Консультация № 187911
20.09.2014, 16:03
99.00 руб.
0 5 0
Уважаемые эксперты, помогите пожалуста мне в следующем вопросе:

Есть вот такая схема:

Должна она работать следующим образом: мастер сети по шине 1wire устанавливает в "1" выход A элемента DS2413 (двухканальный адресуемый ключ) на 10мкс (можно дольше), затем переводит его в "0". Получив импульс на вход Trig HC-SR04 (ультразвуковой датчик измерения расстояния), меряет расстояние до преграды и устанавливает 1 на входе B в течении времени, зависящего от измеренной дальности. В свою очередь мастер сети считывает с порта B "1" и получает измеренное расстояние. Но это теоретически.
В связи с этим вопрос: будет ли она работать так как задумано, и если да, то как посчитать резистор R, а если нет, то подтолкните пожалуйста в правильном направлении, как можно ее сделать рабочей и можно ли вообще?
Еще интересно, хватит ли скорости 1wire для считывания порта B, но это я уже на практике проверю, если схема работоспособна.
Заранее спасибо. Извините за английские описания элементов - других к сожалению не нашел.

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
23.09.2014, 08:48
общий
Я не имею опыта работы с указанными чипами, не имею их в наличии, они отсутствуют в базе удобной программы электронного симулятора Multisim 10.1. Поэтому я могу лишь поделиться соображениями на "подтолкните пожалуйста в правильном направлении".
С вероятностью 98% я полагаю, что логика работы Мастера сети и Входа Data (вывод2) чипа DS2413 - "Активный нуль" (см рис "Typical operating circuit" на DS2413.pdf по Вашей 1вой сылке). То есть резистор Rpup "подтягивает" напряжение шины к пасивному состоянию положительного напряжения питания. А участник сети, отдающий команду в шину, на коротк время закорачивает напряжение на общий провод (почти 0 Вольт).
Что означает "Логическая единица" применительно к Вашей схеме? - это понятие условное. Но упоминание "TTL" в таблице "Electric Parameter" по Вашей 2й ссылке, подтверждает догадку в том, что у серии микросхем TTL-стандарта нагрузочная способность к низко-вольтному уровню выхода гораздо мощнее, чем к высоко-вольтному. Поэтому, в подавляющем большинстве случаев эти микросхемы управляются "нулями".

Это означает, что Вы можете от генератора TTL-сигналов подать прямоугольную частоту 1…10кГц на вход "Данные" (вывод2) чипа DS2413 , и с помощью осциллографа досконально изучить возможности Вашей схемы. Переключите Осциллограф в режим Внешней синхронизации, и на его синхро-вход подайте этот же входной сигнал. И на сигнальный вход Осциллографа сначала подайте этот же входной сигнал, чтобы настроить/отрегулировать экранный луч на 1…2 периода отображения.
Затем сигнальным щупом Осциллографа прикоснитесь к выводам 6 , потом 4, и Вы заметите задержку сигнала (относительно синхро-входа) в зависимости от измеряемой дальности.

"как посчитать резистор R"? - простейшим законом Ома: в параметрах чипа DS2413 (см столбец Features) читаем: "PIO Pins Support 20mA max Continuous Current Sink" (=20мА макси-продолжительный ток). Это значит, можно смело работать на токах 10…15 мА. При напряжении питания 5V отнимите примерно 1В на свето-диод, если также захотите включить его в цепь последовательно с резистором. Делим 4V на 10mA - получаем 0,4 кОм. ±30%.

Соблюдайте меры предосторожности от повреждений статическим и ёмкостным электричеством (на незаземлённое жало эл-паяльника от эл-спирали, питаемой ~220V, наводятся десятки вольт, неощутимые кожей)!
Да вознаградит Вас Удача за Смелость!
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
23.09.2014, 10:32
общий
Я случайно увидел Ваш Вопрос за 6часов до закрытия, и поторопился ответить. Позже на ум пришла особенность дву-направленной шины: Когда 1 из устройств шины отправляет команду активным уровнем, оно подразумевает "Я говорю, Вы слушайте". Если кмд затянулась (форма сигнала - меандр), и 2е устройство захочет быстро ответить, то оно либо вынуждено ждать окончания команды, либо отвечает конфликтно (если оно не поддерживает протокол, принятый на шине).

Так вот, если у Вас нет специального шинного контроллера, и Вы захотите использовать обычный генератор прямоугольных импульсов для инициализации циклической работы (без зацикливания трудно наблюдать редкие супер-быстрые осциллограммы), то придётся каким-то образом стробировать активные посылки, укоротить их активные уровни. Это можно сделать спец-обострителями импульсов либо применить генератор с расширенными возможностями.

