Как считать данные с 80 термопар, посоветуйте пожалуйста Опции

[САНЯ100]

Ребята, нужна помошь, суть в том, что мне надо считывать значения с 80 термопар и выводить на ПК через USB на частоте порядка 300 герц, помогите пожалуйста организовать считывание значений с термопар на этой частоте и по какому интерфейсу (хотя бы схемно), передачу данных В пк и дрова я напишу. микроконтроллер авр любой

[Николай Иванович...]

помогите пожалуйста организовать считывание значений с термопар на этой частоте и по какому интерфейсу (хотя бы схемно)

Дык у термопар нет никакого интерфейса. И нет никаких сигналов кроме выдаваемой термопарой термоЭДС. Тебе нужно делать девайсину, которая будет усиливать и оцифровывать термоЭДС и передавать их по USB на комп

[САНЯ100]

Я понимаю, после термопар стоят усилители,т.к. Сигналы с термопары милливольтовые от 0 до 5,соответственно стоят усилители с коэфициентом 1000. Ацп в микроконтроллере. Меня интересует как с частотой 300 герц считывать значение с каждой термопары,эти значения после ацп будут передовасьтя в пк

[stells]

ну, решение в лоб - 8 тинек, а 9-я их опрашивает по любому последовательному интерфейсу и обменивается с ПК

[rezident]

Ребята, нужна помошь, суть в том, что мне надо считывать значения с 80 термопар и выводить на ПК через USB на частоте порядка 300 герц, помогите пожалуйста организовать считывание значений с термопар на этой частоте и по какому интерфейсу (хотя бы схемно), передачу данных В пк и дрова я напишу. микроконтроллер авр любой

Я не понял, а задача измерения напряжения термопары и преобразования его в цифровое значение температуры уже решена? ИМХО это посложнее будет, чем собрать и передать уже готовые цифровые значения в PC.

[stells]

може я чего не понял? 80 усилительных каскадов, 8 tiny26 (с 11-канальными АЦП), интерфейс I2C (400кбит), 9-я tiny (попроще) собирает данные и отправляет в ПК

[rezident]

може я чего не понял? 80 усилительных каскадов, 8 tiny26 (с 11-канальными АЦП), интерфейс I2C (400кбит), 9-я tiny (попроще) собирает данные и отправляет в ПК

Такая измерительная система может быть и заработает, но только если ее разместить в экранированном спичечном коробке Но для этого (измерения температуры внутри коробка) и одной термопары (+ холодный спай) будет достаточно.
Топикстартер вообще ничего не сообщил о том, температуры частей какого объекта или каких объектов измерять-то нужно? Может все эти термопары в объеме 100 куб.м разбросаны? А вы их по десятку на один МК цеплять собрались, да еще и I2C промеж всеми МК.

[Vasily_A]

странная постановка задачи... 300Гц с термопары это абсурд, таже травленая 0.2мм терморара дает отклик порядка 0.1с
подобная задачка решалась так: LTR-крейт от l-card, с несколькими ltr27 платами с термопарными модулями. получается дорого... тысяч 70 примерно. зато поканальная гальваническая развязка и 14-16бит реальных.

на накристальном ацп, даже с внешним хорошим инструментальным усилителем нормальную точность получить сложно.
можно использовать готовые ацп со встренным хорошим пга (например cs5524) - 4 термопары на корпус, и все их повесить на одну шину (spi). о 300гц забыть, но с термопарными скоростями работать будет. avr-ку выбирать исходя из размера озу (чтоб данные от 80-ти каналов в один кадр поместить).

[bloodden]

И тут возникает вопрос: территориально это как всё расположено? От этого зависит и вся топология.

[mrKirill]

може я чего не понял? 80 усилительных каскадов, 8 tiny26 (с 11-канальными АЦП), интерфейс I2C (400кбит), 9-я tiny (попроще) собирает данные и отправляет в ПК

Зачем 80 усилительных каскадов?
Сигналы все равно будут измеряться не одновременно, можно 1 каскад использовать на каждую tiny26
Вопрос в другом, эти 80 датчиков на каком расстоянии друг от друга и от измерительной части будут находиться?
Ведь помехи и потери никто не отменял.

