Е няма пълно щастие... Ти да не би да си мислиш, че по 30 метра жица може да разчиташ на някакво напрежение?

Наскоро един колега да вземе да си остави телефона върху последното ни изделие. Звънят му и устройството се включва само... голям кеф
И това няма жици навън, само пистичка по платката и при това с 100n+100k към маса. Но като звънне телефона успява и кондензататора да зареди и да прескочи undervoltage прага...

Та пак си помисли коя грешка ще е по-малка... дали не е по-лесно да направиш два една тока, да ги пуснеш през едни LC филтърчета, даже покрай темата със захранванията гледах едни common mode chockes, ще ти свършат прекрасна работа...

В последната схема не си показал как ще захраниш мултиплексорите, а без това няма как да ти кажем нещо за защитата им.
Общо взето тези диоди преди тях трябва да водят към аналоговото захранване на мултиплексорите отгоре и маса отдолу, а ти си ги пратил към някакъв ценер.
Освен това тези големи резистори преди мултиплексорите...
А онзи резистор между токовия генератор и сензора... ако ти трябва, защо не го сложиш от другата страна на мултиплексора.
Не казваш какви са усилвателите.

Схемата е идейна и няма проблем да е еднополярно захранена с +5V примерно, но тогава трябва да се използват раил то раил (поне към маса) усилватели по вход и по изход. Микрочеп има читави и евтини такива.
Резисторите са големи и са "след" мултиплексорите - от страната на сензорите, за да "предпазят" мултиплексорите. Играят го токоограничителни и не оказват влияние на схемата (освен този във веригата на токовия генератор до някъде).
Според мен горния край на защитните диоди НЕ трябва да е към аналогово захранване или каквото и да било друго захранване, защото това би довело до "повдигането" му при потенциали от към сензора надвишаващи захранващото напрежение (особено при нищожна консумация от това захранване).
За това мисля, че кламп диодите трябва да са към ценер с напрежение по-ниско или равно на захранващото за мултиплексорите (както съм го нарисувал).

Усилвателите наистина не са важни и могат и да са LM324, ако се реализира идеята за елиминирането на офсета и промяната на гейна на усилвателите (с цената на загуба на 2 от каналите на мултиплексора).

Сложи и по един RC филтър на всяка жица.

1. Стойността на резисторите се подбира такава, че при постъпване на някаква "игличка", да се ограничи тока под някаква стойност. Ако този ток е 10мА, с резистор 10кОм, се получава, че напрежението на "игличката" трябва да е над 100В.
2. Ако в захранването си сложил кондензатор 1мкФ и постъпи смущаващ сигнал с напрежение 100 В и продължителност 1мкс(Резистора остава както е в момента 10 кОм) , напрежението на конденазтора, ако няма никаква консумация, ще се покачи с 10мВ. В действителност ще е по-малко.
3. На LM324 входния офсет ток е от порядъка на десетки наноампери. Смятай си грешката, която тези резистори ще вкарат
4. Шума на резисторите. 10 кОм на 1кХц лента дават около 0.5мкВ rms на шумовото напрежение.

И като комбинираш горните 4 точки ще видиш, че нямаш голяма далавера от големи резистори там.По-добре виж какъв шум очакваш ( ленти, нараствания, напрежения)и дай да помислим за някакво филтърче. Би трябвало по-добре да стане.

Шума който резисторите ще вкарат е от значение при положение, че мерим напрежение от термодвойки (т.е. от микроволти до няколко десетки миливолти). За Pt1000 (1-4мВ/градус примерно) не е толкова критично , защото напреженията които мерим са доста над шумовото от резисторите.
За входните тоци на усилвателя - прав си за LM324. Спменах го като фрапиращ вариант, който може до голяма степен да се компенсира с селф-калибровъчен режим. Мислех по-скоро за Мокрочепските MC609 или други подобни.

Относно кондензаторите - да ще има такива преди мултиплексора - и във веригите на усилвателите. Като поозрее малко идеята ще начертая конкретна схема. Все още не съм се спрял твърдо на вариант, тип сензори, схема и др и обмислям възможните такива.

