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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Andalogschalter


Autor: Andreas I. (adisan)
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Hallo zusammen,

ich folgendes Problem. Ich habe 33 Sensoren, die mir Spannung leifern. 
Aber an meinem PIC sind nur 4 Analogeingänge. Weisst jemand, ob es eine 
Analogschalter gibt, der soviel schalten kann.
Danke

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Nein, aber mehrere hinter- oder nebeneinander. Zum Beispiel CD- oder 
HC4067.

Autor: Kai G. (runtimeterror)
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Vielleicht machen bei der Menge auch externe A/D-Umsetzer Sinn.

Autor: Andreas I. (adisan)
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Vielen Dank für Ihre Antwort. Und wenn ich mehrere schalter parall 
einschalte, wieviel pins wenden für das Umschalten benötigt?

Autor: Dieter Werner (dds5)
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33 ist ziemlich ungünstig, sonst könnte man mit dem Multiplexer je 8 
Signale an jeden der 4 Eingänge schalten.

Ist der (doch recht "kleine") PIC überhaupt in der Lage die anfallenden 
Daten zu verarbeiten?

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Bei einem 4067 4(5)Pins, für jeden weiteren 1 Pin.

Autor: Andreas I. (adisan)
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Ist es überhaupt möglich mit Multiplexer analoge Signale umzuschalten?

Wenn dann kann ich vielleicht 4 Multiplexer jeweils 1x8 nehmen, das wird 
schon 32 pins, und noch an ein Pin von Multiplexer noch einen 
Multiplexer 1x4 anschliessen. Ich weiss nicht, ob es möglich ist und ob 
es klappt..

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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>Ist es überhaupt möglich mit Multiplexer analoge Signale umzuschalten?

Ja, mit Analog-Multiplexern.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Wenn Dir Pins fehlen, um die Multiplexer anzusteuern, solltest Du mal 
über ein oder mehrere Schieberegister 74HC595 nachdenken. Der 4067 ist 
ein 1 aus 16 Multiplexer, pinsparender geht es nicht.

Autor: Andreas I. (adisan)
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So wie ich überlegt habe, brauche ich 14 Pins, um alle Muxs anzusteuern.
Jetzt ist die Frage, ob es Mux mit mehreren Ein- und Ausgängen gibt. 
Alles in einem Gehäuse wäre super

Autor: Andreas K. (a-k)
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Bei 3 Stück 16:1 Muxern komme ich auf
- 3 Analogeingänge
- 4 Auswahlausgänge
= 7 Anschlüsse insgesamt.

Autor: Andreas I. (adisan)
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Wenn alle Mux paraller angesteuert werden dann stimmt es 7.
ich muss alle separat ansteuern. Nur der pin zum Einschalten wird an 
alle in reihe angeschlossen, damit ich Muxs ein- und ausschalten könnte.
Bei meiner Rechnung bekomme ich:

4*3=12 von steuereingänge 12+2 (von einem 1x4 Mux) und +1 alle Mux ein 
oder aus. So komme ich auf 15 Pins. zum Glück habe 16 frei.

Autor: Andreas K. (a-k)
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Deine Anforderungen verstehe ich nicht.

Wärst du nun mit einem externen 33:1 Muxer zufrieden, oder brauchst du 
einen Kreuzschienenschalter der 33 Eingänge beliebig auf 4 Ausgänge 
verteilen kann?

Immerhin hat der PIC wahrscheinlich auch keine 4 ADCs sondern einen n:1 
Analogmuxer drin, misst also auch nur einen Eingang nach dem anderen.

Autor: ---=DIAN=--- (Gast)
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Du solltest bei der Wahl der Analogschalter auch auf den RDSon Wert der 
IC's achten ! Ein 4067 besitzt laut Datenblatt 470 - 1050 Ohm RDSon 
Wiederstand.

Beispiel: NTC 1k in Reihe mit Widerstand 1k bei 5V Macht Ein 
Spannungsabfall von 2,5V bei jedem.
Nun den 4067 dazwischen: NTC 1k - 4067 470R-1k - 1k Widerstand macht ein 
Spannungsabfall von ca. 1,6V bei jedem.