[stells]

Такая измерительная система может быть и заработает, но только если ее разместить в экранированном спичечном коробке Но для этого (измерения температуры внутри коробка) и одной термопары (+ холодный спай) будет достаточно.
Топикстартер вообще ничего не сообщил о том, температуры частей какого объекта или каких объектов измерять-то нужно? Может все эти термопары в объеме 100 куб.м разбросаны? А вы их по десятку на один МК цеплять собрались, да еще и I2C промеж всеми МК.

насчет расстояний он действительно ничего не сказал... если они не очень большие, то усилители расположены в непосредственной близости от термопар, ну а тиньки (как и положено) в пределах одного модуля... ну или спичечного коробка, если угодно

[САНЯ100]

Спасибо за ответ,но получиться не так как хотелось бы. Наверно я не так объяснил вам,сейчас попробую объяснить алгоритм. Микроконтроллер поочередно посылает адрес конкретной термопары,считывает значение,потом это значение идет на ацп,и передается в компьютер,частота опроса 300 герц.
Хотелось бы организовать это таким образом,чтобы не все 80 каналов были напрямую подключены к микроконтроллеру,а чтобы это организовать скажем через какую нито адресную шину. прошу совета у вас пожалуйста как это можно организовать, и хочу спросить как можно обойтись без усилителей, наверно есть какой то еще способ,потому что получается просто очень громоздкая конструкция
И усилители горят часто, люди добрые очень прошу помощи пожалуйста

[mrKirill]

Диапазон измеряемых температур и точность какие должны быть?

[САНЯ100]

Расстояние порядка 20 метров

[САНЯ100]

Диапазон измеряемых температур и точность какие должны быть?

Диапозон температур от 0 до 800,точность в полградуса

[rezident]

Микроконтроллер поочередно посылает адрес конкретной термопары,считывает значение,потом это значение идет на ацп,и передается в компьютер,частота опроса 300 герц

Жесть! Вам же уже объяснили, что термопара это всего лишь контакт двух металлов, спай двух проволочек из разных металлов. У нее нет ни адреса, ни цифрового значения , а только контактная разность термоЭДС (напряжение), которую нужно вначале измерить.

[stells]

без усилителей не обойтись никак - все-таки 20 метров. поэтому у каждой термопары свой усилитель, к нему идет питание и от него сигнал (сигнал медленный, так что можно в экране, можно - без). собираем все это на 8 тинек (фильтруя предварительно помехи), ну и т.д.

[САНЯ100]

Термопары расположены близко,в объеме в 0,5 куба, с частотой может вы и правы,завтра посмотрю паспорт на них и уточню

[mrKirill]

Диапозон температур от 0 до 800,точность в полградуса

Вы уверены насчет точности в 0,5гр на температуре 800гр?

[Microwatt]

без усилителей не обойтись никак - все-таки 20 метров. поэтому у каждой термопары свой усилитель, к нему идет питание и от него сигнал (сигнал медленный, так что можно в экране, можно - без). собираем все это на 8 тинек (фильтруя предварительно помехи), ну и т.д.

8 тинек - программерские заморочки.
Многое может зависеть от подробностей, они очень невнятно описаны.
Навскидку я бы поставил возле каждой термопары (группы термопар) нормирующие усилители на простеньком ОУ и выдал бы сигнал, желательно в токовом виде, к центральному блоку.
Там поставил бы ОДИН аналоговый коммутатор, АЦП и программную поддержку интерфейса.
300Гц по нынешним временам - бег на месте. За 300 микросекунд одну выборку- преобразование можно вполне выполнить.

[САНЯ100]

без усилителей не обойтись никак - все-таки 20 метров. поэтому у каждой термопары свой усилитель, к нему идет питание и от него сигнал (сигнал медленный, так что можно в экране, можно - без). собираем все это на 8 тинек (фильтруя предварительно помехи), ну и т.д.

