[lelik7605 0]

Нужно разработать и собрать (единицы штук) небольшое и несложное устройство - «колхозный выключатель» - далее КВ. Принцип работы показан на рисунке.

С учётом всех замечаний, уточнённое ТЗ.

 

(если не показывается, то схемка ещё и внизу, в аттаче)

 

На БТ 6 точек для подпайки, которые идут на разъём Х1

1 - земля

2 - плюс питания Vext. в диапазоне от 4.7 до 14 вольт.

3 - анод светодиода через резистор неизвестного номинала (возможно 0 ом)

4 - катод светодиода через резистор неизвестного номинала (возможно 0 ом)

5 - контакт кнопки

6 - контакт кнопки

 

На разъёме Х2

C - общий провод

ONOFF - при замыкании на C включает БТ, при размыкании - выключает

EN - при замыкании на C вся схема работает, как описанно ранее. При размыкании, устройство "КВ" становится инертно - замыкание контактов 5и6 на Х1 не происходит ни в каком случае.

 

Новое строгое условие: Гарантируется, что в любой момент времени, потенциал на всех точках БТ (1-6) выше или равен GND и ниже или равен Vext

Ток коммутируемый кнопкой БТ - не более 10 ма.

 

Плата КВ будет максимально близко к БТ (встраиваться в корпус БТ). Желательные габариты - "маленькая и длинная", с одной стороны разъём X1 с другой X2. После подсоединения разъёмов в корпусе БТ, плата КВ будет запаяна в широкую термоусадочную трубку.

К разъёму Х2 подключается экранированный провод (кабель сигнализации или витая пара). Расстояние до внешнего выключателя - до 5 метров. В идеале этот параметр надо сделать больше (до 15 метров).

 

Изменено 23 августа, 2015 пользователем lelik7605

[Plain 191]

Светодиод является потребителем тока, т.е. по напряжению на нём невозможно выяснить, светится он, или нет. К тому же, особенный привет в этом смысле шлют многие модели бытовой техники, которые обозначают дежурный режим просто пониженной яркостью этого светодиода, так что, шунтирование его цепи — это единственное решение, самый верный способ которого — периодически шунтировать кратковременно и накоротко, измеряя тем самым весь поданный ток. Наиболее простым, дешёвым и безопасным для всех схемным решением будет импульсный трансформатор, подключённый к светодиоду через мост.

 

Далее, любая современная бытовая техника, благодаря конденсаторам сетевого фильтра, гальванически связана с электросетью, так что вынос наружу неразвязанного от такой схемы провода чревато скорой смертью этой схемы от любого чиха, равно как и непредсказуемыми последствиями для живых существ — полагаю, многие уже имели дело с этими граблями, словив нехилые искры в глаз при подсоединении кабеля коллективной антенны и т.п., плюс дополнительный бонус в виде мгновенного выноса в аут вплоть до обоих соединямых вгорячую ящиков. Короче, требуется ещё один импульсный трансформатор для определения состояния двух кнопок.

 

Ну и, если пошёл такой опт на эти трансформаторы, то тогда и развязанный замыкатель кнопки можно сделать на нём же.

[lelik7605 0]

Светодиод является потребителем тока, т.е. по напряжению на нём невозможно выяснить, светится он, или нет.

Ничего не понял. Выше точки (4) или ниже точки (3) находится (электронный) выключатель. Когда он включен, на точках (3) и (4) будет разность потенциалов как минимум 1-2 вольта, а когда выключен - 0 (на обоих точках +Vdd или 0 в зависимости от расположения выключателя). При любом номинале резисторов, даже если оба 0. Или это неправда?

 

К тому же, особенный привет в этом смысле шлют многие модели бытовой техники, которые обозначают дежурный режим просто пониженной яркостью этого светодиода

Для данного типа приборов так не бывает, можно считать частью ТЗ - включен или выключен, никаких ШИМ-ов.

 

Далее, любая современная бытовая техника, благодаря конденсаторам сетевого фильтра, гальванически связана с электросетью, так что вынос наружу неразвязанного от такой схемы провода чревато скорой смертью этой схемы от любого чиха

Это, наверное, аргумент - но как-то должно же решаться. Есть же какие-то детальки защищающие, диоды там специальные. Да и в микроконтроллере всё-таки входы от пальцев уже не горят. Что касается отсутствием гальванической развязки с сетью и кнопок самих - сухой же контакт. SW1 и SW2 - механические контакты (реле). Всё изолировано. Трансформатор нихьт.

