[idimi0 0]

Приветствую вас всех. Есть такая задача: разместить в обмотке электромагнита постоянного тока электронное устройство, которое позволило бы измерять температуру не используя дополнительные провода. Питание электромагнита — 30 вольт получаемых из трансформатора и диодного моста.

По сути мне нужен DS18B20 работающий от 30 вольт. Подскажите, пожалуйста, сможет ли работать такая микросхема, если я её запитаю через понижающий преобразователь? Если так заработает — то как мне принять от неё данные на другой стороне?

Другой вариант — разместить внутри терморезистор и какую-то схему, которая будет передавать в линию питания сигнал. В этом месте у меня не хватает знаний и квалификации, как собрать самоделку похожу на 1-Wire или LIN.

Специализированные микросхемы типа CY8CPLC10, SIG-60, TIDA-00067 или TDA5051 как-то не совсем мне подходят по напряжению, и по их доступности в РФ, да и в целом выглядят они как некий оверинжиниринг.

 

Наткнулся на вот такое индусское решение, но как свои 30 вольт я подам на ножку микроконтроллера? Очевидно нужна какая-то схема, посложнее диода и конденсатора, которая отделит сигнал от питания. Можно ли придумать схему с шустрым оптроном типа 6N137 дабы соединить два микроконтроллера через линию 24VDC?

С другой стороны микроконтроллер явно и не нужен — достаточно простенькой пороговой схемы, которая включит транзистор при перегреве.

Мне понятно, что на стороне передатчика можно собрать КРЕНку на 15V питающую генератор на NE555, который преобразует падение напряжения на терморезисторе в сигнал какой ни будь частоты. Как правильно рассчитать и собрать передающую и принимающую цепь?

 

Какое-то решение предлагают тут, но картинки с того сайта большими не делаются, да и как-то не могу въехать в их объяснение.

Вот тут идёт похожая дискуссия, но испытываю аналогичные сложности с пониманием.

 

Сложности не с английским, а со недостатком знаний; в это области я самоучка 🙂

 

И этой задачи есть второе дно: теперь я хочу подать только «фантомное» питание, без основного в выключенный электромагнит, что бы измерить его температуру не включая его. Переделать генератор что работал от скажем 3,3V или даже 1,5V и питать электромагнит очень низким напряжением, которое включит измерительную схему, но не сомкнёт фрикционы муфты? Что лучше придумать в этой ситуации?

P.S. В общем виде задача звучит как измерять температуру обмотки электромагнитной муфты, которая питается от скользящего контакта «щётки» и второй полюс у него соединён с корпусом изделия и через подшипник соединяется с землей/массой.

Всё это расположено внутри «редуктора» довольно крупного токарного пруткового автомата; Переделывать корпус муфты, что бы сделать там вторую дорожку для второй свечи довольно проблематично. Снимать температуру дистанционно тоже не совсем то — помимо сложностей использования пирометра в атмосфере масляного тумана есть проблема инерции нагрева — лак обмотки уже расплавился и магнит потерял витки, а железный корпус только-только начал набирать градусы.

Рабочий ток муфты 3 ампера, напряжение 30 VDC (трансформатор и диодный мост), да ещё и при переключении муфт, на 0,1 секунды включается удвоенное напряжение, что бы при переключении с более быстрой на более медленную скорость не было «выбега».

 

Токарные автоматы 60х-80х годов прошлого века, повышенной точности, в весьма хорошем и обслуженном состоянии — делают детали такие же по шероховатости и разбросу размера, как современные ЧПУ центры, только за смену выдают в 6 раз больше продукции т. к. могут одновременно делать в 6 раз больше операций.

Муфты на них горят не только из-за протекания по ним тока, а из-за скажем разрушения рядом стоящего подшипника приводящего к зажатию фрикционов муфты — в такой ситуации муфта нагревается от трения будучи выключенной. На станках работают заключенные, которым бывает безразлично, что станок стал странно гудеть и помимо ремонта в виде замены подшипника, который явно неизбежен при его износе, часто требуется ремонт в виде перемотки муфты, если не её замены по причине деформации фрикционов из-за перегрева, чего я и пытаюсь избежать.

Edited Sunday at 03:51 PM by idimi0

[stells 15]

11 часов назад, idimi0 сказал:

Очевидно нужна какая-то схема, посложнее диода и конденсатора, которая отделит сигнал от питания.

 

Не сложнее. Дроссель и конденсатор с каждой стороны питания и сигнала отделят одно от другого

[majorka65 3]

На работе пользуемся термопарами К-типа самопальными из двух проволочек диаметром 0.2мм. Есть возможность просверлить отверстие в корпусе?