Чтобы генератор, не умеющий "слушать" шину, не затмил ответ чипа, установите на выходе генератора или обострителя резистор в 300…500 Ом. На синхровход Осциллографа подайте сигнал "слева" от резистора (исходник от генератора), а отклик чипа смотрите "справа" (на выводе2), а также на выводах 6 и 4.
Неизвестный
24.09.2014, 13:27
общий
Адресаты:
Спасибо за "толчок в направлении". Из ваших постов я понял, что теоретически схема работоспособна, правильно? Т.е. для меня самое главное, что при таком включении сгореть ничего не должно. Ну а дальше уже работоспособность буду проверять на практике, когда придут заказанные детали.
Одно замечание, если позволите, предложенный вами способ проверки работоспособности осциллографом мне кажется не подойдет - ведь на вход данных DS2413 должны подаваться "осмысленные" команды от мастера сети, получая которые ключ будет менять или выдавать на шину состояние своих выходов. Простая последовательность импульсов тут не поможет, нужен мастер сети.
Отдельное спасибо за расчет резистора. Я примерно так же рассуждал, только не придумал, какой ток взять за основу.
Консультацию можно закрывать. Если интересно, могу позже отписаться о результатах экспериментов.
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
26.09.2014, 05:02
общий
Мне почему-то не доставлено оповещение о Вашем МиниФорум-посте. Наверно, потому, что я не подписан экспертом в даной рассылке? Щас исправлюсь.

"теоретически схема работоспособна, правильно?" - я не осмелюсь взять ответственность за подтверждение работоспособности в смысле алгоритма общения 2х чипов для реализации Ваших запросов ("меряет расстояние до преграды" и "мастер сети… получает измеренное расстояние").

"главное, что при таком включении сгореть ничего не должно" - я 40 лет изобретал самоделки. И на 3м году практики всё-таки сделал себе БП (Блок Питания), ограничивающий выходной ток заданным значением (в завис-ти от мощности исследуемой схемы-нагрузки). После этого если пинцет упал на проводники или прочие ошибочные замыки - у меня ничего не повреждалось. Это существенно прибавляет смелости в творчестве и, как следствие, успехов в познании. Сейчас лабораторные БП продаются в шир ассортименте.

"на вход данных DS2413 должны подаваться "осмысленные" команды" - конечно, Вы правы! В конечном исполнении "нужен мастер сети". Но у Мастера есть свои недостатки: он узко-специалицирован, мало у кого имеется, и обычно выдаёт не-чисто-периодическую серию импульсов (её трудно изучать обычным осциллографом). Поэтому, я бы сначала исследовал саму возможность измерения расстояния доступными приборами. И уж если длительность импульса-отклика пропорциональна измеренному расстоянию, можно вкладывать время и средства на развитие идеи (приобретать Мастер сети, осваивть протокол…).
Но, может, мои рассуждения устарели? Я воспитан эпохой советского идиотского дефицита, когда всё приходилось создавать из имеющегося "под рукой". Сейчас старики хоть и ностальгируют о низких ценах, жизнь стала намного интереснее и плодотворнее (спасибо буржуям!).

"Если интересно, могу позже отписаться о результатах" - буду рад получить подробности от Вас.
Неизвестный
26.09.2014, 10:29
общий
Адресаты:
Мне оповещения тоже не приходят :(

Насчет БП - отличная мысль, почему-то она мне не приходила в голову, наверное опыта маловато.

Я заказал детали в том числе и мастера сети (точнее конвертер 1wire - USB), в нашем захолустье в наличии такие вещи не найти, но интернет и почта России позволяют решить эту проблему.
Небольшая предыстория: дело в том, что темой 1wire заинтересовался в связи желанием постройки "умного дома". Поискав информацию в сети пришел к выводу что данная шина подойдет к моим нуждам как нельзя лучше и в плане простоты организации (в электротехнике я не очень силен) и в плане дешевизны компонентов. Также большой плюс в том, что для нее есть большое число датчиков и исполнителей на любой вкус, но вот датчика уровня жидкости не нашлось, поэтому решил попробовать соорудить его своими силами. Схемы работающие с дальномером HC-SR04 нашел в сети, но все они были рассчитаны на автономную работу и построены на базе того или иного микроконтроллера. Встала необходимость сопряжения его с 1wire, и поначалу думал сделать также на микроконтроллере, но потом нашел элемент DS2413 и решил попробовать сопряжение напрямую так и родилась эта схема. Так что даже если она не заработает мастер сети все равно сгодится на другие нужды, да и остальные элементы найдется куда применить.

Спасибо за проявленный интерес. О результатах экпериментов отпишусь.
Форма ответа