 

[uragan90 0]

Измерять напряжение на выводах светодиода встроенным в мк ацп через резисторные делители и судить о свечении светодиода по падееию напряжения на нём.

[lelik7605 0]

Раз уж пошла такая пьянка, давайте обсудим дизайн тут, публично и "нахаляву" :)

 

Набросал функциональную схему. МК можете взять на выбор

Мне все в один голос говорят, что параллельно диоду надо ставить оптопару. Мне это очень не нравится. Соображения следующие:

1. Вносим активного потребителя тока во внешнюю схему (диод горит более тускло, перегружаем драйвер). Мне говорят, что нормальные оптопары потребляют 0.6-1.6 ма по сравнению с 10-20 ма диода, но мне всё равно страшно.

2. Если есть выбор между очень хорошей, надёжной и красивой радиодеталькой и отсутствием детальки, я бы выбрал отсутствие детальки.

3. Я немного изменил ТЗ, теперь к светодиоду подпайка не напрямую а через резистор неизвестного номинала. Что как бы усложняет.

 

В общем мне бы очень хотелось определять состояние светодиода, потребляя нулевой ток. Например подключив точки (2) и (3) через резисторные делители к двум каналам встроенного АЦП микроконтроллера. Или со встроенным компаратором как-то замутить, но на мой программисткий взгляд 4 резистора переплюнуть невозможно.

 

p.s. диодный мост для кнопки, на мой дилетантский взгляд, безумно элегантное решение.

[Plain 191]

будет разность потенциалов как минимум 1-2 вольта, а когда выключен - 0 ... Или это неправда?

Да, неправда. Из-за утечек ключа и прочих особенностей схемы, в общем случае там вполне может быть чуть меньше тех же 2 В.

 

Для данного типа приборов так не бывает, можно считать

Напомните самому себе свою же недавнюю песнь про программно даруемый универсализм.

 

аргумент - но как-то должно же решаться. Есть же какие-то детальки защищающие

Да без разницы, сухое или мокрое на конце, потому что все 5 м провода до него будут под потенциалом шасси Вашего БТ, а это шасси, повторяю, у абсолютно всех БТ сейчас гальванически связано с электросетью и речь о защите всего того, что теперь будет образовывать цепь между этим проводом и полом, радиатором отопления, и т.п.

[smart_pic 7]

2. Если есть выбор между очень хорошей, надёжной и красивой радиодеталькой и отсутствием детальки, я бы выбрал отсутствие детальки.

 

Если брать конкретный случай, и произвести измерения на вашем БТ - то возможно и так.

 

Просто катод и анод СД могут находится под потенциалами , которые очень не понравятся МК.

А при таком подходе , что предлагал, будет работать железно.

И опять - это решение универсальное

 

Да без разницы, сухое или мокрое на конце, потому что все 5 м провода до него будут под потенциалом шасси Вашего БТ, а это шасси, повторяю, у абсолютно всех БТ сейчас гальванически связано с электросетью и речь о защите всего того, что теперь будет образовывать цепь между этим проводом и полом, радиатором отопления, и т.п.

За это большой плюс

[lelik7605 0]

Да без разницы, сухое или мокрое на конце, потому что все 5 м провода до него будут под потенциалом шасси Вашего БТ, а это шасси, повторяю, у абсолютно всех БТ сейчас гальванически связано с электросетью и речь о защите всего того, что теперь будет образовывать цепь между этим проводом и полом, радиатором отопления, и т.п.

Проблема понятна. Спасибо. Похоже, надо опять перекраивать ТЗ путём усложнения конструкции КВ.

 

Вариант:

Как было сказано выше, SW1 и SW2 замыкаются реле. Эти реле в свою очередь запитываются от 24 вольт переменного тока с полной гальванической развязкой (трансформатор). Если "передвинуть" реле в КВ, то есть подводить по длинным проводам 24в переменки, а внутри КВ от этих 24в запитывать оптопары, это ведь решит проблему? Есть ли какой-нибудь способ включить оптопару от 24вольт без регулятора (на кучке резисторов, диодов, конденсаторов) при условии что даже ощутимая задержка в срабатывании не критична?

 

[jcxz 222]

1. Вносим активного потребителя тока во внешнюю схему (диод горит более тускло, перегружаем драйвер). Мне говорят, что нормальные оптопары потребляют 0.6-1.6 ма по сравнению с 10-20 ма диода, но мне всё равно страшно.

Так в чём проблема? "Настройте виртуалку или обточите напильником гнушный тулчейн" и дело в шляпе :-D

 

В общем мне бы очень хотелось определять состояние светодиода, потребляя нулевой ток.