В принципе мы так и делали,только после усилителей стоял блок ацп,потом все передавалось в комп и обрабатывалось в лабью,но это очень громоздко,периодически горят усилители,вообщем как говориться прошлый век. По поводу не обойтись без усилителей вы ошибаетесь, есть один способ используя мультиплексоры,но это тоже не выход

[stells]

8 тинек - программерские заморочки.
Многое может зависеть от подробностей, они очень невнятно описаны.
Навскидку я бы поставил возле каждой термопары (группы термопар) нормирующие усилители на простеньком ОУ и выдал бы сигнал, желательно в токовом виде, к центральному блоку.
Там поставил бы ОДИН аналоговый коммутатор, АЦП и программную поддержку интерфейса.
300Гц по нынешним временам - бег на месте. За 300 микросекунд одну выборку- преобразование можно вполне выполнить.

да несильные заморочки-то... 9-я тинька мастер, опрашивает себе спокойно... а аналоговый коммутатор на 80 каналов тоже непростая задачка

[mrKirill]

В принципе мы так и делали,только после усилителей стоял блок ацп,потом все передавалось в комп и обрабатывалось в лабью,но это очень громоздко,периодически горят усилители,вообщем как говориться прошлый век. По поводу не обойтись без усилителей вы ошибаетесь, есть один способ используя мультиплексоры,но это тоже не выход

То что усилители горели это пинать тех разработчиков, которые систему прошлую делали.
Как интересно можно в такой ситуации вообще без усилителей обойтись?

[stells]

В принципе мы так и делали,только после усилителей стоял блок ацп,потом все передавалось в комп и обрабатывалось в лабью,но это очень громоздко,периодически горят усилители,вообщем как говориться прошлый век. По поводу не обойтись без усилителей вы ошибаетесь, есть один способ используя мультиплексоры,но это тоже не выход

мультиплексировать без усиления? тогда о точности можно и не вспоминать

[САНЯ100]

ИМХО он ни в чем не уверен и точность с приведенной погрешностью путает (и градусы с процентами до кучи).

Для флуда есть отдельная тема, термопары не те,которые используются на в быту или на гражданских приборах, у нас специальные термопары,которые используются на АЭС, и мне известно что и как и я не ошибаюсь по поводу диапазона и точности

мультиплексировать без усиления? тогда о точности можно и не вспоминать

Есть специальные 16 канальные платы на мультиплексотрах,стоят они около 90 тыс рублей, американские, после которых по обычной 16 канальной шине передается сигнал в комп на расстояния до 50 метров без помех,схемотехника такой платы,сами понимаете, не известна и не доступна, это очень дорого, хочется самим организовать на микроконтроллере,завтра нарисую схемно как это выглядит на наш взгляд

[rezident]

Для флуда есть отдельная тема, термопары не те,которые используются на в быту или на гражданских приборах, у нас специальные термопары,которые используются на АЭС, и мне известно что и как и я не ошибаюсь по поводу диапазона и точности

Ну извините, я для АЭС ничего не разрабатывал и поэтому не в курсе, что там физические законы немного другие Если вы сами все знаете, то чего же вопрос нормально сформулировать не можете?
Под адресацией (как я наконец-то понял) вы подразумеваете адресацию мультиплексирования аналоговых сигналов после усилителей, так? А после мультиплексора сигналы на АЦП поступали, верно? У вас все термопары изолированы от среды измерения или среда слабо/не-проводящая? Хотя тогда непонятно, почему же у вас усилители горели?

[sera_os]

Для флуда есть отдельная тема, термопары не те,которые используются на в быту или на гражданских приборах, у нас специальные термопары,которые используются на АЭС, и мне известно что и как и я не ошибаюсь по поводу диапазона и точности

Позволю себе вмешаться . Если и термопара выдает напряжение с указанной вами точностью, то получить ее в цифре куда сложнее будет . Видимо это имел ввиду rezident.
А как с компенсацией холодного спая бороться будите?
Задача, при ваших требованиях, может оказаться куда сложнее чем Вам представляется .