Относно защитните вериги - едно идеално устройство би трябвало да има защита, която дори и при офазяване (и не само) на вход да не го поврежда и след отпадане на причината - устройството да продължи да си работи. Е, в случая това не е лесна работа и вероятно не е необходимо, но все пак ако може лесно да се направи - защо не?
(читавите мултиметри например не се повреждат дори когато си на ом-метър и премериш мрежата)


Относно LC-филтрацията, както по-рано някой спомена - наистина няма смисъл, при положение, че меренето е бавно и може да се мине с RC такава. (а и резистора е доста по-евтин от бобината или Common-mode филтрите). Отделно ще има и някаква цифрова филтрация (интегриране или по-скоро "плаващо средно").

Може и да изпадам в заблуждение, но дали с генератор на ток (един или два) или не - все мерим напрежения пропорционални на съпротивленията във веригата. Т.е. Не е като да мерим ток пропорционален на съпротивлението (като при токовите трансмитери например), а дропа на напрежение върху неизвестно съпротивление (на сензора и/или кабелите).
Според мен и в двата варианта - с един и с 2 токови генератора ще се индуцират шумове в 30 метровия кабел, като според мен те ще са еднакви. Индуцираните шумове ще зависят от импеданса на веригата. (във високоомни вериги ще се индуцират повече шумове спрямо нискоомните такива) Генератора на ток е с безкрайно динамично съпротивление, така че не прави веригата по-нискоомна ...

При 4 проводния вариант така или иначе мерим напреженово дропа върху сензора през "сензорните 2" проводника. Пак ще има индуцирани шумове, като ще разчитаме, че те ще са синфазни (еднакви по посока, големина и фаза и в двата проводника). В случая един ДУ лесно би трябвало да се справи с тях.

Спирам се на сензори Pt1000 (или Pt100 евентуално), защото сензорите ще могат да се заменят без необходимост от калибриране, а и цените им са приемливи (малко над 10лв сензор с корпус и силиконови кабели 1метър).

Относно кондензаторите и защитата на входовете на схемата - за да редуцирам броя на филтърните кондензатори - мисля те да не са преди (от към клемите за сензорите), а след двата "измервателни" мултиплексора. Така вместо 14 ще имам само 2 кондензатора.
За съжаление не се сещам как да избегна защитните кламп диоди след резисторите. В мултиплексора има клампиращи диоди на входовете, но са за доста малък ток (2мА по спомени).

Можете ли да дадете някакви идеи за защита по напрежение на входовете?

емо,
за едно изделие ли става въпрос или за много?

аз бих го направил с някое от дискутитаните "24-битови" чипчета, като меренето е директно и наблизо до сензора.
после по 30м жица - CAN, 485, каквото решиш или можеш (лесно).
аз дори бих го направил РОЕ етернет, но това е съвсем мое виждане.

Въпросът е кое ТИ може да защитиш по-добре - две токови вериги или една токова и една напреженова верига?

Аз лично винаги избягвам и то на всяка цена да работя с напрежения в комбинация с жици. Това нещо не може да се защити по никакъв начин. В смисъл аз платката си я защитавам, но въпросът е че по никакъв начин не мога да ти гарантирам правилно измерване...

Докато при двата тока нещата са много по-различни, още повече че те интересува само DC и то диференциална разлика на тоци с един и същ порядък. Според мен е много по-лесно да се защитиш от шума, щото и двете ти вериги са с много близък импеданс, каквото и да дойде ще дойде почти еднакво и на двете. По-горе ти подсказах, че може да ползваш и common mode филтърчета...
Но ти си решаваш, аз ти казвам моите съображения

п.с. това е в случай че трябва да се централизира, щото и аз като Дедо и други по-горе бих предпечел да няма дълги жици или ако има да не са измервателни

Устройството ще е в "бутикова" серия - оптимистично 100-200 бройки.

Само няколко сензора (вероятно само 1 или 2) ще са на до 30м. Другите са отдалечени на максимум 2-4м.

