41  
    Posty: 5502
    Pomógł: 739
    Ocena: 657
    Jak najbardziej. Odizolować uC od czujnika. Skąd wiesz że kiedyś czujnik się nie uszkodzi i wystawi na to wyjście 12V? Albo ktoś przez pomyłkę wepnie tam czujnik Totem-Pole bądź PNP? Albo na przykład nie podepnie równolegle innego sygnału który będzie już 12/24V? Wtedy usmaży Ci z miejsca uC i ten ktoś słusznie stwierdzi że jakiś paprak to robił że nie odizolował uC od sygnału z czujnika szczególnie że czujnik jest zasilany z 12V.
  • #6 15340000
    Dolce
    Poziom 22  
    Posty: 1412
    Ocena: 176
    Rozumiem, słuszna uwaga.
    Jeśli to nie kłopot to podpowiedzcie mi jeszcze gdzie wlutować te kondensatory.
    Załączam jeszcze raz schemat, tym razem poprawiony.
    Opisałem to powyżej, tylko już zdążyłeś odpisać.
    Chodzi o to, że czujniki będą podłączone do złącza zasilania układu mikrokontrolera w jego obudowie a następnie do złącza DB9 i stamtąd przewodem z wtyczkami DB9 "dalej" - do kolejnego złącza DB9 i nastepnei do czujników.
    Czy kondensatory wlutować tak jak na schmacie czyli za złączem DB9 już w obudowie z mikrokontrolerem ?
    Czy dodatkowo może pomóc wlutowanie takich drabinek - np. w złączu "pośrednim" czyli tym zaznaczonym na załączonym schemacie niedaleko od czujników ?
    A może jeszcze jakoś inaczej to poprawnie się wykonuje ?

    Dodatkowo mam pytanie o transoptory. Jak je poprawnie podłączyć ?
    Czy taki transoptor po prostu lutuje się pomiędzy biegun dodatni zasilania (12V) a wyjście sygnału z czujnika czyli w taki sposób w jaki zaznaczono na załączonym poniżej schemacie podłączenie cewki przekaźnika ?

    Re: zasilenie mikrokontrolera i czujników z jednego źródła

    Czy do separacji można użyć np przekaźnika photo :

    Link
  • #7 15340066
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • #8 15340085
    Dolce
    Poziom 22  
    Posty: 1412
    Ocena: 176
    Płytka posiada mikrokontroler Atmel ale nie posiada wbudowanego zasilania tylko złącze zaciskowe do drukudo podłączenia zasilania stabilizowanego 12V z zewnątrz.
    Właśnie do tego złącza chcę dodatkowo podłączyć przewody zasilające czujniki.
  • #9 15340198
    excray
    Poziom 41  
    Posty: 5502
    Pomógł: 739
    Ocena: 657
    Przykładowo tak jak na załączonym obrazku:
    Re: zasilenie mikrokontrolera i czujników z jednego źródła
    Od strony opornika do +12V a drugi punkt do wyjścia z czujnika.
    Swoją drogą załącz jeśli możesz zdjęcie tej płytki. Czy ona nie posiada już przypadkiem transoptorów na wejściu?
  • #10 15340209
    Dolce
    Poziom 22  
    Posty: 1412
    Ocena: 176
    Dziękuję.
    A co sądzisz o podłączeniu kondensatorów filtrujących tak jak na ostatnim załączonym schemacie ? Czy dawać je przy obydwu gniazdach DB9 czy tylko przy tym wewnątrz obudowy z układem mikrokontrolera lub w ogóle bezpośrednio wlutować do płytki od spodu złącza zaciskowego ?
    Jak to poprawnie wykonać ?
  • Pomocny post
    #11 15340214
    excray
    Poziom 41  
    Posty: 5502
    Pomógł: 739
    Ocena: 657
    Ja bym dał przy płytce. Wygodniej zamontować bo masz miejsce a i tak nie są potrzebne przy DB9. W czujniku na pewno też są kondensatory.
  • #12 15340337
    dondu
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Posty: 13906
    Pomógł: 1292
    Ocena: 809
    Moje pytania:

    1. Co to są za czujniki? Podaj typ, wskaż dokumentację ....

    2. Co to za urządzenie, czyli w jakim środowisku przyjdzie pracować biednemu mikrokontrolerowi i na jakiej płytce to jest oparte?