[stells]

Есть специальные 16 канальные платы на мультиплексотрах,стоят они около 90 тыс рублей, американские, после которых по обычной 16 канальной шине передается сигнал в комп на расстояния до 50 метров без помех,схемотехника такой платы,сами понимаете, не известна и не доступна, это очень дорого, хочется самим организовать на микроконтроллере,завтра нарисую схемно как это выглядит на наш взгляд

схемотехника этих плат - 16 операционных усилителей, мультиплексор, АЦП и контроллер

[vvs157]

Для флуда есть отдельная тема, термопары не те,которые используются на в быту или на гражданских приборах, у нас специальные термопары,которые используются на АЭС, и мне известно что и как и я не ошибаюсь по поводу диапазона и точности

Количество типов термопар используемых хоть в быту, хоть в космосе, хоть на АЭС весьма ограничено и хорошо известно. В ответсвенных местах, когда нужна долговременная стабильность используют платиновые термопары на основе платино-родиевых сплавов. ТермоЭДС у них не больше примерно 10-12 мкВ на градус (существенно меньше, чем у наиболее массовой термопары хромель-алюмель) и при заявленной вами точности в пол-градуса вам надо устойчиво "ловить" менее 5 мкВ. В принципе на расстояние в 10 метров с использованием компенсационных проводов их можно подключить к входному коммутатору. Но только коммутатор микровольтовых сигналов на частоте 300 Гц это не очень тривиальная вещь, так как внутри этого устройства не должно быть паразитных термо и контактных ЭДС.и помех от коммутации.

[Stas633]

Для флуда есть отдельная тема, термопары не те,которые используются на в быту или на гражданских приборах, у нас специальные термопары,которые используются на АЭС, и мне известно что и как и я не ошибаюсь по поводу диапазона и точности

Ну тогда назовите их не "термопары", а "устройства для измерения температуры", например. И приведите нужные для ответа характеристики (время отклика, диапазон вых.напр. и т.д.). Вы пишите "термопара", а подразумеваете "спец.изделие". А как остальным догадаться, что Вы "пресное с мягким" не путаете?
...
По сути. Если я правильно понял, то у Вас нет возможности разместить "опросную плату" в непосредственной близости от объекта измерения (Вы писали о 20 метрах). Если это так, то без усилителей Вам НИ КАК, только если такие усилители уже не втроены в Ваши "термопары". Выход усилит., как уже Вам советовали, лучше токовый - помех меньше. Если предположить, что вывод/выход усилителя каждой ТП один - это самый простой вариант (лучше, конечно сделать быход балансным с вытекающими "последствиями"), то Вам будет нужна "шина" 80x2 (x3 если отдельный экран) да на 20 метров!!!!??? А чем, извините, 800 градусов "греете"? Газ и уголь отпадает... наверняка нагрев индукционный (про упомятутую Вами АЭС, я не "вспоминаю" - страшно....).. т.е. ЭМИ (ЭМО) на такой шине не даст иметь "приличный" результат в течение длительного времени.. или стоимость "экранировки" будет соизмерима со стоимостью, как минимум системы измерения. Поэтому, как мне кажется, нужно принять все меры для сокращения расстояния между обектом измерения (датчиками/термопарами) и системой оцифровки. А уже готовую цифру "гнать" хоть за 20 м, хоть за 20 км.
Если вопрос с "доставкой" измеряемой величины к измерителю считать решенным, то, опять же на мой взгляд, необходимо максимально уменьшить количество деталей (как Вы понимаете, для увеличения надежности). Каким образом это сделать, а ,точнее, по какому пути пойти - делать "простой" мультиплексор или ставить несколько корпусов AVR сказать (посоветовать) сложно, так как это в определяющей степени зависит от условий эксплуатации Вашей системы.
....
Опишите подробно (насколько это возможно/позволительно) саму задачу. Изложите просьбу в виде ТЗ - получите точные и полезные советы.

