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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Sensordaten multiplexen


Autor: Max Krause (Gast)
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Hallo,

habe folgendes Problem:

Messe mit 20 Sensoren und erhalte entsprechend ständig 20 Messwerte
parallel (im Bereich 1..100mV).  Habe eine Meßkarte für den PC mit nur
einem Eingang. Wie kann ich es am cleversten erreichen, diese Meßwerte
zu multiplexen um sie mit der Meßkarte im PC abzuspeichern? Die
zeitlichen Anforderungen sind eher unkritisch, d.h. es würde reichen
jeden Sensor einmal pro Stunde abzufragen.

Würde mich über eure Ideen sehr freuen!
Gruß
mk

Autor: Laeubi (Gast)
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Umstecken? 20 sensoren schafft man ja in einer Stunde ;)

Ne mal Scherz beisiete, ich würde sagen bei so kleinen Spannungen wird
das schwer, kannst du das ganze nicht mit nem OP auf 5V verstärken?
dann könntest du einen einfachen Multiplexer verwenden (einfach 2x 16
zu 1 MUX ergibt maximal 32 Eingänge) um die Daten einzulesen.
Wenn du (wie ich mir denke) keinen µC verwendest (der könnte sosnt
nämlich gleich selbst die Daten einlesen) müßtest du halt noch einen
Counter und einen Taktgenrator hinzufügen und schon würdes du je nach
Taktquelle fortlaufend durch alle Eingänge schalten können.

Autor: crazy horse (Gast)
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eine Lösung wären Analogmultiplexer, eine andere Reed-Relais oder
Photo-MOS-Relais.
Bleibt noch die Frage, über welche schnittstelle du den Multiplexer
ansteuerst und dieses in dein Programm einbaust. Das einfachste wird
der Anschluss eines MC an die RS232 sein (falls noch vorhanden). Auch
über LPT (da kannst du sogar mit einfacher Dekoderlogik rangehen) oder
USB ist das möglich.

Autor: Max Krause (Gast)
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@Laeubi

 theoretisch wäre eine Verstärkung mittels OPV möglich. Könntest du mir
 da links/hinweise zu schaltungsvorschlägen geben? Und: Ist es möglich,
aus dem dann verstärkten Signal nach dem Einlesen (A/D-Wandlung)in den
PC den ursprünglichen Sensorwert wieder zu bestimmen??

Wollte eigentlich für die Ansteuerung der MUXes einen µC verwenden. Was
meinst du mit "der könnte sosnt nämlich gleich selbst die Daten
einlesen)"

Vielen Dank!!!

Autor: Hubert.G (Gast)
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Es sollte mit einem (5) 4066 gehen. Zwei 4017 zur Ansteuerung und ein
Flip-Flop zum takten. Allerdings musst du dann noch synchronisieren
welcher Eingang anliegt und welcher angezeigt wird.

Autor: Max Krause (Gast)
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@ Hubert.G

habe gelesen, dass die Widerstände der geschlossenen Schalten durchaus
bis zu 300ohm betragen. Könnte das nicht zu Problemen bei den geringen
Sensorspannungen führen??

Autor: Hubert.G (Gast)
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Nachdem der Eingang des ADC nehme ich mal an hochohmig ist sollte der
Durchgangswiderstand keine Rolle spielen. Du kannst ja mal nachrechnen
wieviel Spannung im ungünstigsten Fall abfällt.

Autor: Max Krause (Gast)
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@ Hubert.G

Ja, bei einer Messkarte kann man davon wohl ausgehen. Inwiefern glaubst
du, ist ein verstärken der sensorausangsspannung mit opv erfoderlich,
wie von Laeubi vorgeschlagen? Gibt es eventuell eine variante des 4066
mit mehreren schaltern? Ist das Ansteuern mit 4017 und FF einfacher als
mit µC? Die Durchschaltzeitpunkte müssen zeitlich sehr genau passen,
schließlich muss ich der Meßkarte im PC sagen wann sie abtasten soll
und muss später dann auch noch wissen welcher wert zu welchem sensor
gehört hat.

Autor: Hubert.G (Gast)
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Ob du das Sensorsignal verstärken musst hängt von deiner Meßkarte ab.
Was einfacher ist µC oder 4017 hängt von der Möglichkeit ab dem PC
mitzuteilen welcher Sensor abgefragt wird.
Ob es Varianten mit mehr Schaltern gibt weiss ich nicht, habe noch nie
einen benötigt.

Autor: Max Krause (Gast)
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Hatte mir das eigentlich so vorgestellt, dass ich beipielsweise jedes
sensorsignal für z.B 5min an die messkarte zulegen und die messkarte
innerhalb dieses zeitraumes einmal abtasten zu lassen. Eventuell könnte
man zwischen jedem Sensorwert eine Referenzspannung (Masse) abtasten um
im PC das zu trennen. Habe leider die messkarte noch nicht zur
verfügung, so dass ich darüber keine details nennen kann. Hoffe nur,
man kann ihr sagen, dass sie nur alle 5min einmal messen soll. Oder
siehst du eine andere variante, dem pc das mitzuteilen? Der 4017 hätte
so wie ich das sehe den nachteil, das er zu schnell umschaltet
(abhängig vom clk) mit dem µC hätte ich vlt den vorteil ein signal
länger anliegen zu lassen? Bräuchte aber einen µC mit mind. 20
ausgängen. Das ist dann auch schon die nächste frage.

Autor: Hubert.G (Gast)
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Das hängt jetzt von deiner Programmiermöglichkeit ab. Du könntest mit
dem µC takten und über RS232 dem PC mitteilen welcher Kanal dran ist.
ein ATmega16 hätte genügend Ports um das zu schaffen. Dann könntest du
aber die Messung auch gleich dem µC überlassen, wenn du nicht gerade
eine Auflösung höher 10bit benötigst, und nur das Messergebnis dem PC
mitteilen.

Autor: Max Krause (Gast)
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10 bit auflösung würden 1024 Abstufungen entsprechen. Aber auf welchen
Bereich bezieht sich das, kann ich den einschränken oder bezieht sich
das auf 5V o.ä.?

Autor: Hubert.G (Gast)
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Ich kann dir das nur von µC sagen, die Abstufung bezieht sich auf die
Referenzspannung von min 2V.

Autor: Laeubi (Gast)
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das bezieht sich auf die 5V... wenn du nen µC benuzt kann der doch
(anstelle der Meßkarte) die Werte einlesen.
Für den Op solltest du nen Nichtinvertierendenverstärker mit Faktor 50
nehmen, damit sollte der wert zwischen 0.5 und 5V stehen und mit dem
ADC kannst du das ganze dan entprechend auflösen, der AVR hat sogar bis
zu 8 ADC kanäle, sodass du entweder 3 AVRs benuzt oder halt Multiplexer
(wobei das escht so sit das son Multiplexer bald teurer als nen weiter
uC ist :D )

Autor: Max Krause (Gast)
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kann ich dann das letztlich gewandelte spannungssignal durch 50 teilen
und erhalte den originalwert wieder, oder mache ich dabei nicht einen
fehler? Desweiteren hab ich keine ahnung wie ich die werte von 3
unabhängigen µC in den PC übertrage?

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