Помощь в схемотехнике

[ROMan2947]

Здравствуйте! В планах разработать, спаять и если будет годное, то и продать контроллер. У контроллера будет дисплей, кнопки, будут подключаться датчики типа NTC, ну и выхода в виде реле. В схемотехнике опыта 0. Прошу по возможности подсказать где ошибки недостатки и пр. Направить на путь истинный. Экспертная критика и мнение просто необходимы.
Первое с чего я начал, это разработка схемотехники по подключению датчиков NTC к аналоговым входам МК. NTC будет установлен за пределами корпуса на трубе горячей, холодной воды ну и температуру воздуха планирую замерять. Подавать на NTC планирую 12В. т.к. питать 3,3В я думаю будет сильное ослабление полезного сигнала из-за сопротивления контактов, проводов и т.п. может и ошибаюсь. В схеме использовал два делителя, на случай если будет КЗ в месте подключения NTC, чтоб не спалить МК.
PS. Возможно нужно было начать с питания всей этой приблуды. Ну это будет вторым шагом.

Вложения

2023-09-15_13-22-25.png

(41.69 KiB) Скачиваний: 77

[veso74]

Не стоит искать на форуме решения по установке устройства под электричеством и под водой. Оставьте проектирование другим.
Пишу это с добрыми чувствами. Как хобби - да. Продавать, не зная, что и как проектируете - НЕТ. Ошибка может стоить жизни - вашу или других.

[ROMan2947]

veso74 писал(а):

Оставьте проектирование другим.
Пишу это с добрыми чувствами.

Жаль что не суждено было родиться с навыками проектирования

[veso74]

Не по теме: Хотите, чтобы вас прооперировал студент, который хочет научиться делать операции на сердце (с руководством на форумах :|) ?
Для того, чтобы он мог это сделать, он уже ДОЛЖЕН быть обучен.

Для хобби - да, паять, программировать .. это интересно. Но не понимаю, почему применяем путь и для продажи.

[u37]

1. никогда не используйте высокое напряжение для питания датчиков, если сигнал может попасть на вход логики с низким питанием.
2. ваш R1 фактически блокирует работу RT1.
Откройте документацию на ваш терморезистор и хотя-бы примерно укажите его номинальное и изменяемый диапозон сопротивления термодатчика. Учитесь думать цифрами, а не "суждено было родиться".

[Martian]

ROMan2947 писал(а):

родиться с навыками проектирования

Да? зато суждено родиться в то время, когда доступно масса литературы.
NTC к чему цепляется? Ко входу АЦП. Значит, находим и читаем кучу литературы о защите входов АЦП (отвал нижнего резистора в Вашем делителе вызовет 12 вольт на входе МК) и о методах и проектировании схемотехники работы с датчиками. Не видосики и не примеры для ардуино, а литературу, где будет много страшных формул, графиков и т.д.

[ROMan2947]

Фразой "для продажи" предполагалась серьёзность намерении разработать надежный и качественный продукт. Т.е. учесть все необходимые нюансы и требования необходимые для подобных вещей. Максимально предусмотреть случаи возможных отказов и сбоев. А ради поиграться "аля ардуино", разработать можно и по схемам в интернете их полно всяких. Так хочется углубить свои познания, покорить уровень повыше. Обещаю ,что без Вашего одобрения ни одно устройство не будет использовано третьими лицами.

Добавлено after 6 minutes 29 seconds:

Martian писал(а):

NTC к чему цепляется? Ко входу АЦП. Значит, находим и читаем кучу литературы о защите входов АЦП (отвал нижнего резистора в Вашем делителе вызовет 12 вольт на входе МК) и о методах и проектировании схемотехники работы с датчиками.

Вот подобной объективной обратной связи и хочется. Я готов читать и изучать, нужна только подсказка, что читать.

[Martian]

Берёте такой документ: https://ww1.microchip.com/downloads/en/ ... 00897c.pdf
после его прочтения смотрите в нём REFERENCES и читаете их тоже. у них тоже будут списки литературы их тоже полезно глянуть. И вот когда об этой задаче будет максимум информации, тогда выберете оптимальное решение для конкретного случая.

[ROMan2947]

Martian писал(а):

отвал нижнего резистора в Вашем делителе вызовет 12 вольт на входе МК)

Я думал про это, была мысль поставить стабилитрон. Почему мы должны учитывать этот случай, вероятность того, что отвалиться резистор на плате разве не минимальна?

[Martian]

Учитывать или нет - это определяется только Вашими критериями к надёжности устройства. У меня используется подобное решения, например, в последнем проекте через делитель измеряется 24 В, но вход мк защищен диодами Шоттки и ограничительным резистором

[ROMan2947]

Martian писал(а):

Учитывать или нет - это определяется только Вашими критериями к надёжности устройства.

1. Да хочется надежности, но это пропорционально стоимости. Вы ссылку на MCP6SX2 дали, да это будет фаршем, но опять же как часто можно на рынке встретить в коммерческих продуктах настолько качественные решения. На данный момент куда не смотрел, везде кроме делителей ничего не встретил. Вот пытаюсь нащупать ту границу ниже которой лучше не опускаться в упрощении и экономии.
2. отвалится или нет это безусловно нужно учитывать, но в приоритете это человеческая ошибка, т.е. подключил не верно перепутал, замкнул, это гораздо вероятнее.
3. Ваше решение на делителе, это коммерческое устройство?