    Pytania zadane nie bez przyczyny, bo wydaje mi się, że automatyzujesz urządzenie, które może siać spore zakłócenia i niemile się zaskoczysz, gdy już wszystko do kupy złożysz.
  • #13 15341167
    Dolce
    Poziom 22  
    Posty: 1412
    Ocena: 176
    Dziękuję za odpowiedzi. Płytkę mam już złożoną i układ działa prawidłowo. Moje pytania odnośnie elementów filtrujących wynikają stąd, że wcześniej wykorzystywałem jako krańcówki zwykłe przełączniki z rolką. Chciałem je wymienić na czujniki indukcyjne, które są podłączane do zasilania i dlatego wolałem się upewnić odnośnie ewentualnego filtrowania zasilania.
    Czy w celu podłączenia sygnału z czujnika do wejścia mikrokotrolera zamiast transoptora można zastosować przekaźnik półprzewodnikowy ?
    Mam na stanie tego typu :
    Link
  • Pomocny post
    #14 15341193
    BlueDraco
    Specjalista - Mikrokontrolery
    Posty: 6479
    Pomógł: 939
    Ocena: 421
    Jeśli masz wspólne zasilanie czujników i uC to stosowanie izolacji wejść jest bez sensu. Do zabezpieczenia wejść wystarczą zapewne rezystory.
  • #15 15341401
    excray
    Poziom 41  
    Posty: 5502
    Pomógł: 739
    Ocena: 657
    Dolce napisał:
    Czy w celu podłączenia sygnału z czujnika do wejścia mikrokotrolera zamiast transoptora można zastosować przekaźnik półprzewodnikowy ?

    Tak, ten który wskazałeś jak najbardziej.
    BlueDraco napisał:
    Jeśli masz wspólne zasilanie czujników i uC to stosowanie izolacji wejść jest bez sensu. Do zabezpieczenia wejść wystarczą zapewne rezystory.

    Zdecydowanie nie. Po pierwsze nie ma wspólnego zasilania - wspólna jest tylko masa. Po drugie o powodach na nie wspomniałem w poście #5. Załatwianie takich rzeczy rezystorem kończy się zasilaniem pasożytniczym i cudami dziejącymi się w układzie a także uszkodzeniem w układu. Jeśli urządzenie stwarza możliwość zagrożenia zdrowia to dodatkowo ewentualnym uszczerbkiem na zdrowiu operatora. Litości, nie dziadujmy o kilka transoptorów.
  • #16 15341518
    Dolce
    Poziom 22  
    Posty: 1412
    Ocena: 176
    Chciałem się upewnić. Czy schemat podłączenia transoptora, który załączyłeś można "dosłownie" zastosować w moim przypadku ? Jak zaznaczyłem wcześniej, krańcówki w stanie załączonym mają podać na wejście mikrokontrolera "masę".
    Czy po wykonaniu układu według załączonego przez Ciebie schematu na wyjściu transoptora pojawi się właśnie masa ?
  • #17 15341529
    excray
    Poziom 41  
    Posty: 5502
    Pomógł: 739
    Ocena: 657
    Tak. Pojawi się masa na wyjściu uC.
  • Pomocny post
    #18 15341554
    BlueDraco
    Specjalista - Mikrokontrolery
    Posty: 6479
    Pomógł: 939
    Ocena: 421
    excray: przy wspólnej masie moim skromnym zdaniem stosowanie transoptorów jest bez sensu, bo dopasowanie da się załatwić taniej i na mniejszej powierzchni druku:
    - w 90% przypadków - ODPOWIEDNIM rezystorem
    - w kolejnych 4% - dzielnikiem z ew. kondensatorem lub rezystorem i jedną diodą
    - w następnych 4% - jednym tranzystorem
    - w najgorszych 2% - 1 lub 2 R, C i dodatkową diodą lub dwiema/diodą Zenera/specjalizowanym tłumikiem kikukanałowym w SOT32-6 lub mniejszym za grosze.