[tonyk_av 64]

12 hours ago, idimi0 said:

разместить в обмотке электромагнита постоянного тока электронное устройство, которое позволило бы измерять температуру не используя дополнительные провода.

Посмотрите в сторону трансиверов для HART.

[Точка Опоры 46]

Нанять свободных людей с соответствующей оплатой - не вариант?

[mantech 83]

15 часов назад, idimi0 сказал:

С другой стороны микроконтроллер явно и не нужен — достаточно простенькой пороговой схемы, которая включит транзистор при перегреве.

Мне понятно, что на стороне передатчика можно собрать КРЕНку на 15V питающую генератор на NE555, который преобразует падение напряжения на терморезисторе в сигнал какой ни будь частоты. Как правильно рассчитать и собрать передающую и принимающую цепь?

 

Если нужно ПОРОГОВОЕ устройство, то зачем там какие-то частоты и пр? Есть ток в линии при несработавшем устройстве, и есть ток при сработке, который в 3-5 раз больше, ну и пороговый детектор - светодиод оптрона, и все, зачем мудрить-то? Если более изящно - то обратный процесс, т.е. пока все норм, датчик потребляет скажем 10мА, светодиод оптрона засвечен, если происходит нештатка (перегрев или обрыв линии), датчик отключается и ток пропадает, светодиод гаснет)))

Edited Monday at 06:52 AM by mantech

[quаrk 28]

16 часов назад, idimi0 сказал:

Приветствую вас всех. Есть такая задача: разместить в обмотке электромагнита постоянного тока электронное устройство, которое позволило бы измерять температуру не используя дополнительные провода. Питание электромагнита — 30 вольт получаемых из трансформатора и диодного моста...

 

Пожалуй, я смогу Вам помочь...

Но, сначала, ответьте пожалуйта, на следующие вопросы:

1) С простейшими микроконтроллерами знакомы? Сможете их самостоятельно запрограммировать?

2) Можете ли самостоятельно изготовить небольшую печатную плату?

3) Где Вы находитесь (территориально)?

[jcxz 295]

18 часов назад, idimi0 сказал:

Если так заработает — то как мне принять от неё данные на другой стороне?

Только использовать микроконтроллер (МК). Имхо - без альтернатив. Который и температуру измерит и передаст её через линию питания. И даже DS18B20 не нужен.

Судя по вашему посту - вы не умеете работать с МК. Тогда - может среди ЗЭКа найдутся умельцы?

Также советую погуглить и почитать по теме "PLC" (Power Line Communications).

 

PS: Кроме PLC, в ваших условиях, думаю ещё можно передавать инфу о температуре через материал корпуса с помощью УЗ (ультразвук). Металл - очень хороший проводник УЗ. Но надо предварительно проверить уровень шума в рабочем диапазоне частот УЗ при работе станка.

[idimi0 0]

14 hours ago, stells said:

Не сложнее. Дроссель и конденсатор с каждой стороны питания и сигнала отделят одно от другого

Вы говорите о схеме также предложенной на researchgate.net. Прилагаю картинки из то статьи. Меня смущает то, что там на макетке стоят электролитические конденсаторы; Разве разделительный кондёр не должен быть неполярным, керамическим, малой ёмкости? Где и что почитать, что бы понять как рассчитать ёмкость разделительного конденсатора для приема сигнала нужной частоты? Какие еще факторы надо учесть: напряжение и ток "постоянной составляющей"? Влияет ли то, что "постоянная составляющая" получена выпрямлением переменки, а не от стабилизированного источника питания.

 

13 hours ago, majorka65 said:

На работе пользуемся термопарами К-типа самопальными из двух проволочек диаметром 0.2мм. Есть возможность просверлить отверстие в корпусе?

Электромагнит называется ЭТМ132-1Н, он почти весь закрыт другими деталями станка, но можно найти место и в его корпусе можно просверлить отверстие, но ведь корпус электромагнита вращается 🙂 как выглядит - смотри картинку.

[stells 15]

Ток влияет только на габариты дросселя. Все остальное зависит от частоты, чем выше частота, тем меньше емкость и индуктивность. Но порядок чисел примерно такой, как у вас на рисунке, вот только частота маловата, надо бы хотя бы 9600. Сигнал лучше формировать контроллером кодом Манчестер во избежание появления постоянки

Edited Monday at 05:58 PM by stells

[idimi0 0]

13 hours ago, tonyk_av said:

Посмотрите в сторону трансиверов для HART.