Dein Signal wäre also verfälscht. Also darauf achten! Die 40XX und 75XX 
Reihe haben da extrem hohe RDSon Werte.

Achso, und fürs Umschalten brauchst du nur 4+3=7 Pins bei 3x4067. Nicht 
mehr. ABCD an jeden Muxer ("BUS") und mit den INH Signal den Muxer 
auswählen, siehe Wahrheitstabelle im Datenblatt.

Beispiel: Kanal 1 (ABCD) und entsprechenden Muxer1 einschalten 
(INH_MUX1=0). Auswerten. Ausschalten (INH_MUX1=1). Muxer2 einschalten 
INH_MUX2=0. Auswerten. Ausschalten (INH_MUX2=1). Muxer3 einschalten 
INH_MUX3=0. Auswerten. Ausschalten (INH_MUX3=1). Kanal2 (ABCD) wählen 
usw. und so fort bis alle 16 Kanäle durch sind.

Gruß ---=DIAN=---

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Wenn du die Multiplexer wie im meinen Beispiel anschliesst hast du das 
Problem mit den On-Widerstaenden der Schalter nicht.
Du brauchst zum Ansteuern der Schalter die 5 Addresseingeange und einen 
ADC Eingang. Mit jeder zusaetzlichen Addressleitung bekommst du eine 
Verdoppelung der Kanaele. Die oberen Schalter legen die 
Konstantstromquelle an die Sensoren. Durch diese Stromquelle hat der 
On-Widerstand des Multiplexers keinen Einfluss auf Messung. Der untere 
Multiplexer legt den ADC an den jeweils bestromten Sensor. Da der ADC 
Eingang einen wesentlich hoeheren Eingangswiderstand hat als der 
On-Widerstand des Multiplexers spielt er auch hier keine Rolle mehr.

Bedingt durch die maximale Aussteuerbarkeit der Stromquelle ist der 
Maximalwiderstand des Sensors + ON-Widerstand des Multiplexer auf ca. 
3Kohm begrenzt. Ansonsten muesste die Stromquelle mit einer hoeheren 
Versorgungsspannung betrieben werden.

Gruss Helmi

Autor: Andreas I. (adisan)
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Könnten Sie Bitte das Bild mit besseren Qualität anhängen, aus dem Bild 
erkennt man fast nichts.
Danke

Autor: Marvin M. (Gast)
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@Andreas I.:
Das Bild ist perfekt. Tipp: Das Bild anklicken.

Autor: Andreas I. (adisan)
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Andreas Kaiser wrote:
> Deine Anforderungen verstehe ich nicht.
>
> Wärst du nun mit einem externen 33:1 Muxer zufrieden, oder brauchst du
> einen Kreuzschienenschalter der 33 Eingänge beliebig auf 4 Ausgänge
> verteilen kann?

>>>Ich wiess nicht was ein Kreuzschienenschalter macht? Ich habe im Interner 
recherchiert es gibt kein 1:33 Mux. maximal was ich gefunden habe 1:16. ich meine 
jetzt von Analog Multiplexer.
>
> Immerhin hat der PIC wahrscheinlich auch keine 4 ADCs sondern einen n:1
> Analogmuxer drin, misst also auch nur einen Eingang nach dem anderen.

Autor: Andreas I. (adisan)
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Oh sorry, das Bild ist wirklich gut. Vielen Dank

Autor: Andreas I. (adisan)
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Vielen Dank für Ihre Schaltung. ich habe nicht so viel Erfahrung mit 
Muxs und Demuxs. Für mich ist es unklar wieso 2 Ausgänge an 
Versorgungsspannung angeschlossen. Bei dem Mux gibt es doch ein Pin für 
VCC oder? ich brauche 33 Pins für Sensoren, in dieser Schaltung habe ich 
ca. 60 eingänge gezählt.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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@Andreas I. (adisan)


Also die Versorgungsspannunganschluesse des Multiplexers habe ich nicht 
eingezeichnet. Bitte dem Datenblatt entnehmen.
Pin24 = VCC
Pin12 = gnd

Ich habe nicht alle Verbindungen eingezeichnet der uebersichtlichkeit 
wegen.