Это можно сделать поставив рядом фотодиод.

[DrGluck 0]

"... конфликт поколений. Для нас, любителей пепси, всё вышеперечисленное - надуманные проблемы. Всегда можно настроить виртуалку или обточить напильником гнушный тулчейн. Такого, чтобы не было эмулятора - вообще не бывает, потому что всегда можно найти в коробке дев-борду от FTDI или вообще с ПЛИСиной, за час скомпилить и залить эмулятор джатага, а в среде пропатчить драйвера на предмет проверки "родного" адаптера. Я же говорю, простые и понятые действия. Сиди, нажимай кнопки, подсоединяй провода.

... А нынешнее поколение вообще не будет понимать, как это бывает, что у SOC-а нельзя пин запрограммировать на определённый протокол или сценарий. Будут рассказывать легендЫ ..." ©

 

- записал на скрижали :) ... понедельник - день тяжёлый ...

Спасибо ТС - пиво под исходный текст шло хорошо ! :beer:

Соглашусь вполне с последним выделенным текстом ...

 

P.S. куда катится мир ... вокруг куда ни плюнь - "простые и понятные действия" ©

Изменено 23 августа, 2015 пользователем DrGluck

[Strannik_78 0]

Да без разницы, сухое или мокрое на конце, потому что все 5 м провода до него будут под потенциалом шасси Вашего БТ, а это шасси, повторяю, у абсолютно всех БТ сейчас гальванически связано с электросетью и речь о защите всего того, что теперь будет образовывать цепь между этим проводом и полом, радиатором отопления, и т.п.

 

Да вы прикалываетесь ребята. Когда это цифровые цепи стали гальваничекси связаны с питащей сетью 220В? Просто приведите мне пример серийно выпускаемого преобразователя 220-12 без гальванической развязки.

Хорошо пускай отсутствует гальваническая развязка. Сопротивление изоляции постоянному току измеряется в мегаомах, для емкостной составляющей при частоте 50Гц это также будет несколько мегаом. Это при условии что проводник будет прямо лежать на батарее и/или прочем заземленном оборудовании.

Все вопросы наводок решается обыкновенным RC-фильтром, ну если боитесь выбросов напряжения (хотя откуда им взяться), поставте стабилитрон между проводниками.

Вопрос безопасности.Если существут возможность приконсновения к токоведущим частям, тодга действительно необходимо проверить наличие гальванической развязки. Мы можем сколько угодно говорить про безопасность для оборудования, а человек существо непредсказуемое... Наличие гальванической развязки проверяется очень просто. При включенном БТ подключается резистор от 10кОм до 100кОм между:

1. Vss цифрового питания и любым проводм сети 220В

2. Vdd цифрового питания и любым проводм сети 220В

На резисторе измеряется падение напряжения. При гальванической развязке эти напряжения должны быть одинаковыми и не превышать 1В.

 

 

 

Да, неправда. Из-за утечек ключа и прочих особенностей схемы, в общем случае там вполне может быть чуть меньше тех же 2 В.

Если к светодиоду параллельно подключен резистивный делитель, то напряжение создаваемое токами утечки (а я так понимаю это микроамперы) будет определяться суммарным сопротивление этого делителя. Так при добавлении делителя с сопротивлением 30кОм при напряжении 15В получаем увеличение потребялемого тока на 0.5мА, что не страшно для драйвера. А при токе утечки 10мкА имеем напряжение 0.3В.

 

В общем мне бы очень хотелось определять состояние светодиода, потребляя нулевой ток. Например подключив точки (2) и (3) через резисторные делители к двум каналам встроенного АЦП микроконтроллера. Или со встроенным компаратором как-то замутить, но на мой программисткий взгляд 4 резистора переплюнуть невозможно.

 

p.s. диодный мост для кнопки, на мой дилетантский взгляд, безумно элегантное решение.

 

В таком виде там будет не только 4 резистора, но как минимум еще 4 конденсатора. 2 Конденсатора для задания постоянной времени цепи и два высокочастотных для работы с АЦП.

 

Диодный мост увлеичивает напряжение коммутации по меньшей мере на 1В. При 4.7В это становится критически важным.

[Plain 191]

оптопары, это ведь решит проблему?

Да, пара транзисторных оптронов (есть сдвоенные), установленных на стороне БТ, её решит.

[lelik7605 0]

Ещё раз спасибо за все замечания. Третий вариант ТЗ, надеюсь последний. Прибор получается чуть более сложный. Постарался внести все комментарии в этот пост.

