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

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

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

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

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.

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.

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).

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

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.

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

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

Диапазон измеряемых температур и точность какие должны быть?

Расстояние порядка 20 метров

Диапозон температур от 0 до 800,точность в полградуса

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.

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.

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

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

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.

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

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

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

мультиплексировать без усиления? тогда о точности можно и не вспоминать

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


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

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?

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 .

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

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.

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.

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

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.

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.



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 ?

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%.

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.

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

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

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...

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) ?

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.

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

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

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

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

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

По просьбе автора тему закрываю.
Почищу от флуда позже.

Модератор