Es muessen alle Eingaenge X0 .. X15 von IC2 mit IC3 verbunden werden und 
alle X0 .. X15 von IC1 mit IC4. Das ergibt dann 32 Eingaenge. Die beiden 
IC's IC1 und IC2 Schalten den Konstantstrom zu den Sensoren und die 
beiden IC's IC3 und IC4 schalten diese auf den ADC Eingang.

                       /  (IC1 u. IC2)
             +--------/  --------- Stromquelle (1mA)
             |
             |         /  (IC3 u. IC4)
             +--------/  --------- ADC Eingang
             |
            ---
            |  |
            |  | Sensor
            ---
             |
             |
            ---

So sieht die Prinzipschaltung aus. Durch die Konstantstromquelle ist der 
Spannungabfall an IC1 u. IC2 unintressant und an IC3 u. IC4 faellt durch 
den hochohmigen ADC Eingang fast keine Spannung ab.

Wenn du mehr Eingaenge als die jetzt 32 haben willst must du 2 weitere 
Analogschalter nach dem gleichen Prinzip anschliessen. Dann brauchst du 
allerdings 6 Addressleitungen.

Gruss Helmi

Autor: ADISAN (Gast)
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Vielen Dank, jetzt habe ich endlich verstanden. Ich habe die erste Frage 
falsch gestellt und vieles nicht erklärt. Beim meinen Schaltungsaufbau 
werde ich nicht eine Stromquelle brauchen. Das Problem ist, dass ich 11 
Farbsensoren habe, die jeweils 3 Ausgänge haben. Diese Farbsensoren 
werden über Transimpedanzwandler direkt an ADC oder über MUX an ADC 
nageschlossen. Da Transimpedanzwandler eine Spannung (max. 5V) liefert, 
kann ich Ron von den MUX vernachlässigen. ich werde sowieso alle Werte 
kalibrieren. Meine Schaltung sieht uungefähr so aus (anhang)

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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@Andreas I. (adisan)


Ok fuer Farbsensoren brauchst du keine Stromquellen.
Welchen Farbsensor nimmst du denn?

Ich habe auch schon mal so was entwickelt fuer die Farberkennung von 
LED's
auf Platinen on die richtig bestueckt waren.

Ich habe dafuer diesen Sensor eingesetzt.

http://www.mazet.de/produkte/jencolor/sensor-ic/mcs/de

Die Schaltung war auch so wie bei dir .

Also IU - Wandler , dann MUX ,dann ADC.

Gruss Helmi

Autor: ADISAN (Gast)
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Hallo Helmut,

Für meinen Aufbau habe ich Farbsensoren von Mazet genommen, weil sie 
ziemlich günstig sind. Könntest Du mir bitte das Schaltbild von Eagle 
oder als Bild zeigen?

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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@Andreas I. (adisan)

Sorry wuerde ich zwar gerne machen darf ich aber nicht, gehoert meinem 
fruehren AG .
Habe ich auch nicht auf diesem Rechner.

Gruss Helmi

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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@Andreas I. (adisan)

Sag mal mit wieviel Bits loest eigentlich dein ADC auf ?
Du must naemlich beruecksichtigen das dein Sensor einen sehr grossen 
Dynamikumfang hat. Ich habe dafuer damals zwischen ADC und Sensor noch 
einen in der verstaerkung umschaltbaren Verstaerker 
dazwischengeschaltet.

Gruss Helmi

Autor: ADISAN (Gast)
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Trozdem vielen Dank für die Vorschläge. Die Platine werde dann selbst 
bastelln, muss ein bisschen mehr Zeit investieren.