В HART мультеплексируются данные в сигнал 4-20мА; в моей же ситуации мне надо в сигнал запихнуть данные в постоянный ток. Разве есть устройства, способные запихнуть HART-сигнал в постоянный ток? Да и устройства эти довольно дорогие в сравнение с решением на паре конденсаторов, дросселей и еще какой-то рассыпухе.

11 hours ago, Точка Опоры said:

Нанять свободных людей с соответствующей оплатой - не вариант?

В глазах крупных начальников проблема не существенна, а те из руководство, кто понимают страдания работников энергослужбы, рангом ниже и не могут решать такие вопросы. К тому же есть мой личный спортивный интерес разобраться в вопросе.

10 hours ago, mantech said:

Если нужно ПОРОГОВОЕ устройство, то зачем там какие-то частоты и пр? Есть ток в линии при несработавшем устройстве, и есть ток при сработке, который в 3-5 раз больше, ну и пороговый детектор - светодиод оптрона, и все, зачем мудрить-то? Если более изящно - то обратный процесс, т.е. пока все норм, датчик потребляет скажем 10мА, светодиод оптрона засвечен, если происходит нештатка (перегрев или обрыв линии), датчик отключается и ток пропадает, светодиод гаснет)))

 

Не могу из ваших слов понять как должна выглядеть принципиальная схема и где какой компонент располагать. Могли бы вы привести пример схемы?

9 hours ago, quаrk said:

Пожалуй, я смогу Вам помочь...

Но, сначала, ответьте пожалуйта, на следующие вопросы:

1) С простейшими микроконтроллерами знакомы? Сможете их самостоятельно запрограммировать?

2) Можете ли самостоятельно изготовить небольшую печатную плату?

3) Где Вы находитесь (территориально)?

Есть опыт с AVR и в наличии Ar..no Nano Every (ATmega4809). Пишу без использования Arduino-обёрток. Наколеночные способы изготовления плат тоже освоил: ЛУТ, фоторезист и гравировка на CNC3018. Станки со сложным управлением (картриджи с транзисторной логикой 70х годов; схема управления 15 листов А3, документация на немецком), которые стояли мёртвыми по 5-10 лет ожили и уже несколько лет работают на этих ардуинах с самодельными модулями ввода-вывода на PCF8574 и PC817, которые ещё и не поллингом, а прерываниями опрашиваются. Есть ещё STM8L001J3 штук 50, но они "голые", а не на плате. Если делать модуль для упаковки в обмотку магнита, то скорее на этом stm8.

А нахожусь я в промзоне исправительного учреждения.

7 hours ago, jcxz said:

Только использовать микроконтроллер (МК). Имхо - без альтернатив. Который и температуру измерит и передаст её через линию питания. И даже DS18B20 не нужен.

Судя по вашему посту - вы не умеете работать с МК. Тогда - может среди ЗЭКа найдутся умельцы?

Также советую погуглить и почитать по теме "PLC" (Power Line Communications).

 

PS: Кроме PLC, в ваших условиях, думаю ещё можно передавать инфу о температуре через материал корпуса с помощью УЗ (ультразвук). Металл - очень хороший проводник УЗ. Но надо предварительно проверить уровень шума в рабочем диапазоне частот УЗ при работе станка.

Умелец из числа заключенных - это я и есть. Ситуация наоборот: я понимаю как программировать МК, но не понимаю как работать с тем, что находится снаружи МК, если это не цифромая мироксхема, серво-драйвер, частотник или ещё какая фигня от которой надо прочитать PDF`ку, соединить провода, и написать программу, не собирая никаких схем.

Фраза "частотная модуляция 1200/2200 Гц со скоростью 1200 бод" мне понятная и не вызывает удивления. Посложнее, но в общем и целом понятна статья "Частотно-манипулированные сигналы FSK (frequency shift key ) и FSK сигналы с непрерывной фазой CPFSK (continuous phase FSK)". Уважаемые и умные люди на ресёрчгейте как раз работают FSK modulated AC signal, частотами, скоростями передачи данных и напряжениеми очень уж похожими на эти самые 1200/2200 Гц @ 1200 бод из HART`а.

Мне нужно собрать самодельную PLC систему/модем "для бедных", сделанную на коленке. Дальше уже буду пробовать сам усовершенствовать её и сделать как-то по-навороченнее.

[dimka76 68]

On 4/14/2025 at 8:35 PM, idimi0 said:

Не могу из ваших слов понять как должна выглядеть принципиальная схема и где какой компонент располагать. Могли бы вы привести пример схемы?

Человек вам термореле предлагает.

Кстати. Вам действительно нужно измерять температуру прямо в градусах ?
Может действительно в сторону термореле посмотреть ?
А как в ваших вращающихся электромагнитах напряжения к обмоткам подводится ? 