P.S. пока "ваял" появились новые сообщения. Одна ремарка... "Страшно" не за принцип получения энергии, а за то, что разработчикам техники для АЭС необходимы советы такого рода. (извините, ничего личного) Мне какзалось, что: а)специалисты в облати АЭС разработок в советах не нуждаются; б)тема разработок для АЭС должна быть "закрыта" от посторонних "глаз" наглухо. Плз., развейте "опасения", скажите, что приобрели "по случаю" сотню списанных термопар и занимаетесь изготовлением термопечи для термообработки металлов.

[stells]

просто хочу посоветоваться как оптимально организовать считывание с 80 каналов сразу цифровой сигнал, помоему задача поставлена сейчас корректно

задачка сейчас поставлена вообще по-другому. ее решение - ОУ, АЦП и контроллер в непосредственной близости каждого датчика. если расстояния до 1м - то АЦП со встроенным последовательным интерфейсом. тогда можно и без контроллера, но количество АЦП будет ограничено.
а вообще, как правильно написали, делайте корректную постановку задачи с нюансами, которые может быть Вам и кажутся несущественными

[slog]

Я бы сделал так: s-d ADC 16 разрядов с 4-мя дифференциальными входами, проц, гальваноразвязка, RS-485 и Modbus. И много модулей на шине. Только не понятно зачем очередной раз изобретать велосипед. Все уже давно есть готовое. Купить готовое в итоге будет дешевле.

[_dem]

Уважаемые модераторы.удалите пожалуйста данную тему

Зачем же удалять, многим интересно. Не в плане флуда, а в плане реализации.

Уточните сначала один момент, который то ли некорректно Вами изложен, то ли имеет место быть недопонимание.

Микроконтроллер поочередно посылает адрес конкретной термопары,считывает значение,потом это значение идет на ацп,и передается в компьютер,частота опроса 300 герц.

Исходя из этого предложения, я понимаю, что контроллер должен считать аналоговое значение, передать его на вход АЦП, потом с выхода АЦП передать оцифрованное в компьютер ?

[AndyBig]

Добавлю свои 5 копеек: диапазон в 800 градусов с точностью 0,5 градуса - это 1600 значений. 10-разрядные АЦП в контроллерах обеспечат всего 1024 значения, причем их точность будет плюс-минус полтора младших разряда (если не ошибаюсь), следовательно указанный диапазон можно промерять с точностью 0,78 градуса и с погрешностью +-1,17 градуса...
Никакими тиньками в решении этой задачи даже не пахнет.
Ну и до сих пор остается вопрос: что именно представляют из себя эти "термопары", какой у них выход (аналоговый/цифровой), если аналоговый, то в каком диапазоне (вольт на градус)... Если это действительно обычные термопары, то без усилителей не обойтись для получения заданной точности 0,0625%.

[САНЯ100]

Да,совершенно верно. Давайте забудем про термопары. Просто скажем есть 80 каналов(пусть на них уже цифровой сигнал). Вот,очень интересует как можно не подключать эти 80 линии на прямую в ммокроконтроллер,а нужно осуществить считывание данных по малому колличеству линии,скажем к примеру по некой шине,по которой микроконтроллер обращается по адресу, надеюсь что сейчас понятно вам, так вот,я и хочу спросить у вас как у профессионалов как это можно осуществить и возможно ли это вообще

[Stanislav_S]

Да,совершенно верно. Давайте забудем про термопары. Просто скажем есть 80 каналов(пусть на них уже цифровой сигнал). Вот,очень интересует как можно не подключать эти 80 линии на прямую в ммокроконтроллер,а нужно осуществить считывание данных по малому колличеству линии,скажем к примеру по некой шине,по которой микроконтроллер обращается по адресу, надеюсь что сейчас понятно вам, так вот,я и хочу спросить у вас как у профессионалов как это можно осуществить и возможно ли это вообще

Тогда такой вариант:
1 На каждую термопару свой усилитель, например AD623 + MCP3301 + МегаХХ + RS485
2 Все сидят на на одной шине, хотя можно сделать и кластерами, далее делается HOST контроллер, ну нпаример AT90USB1287, который опрашивает датчики и через USB передает в комп.