Добавлено after 5 minutes 24 seconds:

Martian писал(а):

диодами Шоттки

???

[Martian]

3. Ваше решение на делителе, это коммерческое устройство?

Я всегда делаю максимально качественно, насколько могу. У меня нет разделения типа "ну, это для себя, сделаю кое-как, это на выставку - постараемся идеально, а это на продажу - пипл схавает". Разделение делается лишь по требованиям надёжности. Там, где вероятность каких-то вредных факторов ничтожна или последствия их минимальны, нет смысла делать гальваническую изоляцию, дублирование систем и т.д. В моем случае низковольтная система (26,5 вольт там максимальное напряжение), не требует гальванической изоляции, его сбой не приведет к чему-то критичному, значит, вполне достаточно делителя и диодов Шоттки:
https://www.analog.com/en/technical-art ... nputs.html

[ROMan2947]

Martian писал(а):

Разделение делается лишь по требованиям надёжности.

Кроме этого есть сертификация в установленном порядке, к ней как никак нужно быть готовым. Ссылка Ваша недоступна, полагаю там было, что подчерпнуть.

2. ваш R1 фактически блокирует работу RT1.

симулирую схему и при самых низких температурах напряжение меняется от 5 до 10 мВ при температурах выше разница на 1 градус существеннее. при 12 бит АЦП разрешение 1 разряда 0,8 мВ. Полагаю, что должно корректно отработать, если я правильно считаю конечно.

[КРАМ]

ROMan2947 писал(а):

разрешение 1 разряда 0,8 мВ......если я правильно считаю конечно.

Неправильно считаете.
Разрешение не означает точности, поэтому нужно учитывать ENOB и SINAD АЦП. То есть придется накапливать и фильтровать.

[Martian]

ROMan2947 писал(а):

Ссылка Ваша недоступна

Необходим VPN, сейчас без него нет доступа ко многим зарубежным источникам информации, а производители компонентов в основном они...
Вот оригинал статьи в pdf:

Final-Protecting-ADC-Inputs.pdf

(2.19 MiB) Скачиваний: 32

[ROMan2947]

То есть придется накапливать и фильтровать.

да, я применяю в программе скользящее среднее.

Добавлено after 1 minute 37 seconds:

поэтому нужно учитывать ENOB и SINAD АЦП

в документации на STM пока не обращал внимание на эти показатели. поищу спасибо.

Добавлено after 12 minutes 56 seconds:

Martian писал(а):

ROMan2947 писал(а):

Ссылка Ваша недоступна

Необходим VPN, сейчас без него нет доступа ко многим зарубежным источникам информации, а производители компонентов в основном они...
Вот оригинал статьи в pdf:

Final-Protecting-ADC-Inputs.pdf

Защиту с диодами шоттки проработал, осталось не ясность куда скидывать излишнее положительное напряжение, думаю не лучшая идея сажать на общую линию питания МК 3.3

Добавлено after 7 minutes 15 seconds:
Так же не ясно почему никто не упоминает о стабилитронах, разве не прямое предназначение их ограничить напряжение. Шоттки я так понял полезны от импульсных кратковременных перенапряжении. но в случае, если вход будет накоротко замкнут на 12 В или отвалится резистор R2, продолжительное время будет течь существенный ток.

[Martian]

ROMan2947 писал(а):

осталось не ясность куда скидывать излишнее положительное напряжение, думаю не лучшая идея сажать на общую линию питания МК 3.3

там показан опционально стабилитрон по питанию, опционально - потому что он возможно уже есть у источника питания, или источник питания способен ограничить перенапряжение, оно ведь предполагается мизерное по току. Если есть вероятность того, что придет такой импульс, что успеет поднять напряжение питания мк до какого-то критического значения, то такую ситуацию надо рассматривать отдельно.

[ROMan2947]

Учитывая выше прочитанное, пришел к подобной схеме. С номиналами только поиграться придется, учитывая характеристики всех элементов. Такая схема жизнеспособна или в корзину тоже?

Вложения

2023-09-15_21-31-28.png

(34.07 KiB) Скачиваний: 318

[mont-oriol]

А резистор 150к зачем?
Сможете показать, какие плюсы вы получили от питания вашей схемы от 12 вольт?

[ROMan2947]

mont-oriol писал(а):

А резистор 150к зачем?
Сможете показать, какие плюсы вы получили от питания вашей схемы от 12 вольт?

1. Резистор ограничивает ток стабилитрона, согласен при таком раскладе нужно ограничить ток и у шоттки. учитывая немалые сопротивления делителя возможно резистор R150 лишний.
2. Почему 12В. Исхожу из того, что NTC будет устанавливаться на расстоянии до 30 м и подключаться кабелем. так МК на 3,3В то питать таким низким напряжением думаю не надежно, так будет значительное падение напряжение в местах подключения, плюс наводки, помехи.