    W czym rozwiązanie z transoptorem miałoby być lepsze od rozwiązania z tranzystorem - mniejszym i tańszym?

    Transoptor ze zwartymi obiema stronymi działa jak tranzystor, tylko ma mniejsze wzmocnienie.
  • #19 15341602
    Dolce
    Poziom 22  
    Posty: 1412
    Ocena: 176
    Dla mnie miniaturyzacja w tym przypadku nie ma znaczenia. Jeśli transoptor lub przekaźnik półprzewodnikowy będą zabezpieczały mikrokontroler przed uszkodzeniem to wykonanie takich układów dla trzech wejść nie stanowi w zasadzie żadnego problemu. Prosił bym tylko o sprawdzenie załączonych schematów. Pierwszy jest z zastosowaniem transoptora a drugi z przekaźnikiem półprzewodnikowym :

    Re: zasilenie mikrokontrolera i czujników z jednego źródła

    Re: zasilenie mikrokontrolera i czujników z jednego źródła
  • #20 15342138
    BlueDraco
    Specjalista - Mikrokontrolery
    Posty: 6479
    Pomógł: 939
    Ocena: 421
    Brak transoptora zabezpieczy równie dobrze, jak transoptor. Nie znam dokłdnie czujników, których używasz, ale tan "na wyczucie" jedynm potrzebnym zabezpieczeniem jest tutaj dowolna mała dioda (np. 1N4148, BAT54) dołączona katodą do wyjścia czujnika, a anodą do wejścia mikrokontrolera. Nic więcej nie potrzebujesz.
  • #21 15342191
    excray
    Poziom 41  
    Posty: 5502
    Pomógł: 739
    Ocena: 657
    Kolego @Dolce oba schematy są poprawne. Kolego @BlueDraco transoptor daje nam separację galwaniczną której nie zapewni nam żadna dioda, opornik czy tranzystor. Dzięki temu ewentualna awaria po stronie diody transoptora nie przeniesie się na stronę pinu mikroprocesora.
  • #22 15342233
    BlueDraco
    Specjalista - Mikrokontrolery
    Posty: 6479
    Pomógł: 939
    Ocena: 421
    A co daje ta izolacja galwaniczna, poza uodpornieniem na podanie napięcia sieci energetycznej na wyjście czujnika?

    Czemu służy transoptor, którego dwie strony są zwarte?

    Jeśli nie są zwarte - jaki sens ma stsowanie dwóch oddzielnych, izoowanych zasilań w tym układzie?
  • #23 15342281
    Dolce
    Poziom 22  
    Posty: 1412
    Ocena: 176
    Co się stanie jeśli zamiast podania na wejście uC "masy" w momencie zadziałania krańcówki, poda się napięcie dodatnie, załóżmy 12V ?
    Załóżmy, że nastąpiła jakaś awaria czujnika i zamiast masy na wejściu uC wystąpiło napięcie dodatnie o potencjale 12V.
    Czy wówczas mikrokontroler ulegnie uszkodzeniu ?
    Jeśli jest takie prawdopodobieństwo to który sposób zabezpieczenia wejścia uC może się okazać najskuteczniejszy : izolacja diodą, transoptorem czy przekaźnikiem półprzewodnikowym ?
    W zasadzie to dla mnie odpowiedzi na te powyższe pytania są istotne bo sprowadzają się do tego czy robić zabezpieczenie wejścia mikrokontrolera (izolację wejścia sygnału) a jeśli tak to w jaki sposób, żeby było skutecznie.
    Jeśli coś robić to dobrze czyli adekwatnie do ewentualnego zagrożenia. Napięcie sieci to raczej nie wystąpi na krańcówce ale już jej awaria jest w jakiś tam sposób prawdopodobna.
    Czujniki które posiadam są takie :
    Link
  • Pomocny post
    #24 15342416
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • Pomocny post
    #25 15342429
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Posty: 14318
    Pomógł: 2090
    Ocena: 2206
    @Dolce Jeśli szeregowo pomiędzy wejście MCU i wyjście krańcówki wstawisz odpowiedni rezystor to takie rozwiązanie będzie tak samo dobre jak transoptor, a nawet lepsze z powodów o których pisze kol. BlueDraco w poście #18. Trzeba tylko tak dobrać rezystor, aby przy tych 12V prąd nie był większy niż 0,5 mA, bo tyle wytrzymują wewnętrzne diody w MCU. Ew. można dać zewnętrzną diodę i sprawa rozwiązana. Transoptor IMHO w układzie bez separacji galwanicznej (a tu jej nie masz skoro masy są wspólne) nic nie daje.
  • Pomocny post
    #26 15342671
    BlueDraco
    Specjalista - Mikrokontrolery
    Posty: 6479
    Pomógł: 939
    Ocena: 421
    Przy 12 V rezystor szeregowy rzędu 47k załatwia sprawę całkowicie, o ile mamy wyjścei push-pull.
    Jeśli wyjście czujnika jest aktywne poziomem niskim i nie daje poziomu wysokiego, to wystarczającym zabezpieczeniem będzie też sama dioda, o której pisałem wyżej - żadne dodatnie napięcie nie przejdzie.

