опрос 96 кнопок

Добрый день!
Не могу определиться с реализацией задачи: Необходимо опрашивать 96 кнопок, которые рассредоточены по помещению. расстояние от кнопок до МК
до 30 метров. Возможно одновременное нажатие нескольких кнопок. Результат отправляется на ЭВМ через RS485
Реализация должна быть максимально простой с точки зрения монтажа. Поэтому матричная клавиатура с динамическим опросом отпадает.
Варианты:
1. МК в небольшом корпусе (STM32F0) + 6 микросхем расширителей портов (например TCA9555), подключенных по I2C
2. Один МК в корпусе LQFP144 (STM32F10xZ)
3. Три МК в корпусе LQFP48 (STM32F042) (Один контроллер будет главным, остальные ведомые. Придется при изготовлении 3 МК прошивать (не критично, но не приятно))

Еще вопрос по защите портов. Достаточно ли схемы (см. вложение)? Все провода от кнопок сходятся в 12 UTP кабелей, земля отдельно.


<Изображение удалено>

0

квест городим?

На таких расстояниях лучше использовать оптроны.

0

24 корпуса 16 ногих, по 4 корпуса на модуль вроде норм будет

0

Сообщение от judshym земля отдельно.

вот это настораживает

0

Первое, что приходит в голову - на каждую кнопку/группу кнопок отдельный контроллер, пусть даже самый мелкий из доступных. Он будет отправлять код нажатой кнопки в главный контроллер. Тогда не будет проблем с ложным срабатыванием из-за наводок и т.п. неприятностей и не нужно тянуть жгут проводов по всему периметру.

0

Расширитель лучше сдвиговый, на I2C разоритесь. Типа 74HC165. ВСего 12 микрух за смешные деньги. На проце понадобится лишь несколько ног. Ноги заводить через оптопары, на оптопару на входе подавать 24В, и желательно нагрузить вход хотя бы на 10-15мА, чтобы наводка не летела.
У себя делал так:

Оптопары PC817. Резистор на 1.5К заложить не менее 0.5 Вт, на нем 0.4Вт выделяется в момент нажатия кнопки.

0

А 96 оптопар - не перебор ли?

0

Можно без них. Но 30 метров провода, непонятки с землей... Придется городить схемы защиты пинов, которые также займут место. 96 ног не так мало, габарит все равно вылезет. Встречал сборки оптопар, но не думаю что ценники на них гуманны. Плату можно сделать бутербродом, не такая уж и большая будет по площади. Зато проц точно не погорит и не зависнет, да и по деньгам наверно минимально будет.

0

Первое, что приходит в голову - на каждую кнопку/группу кнопок отдельный контроллер, пусть даже самый мелкий из доступных. Он будет отправлять код нажатой кнопки в главный контроллер. Тогда не будет проблем с ложным срабатыванием из-за наводок и т.п. неприятностей и не нужно тянуть жгут проводов по всему периметру.

Один контроллер - это требование заказчика. Критерий - минимум операций для монтажников.
Алгоритм монтажника если одна плата: 1. прикрутить (припаять) провод к кнопке (повторять по кнопки не кончаться).
2. Протянуть кабели до контроллера (длина не важна)
3. Обжать кабель и вставить в плату.
Если плат несколько, то добавится еще объединить в сеть платы. А для этого будет еще один разъем. А как показывает практика, фантазия что и как можно вставить в разъем ОЧЕНЬ богатая.

земля отдельно. вот это настораживает

Меня тоже, поэтому про защиту и спрашиваю. Единичные ложные срабатывания не интересуют, программно отфильтруются,
Боюсь за контроллер.
Питание по помещению готовое 24 В. Вариантов тут у меня также нет.

Расширитель лучше сдвиговый, на I2C разоритесь. Типа 74HC165. ВСего 12 микрух за смешные деньги. На проце понадобится лишь несколько ног. Ноги заводить через оптопары, на оптопару на входе подавать 24В, и желательно нагрузить вход хотя бы на 10-15мА, чтобы наводка не летела.

У I2C есть опция внешнего прерывания при изменении входных сигналов. Было бы удобно их использовать, хотя контроллеру делать особо нечего будет, можно и каждый раз расширители опросить.
Тем более, что микросхемы расширителей не будут играть ключевую роль в образовании цены. Три предложенных варианта по цене отличаются не существенно.
А вот 96 оптопар ставить особо желания нет, если есть вариант обойтись без них.
Для защиты Rail-to-Rail есть вариант ставить бюджетные сборки диодов Шоттки (типа bt54) или готовые микросхемы защиты (основной вариант) типа IP4220CZ6, DVIULC6-4SC6, DALC208SC6

0

1. UTP шлейфом, стандартные колодки, стандартные разводки.
2. На плате сдвиговый регистр, клок и данные по парам в диф режиме. На прием хватит компаратора, на передачу и инвертор на двух транзисторах сгодится.
P.S. Я делал два табло 7сегментных по 6 разрядов на кабеле 30метров. Сдвиговые 595е + ULN, сегменты из светодиодной ленты, на табло местный импульсный источник питания. И adm485 для приема передачи.