 

Нужно разработать (для мелкосерийного производства) и собрать (единицы штук) небольшое и несложное устройство - «колхозный выключатель» - далее КВ. Принцип работы показан на рисунке.

 

(если не показывается, то схемка ещё и внизу, в аттаче)

 

Устройство КВ имеет два разъёма Х1 и Х2, от которых проводами подключается к двум уже существующим устройствам — БТ и УК.

 

Устройство БТ («большой телевизор») - некое устройство неизвестного назначения, с неизвестной схемой. В устройстве БТ есть печатная плата, на которой среди прочего есть две детали и 6 точек для подпайки. Деталь номер один — кнопка. При кратковременном нажатии, включает или выключает устройство БТ. Способ подключения кнопки неизвестен, но известно ограничение по потенциалу и максимальному току в нажатом положении. Известно что кнопка коммутирует постоянный ток, но полярность неизвестна. Деталь номер два — светодиод. Когда устройство БТ включено, он горит. Когда выключено — не горит. Известно что светодиод включается/выключается (электронным) ключом, и имеет только два состояния — включён или выключен (то есть ни при каких обстоятельствах светодиод не мигает, не регулируется с помощью ШИМ, итд).

 

Шесть точек на неизвестной плате в устройстве БТ:

1 — Земля.

2 — Питание Vext, от 4.8 до 14 вольт, «неограниченной» мощности.

3 — Анод светодиода, через резистор неизвестного номинала (возможно 0 ом)

4 — Катод светодиода, через резистор неизвестного номинала (возможно 0 ом)

5 —Контакт кнопки

6 —Контакт кнопки

 

Гарантируется, что в любой момент времени, потенциал на всех точках БТ (1-6) выше или равен GND и ниже или равен Vext.

Ток коммутируемый кнопкой БТ - не более 10 ма.

 

Устройство УК - «удалённый коммутатор». Устройство УК содержит гальванически развязанный источник переменного (или постоянного) тока. В случае переменного тока — напряжение 24в ±10% . В случае постоянного тока, 20-40 вольт, при этом полярность неизвестна. Максимальный ток, который может потреблять устройство КВ от источника питания в устройстве УК — 100ма .

 

Необходимо сделать устройство КВ. Это маленькая плата, на которой есть два разъёма Х1 (разъём под шлейф) и Х2 (клеммник). К разъёму Х1 подключается шлейф, уходящий к БТ. К разъёму Х2 подключается три провода от устройства УК. Устройство КВ занимается тем, что включает и выключает устройство БТ в зависимости от состояния выключателей SW1 и SW2 в устройстве УК. Включение и выключение устройства БТ происходит путём замыкания кнопки БТ (контактов 5 и 6) на 150 миллисекунд ±20%.

 

Логика работы устройства КВ:

 

1. ждём одну секунду, ничего не делаем (заряжаем конденсаторы, если нужно)

2. (несколько раз) опрашиваем состояние контактов EN и ONOFF на разъёме Х2, и состояние светодиода. Если выключатель SW1 (EN) разомкнут, то ничего не делаем. В противном случае, если светодиод горит а контакты SW2 (ONOFF) разомкнуты, ИЛИ светодиод не горит, а контакты SW2 (ONOFF) замкнуты, то «нажимаем кнопку» - замыкаем контакты 4 и 5 на 150 миллисекунд.

3. goto 1

 

Плата КВ будет максимально близко к БТ (встраиваться в корпус БТ). Желательные габариты - "маленькая и длинная", с одной стороны разъём X1 с другой X2. После подсоединения разъёмов в корпусе БТ, плата КВ будет запаяна в широкую термоусадочную трубку. Максимальное расстояние шлейфа от КВ к точкам подпайки БТ — 10 см. Максимальное расстояние между платами УК и КВ — 30 метров.

Требуется обеспечить гальваническую развязку между устройствами УК и БТ.

Со стороны устройства УК, устройство КВ должно выглядеть как пара обычных электромагнитных реле. В частности, пропускать ток (в обоих направлениях) между контактами C-EN, и C-ONOFF, как если бы к данным контактам были бы подключены обмотки электромагнитного реле. Также «срабатывание» должно происходить при превышении напряжения на контактах C-EN или C-ONOFF выше Von=14Vac (или 20 Vdc). То есть при подаче напряжения ниже данного значения, устройство КВ должно считать что соответствующий выключатель (SW1 или SW2) «разомкнут». При этом устройство КВ должно пропускать ток, как это делала бы катушка электромагнитного реле.

 

По организации работы см. первый пост в теме.

[VIT_KRAS 0]

Предложение в личке.