[slog]

Попробуй в гугле набрать слова RS-485 и Modbus. Будут миллионы ссылок. Потому что это стандарт и все так делают.

[stells]

Да причем здесь ацп,с ним мы сами что нибудь придумаем,интересует только то,о чем я написал чуть повыше

а выше Вы написали, что уже есть цифровой сигнал... в какой форме? параллельный? последовательный? скольки разрядный? со старт-стопами (если последовательный)?

[AndyBig]

Если на выходе есть уже значение в цифре, то на каждый датчик (назовем его так) по тиньке и драйверу RS485, посадить все на одну шину и эту шину подвести к управляющему контроллеру, который как раз и будет опрашивать датчики по адресам и отдавать полученные значения в PC
Впрочем, это уже неоднократно советовали в теме...

[САНЯ100]

а выше Вы написали, что уже есть цифровой сигнал... в какой форме? параллельный? последовательный? скольки разрядный? со старт-стопами (если последовательный)?

Не готов ответить на этот вопрос, вообще надо сделать так,чтобы ацп конечно было в микроконтроллере, соответственно сигнал должен быть аналоговым на 80 линиях

[MrYuran]

Не готов ответить на этот вопрос, вообще надо сделать так,чтобы ацп конечно было в микроконтроллере, соответственно сигнал должен быть аналоговым на 80 линиях

И эти линии потянутся на десятки метров в разные стороны
Не так ли?
К тому же перед АЦП в таком случае придётся поставить здоровое поле коммутаторов

КАЖИСЬ Я ПОНЯЛ.
Вы случайно не путаете микроконтроллер (МК) с программируемым логическим контроллером (ПЛК) ?

[scifi]

Просто скажем есть 80 каналов(пусть на них уже цифровой сигнал).

вообще надо сделать так,чтобы ацп конечно было в микроконтроллере, соответственно сигнал должен быть аналоговым на 80 линиях

Вы уж определитесь для начала.
Цифровые каналы бавают разные (I2C, SPI, 100BASE-T, FiberChannel, SerialATA, и т.д. и т.п.) Аналоговые сигналы тоже бывают разные (токовые или нет, микровольтовые и киловольтовые, постоянные и переменные, килогерцовые и гигагерцовые).
В каждом случае решение своё, общего решения на все эти случаи быть не может.

[AndyBig]

Просто скажем есть 80 каналов(пусть на них уже цифровой сигнал).

вообще надо сделать так,чтобы ацп конечно было в микроконтроллере, соответственно сигнал должен быть аналоговым на 80 линиях

Я бы посоветовал сначала все-таки определиться по общим принципам, а потом уже спрашивать совета по конструктивному решению. И описать все требования и условия.

[stells]

остается только догадываться, что Вам нужно... но видимо AndyBig правильно написал: ОУ, tiny13 и трансивер RS-485

[AndyBig]

Пока писал, меня успели опередить... Почти дословно :-D

[Stanislav_S]

Не готов ответить на этот вопрос, вообще надо сделать так,чтобы ацп конечно было в микроконтроллере, соответственно сигнал должен быть аналоговым на 80 линиях

Тогда классика: сам датчик на XTR далее 4 - 20 ма, далее все приходит на одну плату, аналоговый коммутатор + АЦП + развязка + МК + USB.

[stells]

КАЖИСЬ Я ПОНЯЛ.
Вы случайно не путаете микроконтроллер (МК) с программируемым логическим контроллером (ПЛК) ?

очень похоже... только как тогда эту тему к AVR прилепить? она и так-то к ним никакого отношения не имеет

[IgorKossak]

По просьбе автора тему закрываю.
Почищу от флуда позже.

Модератор