[idimi0 0]

2 minutes ago, dimka76 said:

Человек вам термореле предлагает.

Кстати. Вам действительно нужно измерять температуру прямо в градусах ?
Может действительно в сторону термореле посмотреть ?
А как в ваших вращающихся электромагнитах напряжения к обмоткам подводится ? 

Измерять не нужно - хватит пороговой схемы. Я уже замотал RUICHI KSDI-65 в обмотки не вращающихся крупных электромагнитов 🙂

Напряжение подводится скользящим контактом - "щёткой". Разберите болгарку или любой щёточный DC-мотор - там схожее решение, только щетка скорее графитовая, а не латунная. На картинке электромагнита выше гляньте на обод корпуса - там есть "дорожка", по которой скользит щётка. Делать вторую дорожку для второй щётки - слишком сложно.

В моём понимании какая ни будь Халдекс муфта от дорогого европейского автомобиля есть что-то очень похожее на мой ЭТМ132-1Н; и судя по рассказам владельцев, защита от перегрева муфты там есть. Думаю они замотали простенькую схемку в обмотку и собрали простенький PLC-модем, чтоб по линии питания получать температуру.

[jcxz 295]

44 минуты назад, idimi0 сказал:

Умелец из числа заключенных - это я и есть.

Ого как оно!  

44 минуты назад, idimi0 сказал:

Фраза "частотная модуляция 1200/2200 Гц со скоростью 1200 бод" мне понятная и не вызывает удивления. Посложнее, но в общем и целом понятна статья "Частотно-манипулированные сигналы FSK (frequency shift key ) и FSK сигналы с непрерывной фазой CPFSK (continuous phase FSK)". Уважаемые и умные люди на ресёрчгейте как раз работают FSK modulated AC signal, частотами, скоростями передачи данных и напряжениеми очень уж похожими на эти самые 1200/2200 Гц @ 1200 бод из HART`а.

Ну если так - за чем же дело стало? Сделать CPFSK-модулятор - несложно. Это собственно просто перестраиваемый генератор синусоиды. Сэмплы с его выхода - подавать на ЦАП (или ШИМ).

Демодулятор для него - посложнее конечно, но тоже не особо: можно сделать квадратурный демодулятор. Программный. На вход демодулятору подавать сэмплы с АЦП (предварительно прогнав через фильтр). После демодулятора - синхронизатор и детектор, которые переведут сэмплы в биты.

Я когда был начинающим, сделал такой. Но сильно сомневаюсь, что для озвученных 1200 бод хватит STM8L. Я в своё время делал это на DSP с тактовой 220МГц (правда у меня помеховые условия были многократно хуже, чем у вас). Вам нужно хотя-бы ARM на сотню МГц. Скорее всего и более слабого хватит, это с запасом.

С другой стороны - зачем термометру 1200 бод? Или температура в каких-то ситуациях может изменяться очень быстро? Озвучьте требования по скорости передачи / скорости реакции на изменение температуры.

 

А все вопросы схемотехники сопряжения - это ерунда по сравнению с программой. Сперва нужно программу написать. И отладить её на простом соединении приёмник/передатчик просто проводами. Сопряжение со средой передачи потом сделаете. Когда программа работать будет.

29 минут назад, dimka76 сказал:

Может действительно в сторону термореле посмотреть ?

Ну вот... термореле простейшее... зашли и всё опошлили...  тут собственный PLC намечался. С ЦОС. Это куда как увлекательнее.  

 

PS: Насчёт STM8L - хотя...... на нём же только CPFSK-модулятор можно сделать. А приёмную часть - на чём то другом. Один модулятор STM8L должен потянуть.

Но с точки зрения затрат времени на разработку - лучше и приёмник и передатчик делать всё-в-одном. Одну общую программу и на едином МК. С питанием то у вас нет ограничений.

[dimka76 68]

On 4/13/2025 at 6:48 PM, idimi0 said:

Муфты на них горят не только из-за протекания по ним тока, а из-за скажем разрушения рядом стоящего подшипника приводящего к зажатию фрикционов муфты — в такой ситуации муфта нагревается от трения будучи выключенной. На станках работают заключенные, которым бывает безразлично, что станок стал странно гудеть и помимо ремонта в виде замены подшипника, который явно неизбежен при его износе, часто требуется ремонт в виде перемотки муфты, если не её замены по причине деформации фрикционов из-за перегрева, чего я и пытаюсь избежать.

Так вам получается надо измерять температуру того самого заклинившего подшипника.
Или температуру корпуса муфты.
Т.е. измерять температуру какой-либо неподвижной части.