0

Сообщение от judshym Один контроллер - это требование заказчика. Критерий - минимум операций для монтажников. ... Если плат несколько, то добавится еще объединить в сеть платы. А для этого будет еще один разъем.

Завтра заказчику понадобится еще 1 кнопка и что он будет делать?

А что если контроллер сгорит? Например из-за грозы или идиота, решившего проверить сколько тока в розетке какое напряжение выдержит защита? На полочке у завхоза будет лежать ерзац контроллер?

Модульная система имеет свои плюсы, да и сеть RS485 уже и так есть.

0

Я бы кластеров наделал на STM8 или SM32F042 (этот даже лучше — есть CAN, и можно тупо одну шину сделать для всех).
Нелогично как-то тянуть сопли проводов от уймы кнопок. Протянуть к кластерам витуху из двух пар, по одной паре CAN, по другой — питание. Можно, в принципе, и не CAN, а 485 и 9-м битом рулить прием/передача.

0

А что если контроллер сгорит? Например из-за грозы или идиота, решившего проверить сколько тока в розетке какое напряжение выдержит защита? На полочке у завхоза будет лежать ерзац контроллер? Модульная система имеет свои плюсы, да и сеть RS485 уже и так есть.

Никаких завхозов. Заказчик снарядит монтажников в командировку, которые приедут поставят и уедут и в случае поломки будет новая командировка. Конечный пользователь никуда не лезет. Полез - сам виноват. И разницы какую плату менять маленькую или большую никакой нет. командировка в любом случае обойдется в разы дороже.
С одной платой не надо думать сколько классов образования в дипломе у монтажника.

Нет смысла здесь обсуждать заморочки заказчика.
Есть ТЗ, работаю по нему.

0

Раз пошла такая пьянка, то как уже писали выше - развязка оптопарами каждой кнопки, иначе будет глючить из-за наводок на провода к кнопкам. Не забудьте при проектировании учесть падение напряжения в проводах к кнопкам.

0

Смысл рассуждать о поделке с бюджетом в 500 селевовских рублей?
Заказчик сказал : хочу на процессоре за 10 рублей и мотню проводов...
значит так и надо делать... Исполнитель берёт на себя обязательства распутывать проблемы этой мотни.
По правильному по проектировочному для начала берётся план помещения и делается проект кабельных прокладок, а потом уже смотрится принцип построения системы сбора данных с сотни датчиков.
Есть примеры реализаций устойчиво работающих шлейфовых систем типа пожарных и охранных сигнализаций... хотя есть примеры тех же систем, но периодически по неизвестной причине орущих "Срочно покиньте помещения... Это не учебная тревога"

0

За ограничения бюджета я не говорил.
Плана помещения нет. т.к. устройство будет выпускаться очень мелкой серией (хороший показатель 10 в год) и будет работать в составе других модулей всего модулей около 20.
Для опроса кнопок сейчас ставят 3 модуля дискретного ввода ОВЕН на 32 канала. Проблема что нет возможности сделать автоконфигурацию SCADA-системы.
Моя задача, по сути дела, сделать некоторый интеллектуальный аналог модулей дискретного ввода/вывода с расширенным функционалом. И сокращение количество плат. (Заказчик посчитал, что так ему будет проще и дешевле работать с монтажниками)
Я ищу "красивое" и достаточное решение. Не проблема на схеме поставить 50 корпусов и сделать плату 0.5*0.5 м. Гораздо сложней поставить 10 корпусов без потери надежности.
Был бы ESD GUN, то собрал бы разные типы защит и проверил бы. Но у меня такого прибора нет. Поэтому спрашиваю тех кто реально тестировал подобные системы.
Опторары тоже не панацея, с учетом того что земля будет все равно общая. Весомый плюс в том, что с ней можно уровни поднять до 24В.

0

Если это для промышленного назначения (при сигналах =24В можно забыть о наводках и помехах свойственных линиям 3,3...5 Вольт), то надо делать из стандартных промышленных массово выпускаемых модулей, не зависящих на программно-аппаратном уровне от придумок конкретного временного исполнителя.
Автоконфигурацию любой СКАДЫ делает программист :) Чтобы СКАДА (система визуализации на экране и ведения архивов) сама себя конфигурировала - такого ИИ ещё не придумали.
Раньше по началу по старой релейной традиции мы все кабели от всех датчиков тянули в одно место в щитовой.. и там эту мотню втыкали в сотни входов станциий ввода/вывода...
Потом решили экономить на меди и кабельных прокладках и стали использовать станции распределённой периферии, устанавливаемых в непосредственной близости у устройства контроля/управления. К станциям тянем питание и шину Профибус-RS485/Профинет-Эзернет.

0

У меня есть знакомый, работает с электроникой, но "у них" не сложилось - электроника его не любит.
Так вот, подходит он как-то к компу, хвать за мышку и перезагрузка. После запуска выясняется, что мышка уничтожена статикой.
Мораль сей басни такова - ставьте опторазвязку.

0

Убедили! Оптопары будут.
А что с первым вопросом: расширители, несколько мелких МК или один большой?

0