    W obu przypadkach mówimy o elemencie z dwiema końcówkami w cenie 1..5 groszy.
  • #27 15342761
    Dolce
    Poziom 22  
    Posty: 1412
    Ocena: 176
    Bardzo dziękuję za pomoc.
    Z tego co teraz widzę na schemacie wewnętrznym czujnika to on posiada diodę na wyjściu sygnałowym. Być może to wystarczy. Jeśli nie to którą wersję wybrać ostatecznie, z diodą czy rezystorem 47k :

    Re: zasilenie mikrokontrolera i czujników z jednego źródła

    Re: zasilenie mikrokontrolera i czujników z jednego źródła

    Jeszcze jedno pytanie, czy długość przewodu sygnałowego, który będzie miał ok. 2,5m (od czujnika do wejścia złącza na obudowie sterownika z uC) nie będzie stanowiło żadnego problemu dla poprawnej pracy układu ?
  • #28 15342933
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • #29 15342977
    dondu
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Posty: 13906
    Pomógł: 1292
    Ocena: 809
    niveasoft napisał:
    Tymczasem nota mikrokontolera, dla przykładu M328P, pisze że maksymalne, czyli w najgorszym przypadku, napięcie do którego pin odczytywany jest jako stan wysoki to 0,3V dla zasilania 5V (str.290)

    Coś kolega pomieszał:
    - nie 0,3V, tylko 0,3Vcc, co przy Vcc=5V oznacza maksymalnie: 0,3 * 5V = 1,5V
    - nie jest to stan dla jakiego odczytywana jest zawsze jedynka, ponieważ na wejściach cyfrowych są przerzutniki Schmitta.

    Więcej wyjaśniam tutaj: http://mikrokontrolery.blogspot.com/2011/04/jak-mikrokontroler-widzi-sygnal-cyfrowy.html

    A tutaj potwierdzenie empiryczne:



  • #30 15343059
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  

Podsumowanie tematu

LABEL_AI_GENERATED
Użytkownik pyta o możliwość zasilania mikrokontrolera oraz trzech indukcyjnych czujników krańcowych z jednego źródła 12V. Czujniki mogą być zasilane napięciem 10-30V, co skłania do podłączenia ich równolegle do zasilania mikrokontrolera. W dyskusji poruszono kwestie filtracji napięcia, zastosowania kondensatorów (4.7uF, 2.2uF, 100nF) oraz izolacji sygnałów z czujników za pomocą transoptorów lub przekaźników półprzewodnikowych. Użytkownicy podkreślają znaczenie zabezpieczenia mikrokontrolera przed ewentualnymi uszkodzeniami, które mogą wynikać z błędnego podłączenia czujników. Wskazano również na konieczność zastosowania rezystorów podciągających oraz kondensatorów ESD dla poprawy stabilności układu. Dodatkowo, omówiono długość przewodów sygnałowych oraz ich wpływ na działanie układu.
Podsumowanie AI na podstawie dyskusji. Może zawierać błędy.
REKLAMA