Ich bentze für die Auswertung einen PIC18, der 10Bit auflösung hat. Beim 
meinem Aufbau spielt aber die Genauigkeit keine Rolle, muss nur die 
Farbe(rot oder grün) von LED erkennen. ICh wiess nicht, ob ich einen 
Verstärker noch zwischen AD und Transimpedazwandler brauche.

Autor: ADISAN (Gast)
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Ich habe noch eine Frage zu deinem Aufbau, und zwar wie das Licht von 
LED zum Sensor übertragen wurde? ich überlege mir einen LIchtleiter zu 
benutzen, ich weiss aber nicht welcher dafür am besten geeignet ist

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>Ich habe noch eine Frage zu deinem Aufbau, und zwar wie das Licht von
>LED zum Sensor übertragen wurde? ich überlege mir einen LIchtleiter zu
>benutzen, ich weiss aber nicht welcher dafür am besten geeignet ist

Ich habe dafuer Kunststofflichtleiter benutzt. Ca. 2.5 .. 3mm 
Durchmesser.
Fuer den Anschluss an den Sensor habe ich mir aus Alu Kappen drehen 
lassen.


>Ich bentze für die Auswertung einen PIC18, der 10Bit auflösung hat. Beim
>meinem Aufbau spielt aber die Genauigkeit keine Rolle, muss nur die
>Farbe(rot oder grün) von LED erkennen. ICh wiess nicht, ob ich einen
>Verstärker noch zwischen AD und Transimpedazwandler brauche.

Hatte ich zuerst auch gedacht ich brauche den nicht. Hatte auch nur ein 
10 Bit Wandler zu verfuegung. Erst als da einen Verstaerker mit 
umschaltbarer Verstaerkung (1  8  64) zwischengeschaltet hatte 
funktionierte es. Es ging auch nur darum zu erkennen ob da rote , gelbe 
oder gruene LEDs eingebaut waren. Die unterschiede waren halt zu gross 
fuer den 10 Bit ADC.
Also sieh sie besser vor nicht bestuecken kannst du sie immer noch.

Gruss Helmi

Autor: ADISAN (Gast)
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Vielen Dank für deine Tipps. Vor dem Bestücken werde ich die ganze 
schaltung zuerst nur mit einem Sensor auf einer Steckplatine aufbauen.
Aber ich verstehe trozdem nicht wieso dazwischen ein Verstärker 
eingeschaltet werden soll?  Uns was ist mit sehr grossem Dynamikumfang 
gemeint?  Du meinst, dass ich nach der Messung nicht genau feststellen 
kann, welcher Farbe LEd geleuchtet hat?

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Mit Dynamikumfang meine ich den unterschied zwischen kleinster und 
groesster Helligkeit b.z.w. Strom des Sensor. Es kann naemlich sein das 
er dir bei verschiedenen aber in der Farbe gleichen LEDs 
unterschiedliche Stroeme ausgibt. Wie gesagt ich hatte es zuerst auch 
nicht und konnte dann nicht genau feststellen welche Farbe die LED 
hatte. Je nachdem wie das Licht in die Faser eingekoppelt wird gibts 
auch da unterschiede.


So wie in der Schaltung habe ich es in etwa gemacht. Jeder Verstaerker 
ist auf V= 8 eingestellt.

So kannt du die Verstaerkung so einstellen das die immer im optimalen 
bereich des ADC zu liegen kommt.


Gruss Helmi

Autor: ADISAN (Gast)
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Vielen Dank für den Hinweis, wenn es bei mir nicht klappt, soll ich 
einen Verstäker nehmen.
Ich suche jetzt die ganze Zeit nach Lichtleitern, ich wiess nicht wo ich 
sie besorgen kann und welche ich genau brauche. wäre nett wenn jemand 
hilfen würde.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Ich hatte die damals von Signal Construct bezogen , aber ich sehe gerade 
das die die nicht auf der WEB-Seite haben.
Vielleicht mal da anrufen oder Katalog anfordern.

Gruss Helmi

Autor: ADISAN (Gast)
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Noch mal vielen Dank! das beste Forum, wo ich irgedwas gefragt habe.

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