Добре ще е чаркалъка да е малко и по-скоро "лесно" доставим, отколкото "евтин", а и ако може да мина с по-малко писане и най-вече тестване на софтуер (не ще нямам подобни правени проекти. Имам мои разработка и на чисто аналогов и микропроцесорен "двупроводен" токов трансмитер 4-20мА ). Просто не ми се трепе с топ муха, а и искам да го направя по възможно най-простия начин. (Единия от клиентите, които ще ползват системата ще съм аз )

Миро, за тоците нещо не сме се разбрали. Информацията от сензора не се пренася чрез "разлика на два почти еднакви тока". Тоците са константни и в идеалния случай трябва да са равни. Информацията е дропа на напрежение, който се получава върху резисторите (сензорния и в кабела). Т.е. пак напрежение, както при XTR105.

Между другото някой има ли наблюдения как са защитени аналоговите (сензорните) входове в PLC-контролерите или в многоканалните температурни контролери примерно?

А за какво служи втори токов генератор?

Много съм любопитен какъв ще е крайният приет вариант. Дано бъде споделен тук.
От таблиците, които гледам 1 градус са 4 ома промяна. При 1mA в делителя това е пад от 4mV , което е (АЦП с опорно 4 волта):
- за 10 битово АЦП почти стъпка;
- за 12 битово почти 4 стъпки;
Относно мултиплексор 4051 не съм го използвал поне от около 20тина години. Може и да е по-добро качеството на този чип в днешно време. Обаче като ученик си бях направил усилвател със сензорни бутони и превключване на входовете. С този чип имаше доловимо прослушване между каналите.
Защитата на входовете, препоръчвам ти ценер и паралелно на него кондензатор, това с двата диода може да ти повдигне опорното на DZ1. Два диода по принцип се слагат, когато гониш бързодействие и малък входен капацитет. Тук ти трябва точно обратното. (но в духа на темата - ценера е страшно шумен елемент, ще започне да генерира та току виж сме направили сателитен приемник вместо термометър)

emilvtc, пак ти обръщам внимание, че инертността на датчика ще ти изяде главата
1-2 градуса за секунда с точност половин градус е мъъъчно постижимо нещо и това е още един плюс за термодвойката, освен надеждността и при 180 градуса.
Освен на малкия и термопроводящ корпус (и паста?) ще трябва да отделиш внимание на свързващата жица. За нетермодвойки навремето слагах тънка желязна (вече не помня защо) със специално внимание към термоизолирането и.

А търсейки моя ГДР-шки датчик попаднах на немска статия (преведи си я с гуглето), която евентуално може и да ти е от полза: http://www.sprut.de/electronic/temeratu ... #allgemein

Емо слагай по едно ADS1248, пробвай по единия начин, по другия начин и после ще разправяш...
Малко скъпо е, към 10$ парчето, ама получаваш и дакове и мултиплексори и 24-бит ADC.
Ето и препоръчителните варианти на вързване...

stefan63, идеята за двата токови генератора е илюстрирана на прикачената картинка. Целта е да се елиминира влиянието на свързващите проводници. В случая трябва съпротивлението и на трите проводника да е еднакво (за разлика от варианта с усилвател Х2, където само 2-та проводника трябва да са с еднакво съпротивление. Е, не че това е голям бонус, но все пак - един източник на грешка - по-малко)

Edesign, не знам какви и как правиш сметките, но с 10 битово АЦП имаш 1024 точки. Ако "разпънеш" сигнала от сензора в целия обхват на АЦП-то ще имаш например: 0..200 градуса обхват, ще можеш да го мериш с около 0.2 градуса резолюция (200/1000 = 0.2).
Ако АЦП-то е 11 битово - ще имаш 2048 точки -> 0..200 градуса ще ги мериш с резолюция 0.1 градус. При 12 битово АЦП - резол=цията ще ти е 0.05 градуса. (забележи - говоря за резолюция, а не за точност).

Чипа който Миро предлага е точно като за мен. Идеята ми е "дискретния" вариант на този 10 доларов чип. Е, аз имам 8 канала, а чипа има само 3. Та ще трябват повече от един такъв 10$ чип.