Ненавязчивая автоматизация ректификационной установки

Зацепило меня тут РоЕ.BogAD, 23 Сент. 21, 10:01

Может, слишком? :) Александр, изначально PoE разрабатывалась как технология питания коммуникационных устройств в тех местах, где нет питающей сети или ее проводка не оправдана. Такие места - это какие-нибудь чердаки, подвалы и т.п. Какой смысл использовать PoE рядом с сетевой розеткой? Ну объясните мне, какой смысл питать малинку от 24V через DC/DC, когда подключенный к ней монитор питается от сети? Причем, через сетевой UPS. Впрочем, как и сама малинка. Я, конечно, допускаю возможность таких аскетичных условий, когда установка с газовым нагревом куба стоит где-нибудь в неэлектрофицированном гараже, а питание автоматики идет от аккумулятора на 24V. Всяко жизнь может иногда отшлепать. Поэтому и предлагаю предусматривать в платах различные варианты питания модулей. Ну как, например, варианты питания контроллера исполнительного устройства на рисунке ниже (это пока только "наброски").

Ожидаю вердикт Сергея в плане надежности передачи I2C через P82B715P на длинные расстояния и можно начинать…BogAD, 23 Сент. 21, 10:01

Застряли где-то микросхемы. Но уже рядом. На отслеживании вроде доехали до города, но уже неделю без движения. У транспортников. Я даже уже макет платы расширения малинки соорудил. Осталось только воткнуть усилители в панельку.

Логистика, однако, называется...

Какой смысл использовать PoE рядом с сетевой розеткой? Ну объясните мне, какой смысл питать малинку от 24V через DC/DC, когда подключенный к ней монитор питается от сети? Причем, через сетевой UPS. Впрочем, как и сама малинка.OldBean, 27 Сент. 21, 17:48

Сергей, да, я с тобой согласен. Местные условия разные у всех. Мой монитор питается от 5в, от USB Малинки.
Для себя не вижу препятствий организации питания типа "РоЕ". Надеюсь кому-то эта идея понравится.
ps Провода питания задрали. Трудно организовать их правильно. Малинка еще привередливая, чистых 5 вольт ей мало...

" Малинка еще привередливая, чистых 5 вольт ей мало...". Можно поподробнее, как проявляется привередливость? И как с ней бороться? Я Малинку уже купил, а какой БП к ней взять еще не определился.

Местные условия разные у всех. Мой монитор питается от 5в, от USB Малинки.
Для себя не вижу препятствий организации питания типа "РоЕ". Надеюсь кому-то эта идея понравится.
ps Провода питания задрали.BogAD, 27 Сент. 21, 20:51

Вообще-то провода питания никуда не делись. Просто сигнальные линии (часть сигнального кабеля) используются в качестве силовых. Сама по себе идея PoE неплохая. Например, для питания маломощных нагрузок. Например, температурных датчиков-"козявок". Но, кто-то захочет использовать PoE и "более системно" :))). Несомненно, это право разработчика. Поэтому я и предлагаю платы "конструктора самогонщика" разводить с ориентацией на разные варианты питания. С унифицированными разъемами на платах. Я в предыдущем топике приводил пример такого подхода. Мне кажется это очевидным решением. Кстати, тогда и появится возможность "скидываться" и заказывать их небольшими партиями у китайцев. В принципе, можно уже даже и запаянными. Как, например, на сервисе EasyEDA.

Да, здесь появляется еще одна чисто техническая тема, которую, пожалуй, стоило бы обсудить. Как быть с готовыми модулями? Типа BMP180/280, преобразователями уровней, ардуинками и т.п. Переразводить и пересобирать их вроде бы глупо. Проще и дешевле взять готовые платки. Делать для них "панельки"? "Врезать" их в прямоугольные отверстия в платах и соответствующими отверстиями в "материнских" платах для распайки модулей? Что лучше? Есть ли еще какие-нибудь решения?

Можно поподробнее, как проявляется привередливость? И как с ней бороться?NBVV, 28 Сент. 21, 01:33

Индикатор того, что малинка "голодает" является мигание красного светодиодика на плате малинки при нагрузках. Еще на экране может появляться маленькая желтая молния. При этом работоспособность малинки сохранется. Естественно, если "просадка" напряжения питания находится в разумных пределах (до 4.8-4.7V). Но мигание - это, таки, индикатор того, что нужно подумать о другом источнике питания. При нормальном питании красный светодиодик должен светить ровно.

Зарядочные блоки питания, особенно китайские, часто выдают пониженное напряжение (4.7-4.8V). При нагрузках малинка начинает нервничать. Я много таких блоков перепробовал. На разные токи. Не советую. Лучшие решения, на которых я в конце концов остановился, это корпусные блоки питания 5V на 5A (а еще лучше - ампер на 10). Типа таких. На все хватает. И на малинку, и на все модули в крейте. Малинка счастлива :))) Такие блоки недороги, сравнительно небольшие и у них есть подстройка выходного напряжения. Если малинку питать через USB-разъем, то выходное напряжение можно слегка поддать (5.1-5.15V). О просадках тогда вообще можно забыть.

Поэтому я и предлагаю платы "конструктора самогонщика" разводить с ориентацией на разные варианты питания.OldBean, 28 Сент. 21, 05:46

предлагаю подумать как ее развернуть на разные способы передачи данных, через унификацию команд, получаемых от драйвера/службы .. свет клином на i2c не сошелся, это может быть и 1-wire и uart и даже USB а учитывая копеечную стоимость есп8266/32 можно организовать беспроводный опрос периферии на блютуз/вайфаи и проект может легко перерасти в умный дом.

Ну как, например, варианты питания контроллера исполнительного устройства на рисунке ниже (это пока только "наброски").OldBean, 27 Сент. 21, 17:48

У меня все не как принято у людей. Не хватает терпения у меня на прототипирование - сразу платы развожу. Схема в голове, а потом уже по плате рисую схему. Понимаю что не правильный подход...

С унифицированными разъемами на платах. Я в предыдущем топике приводил пример такого подхода. Мне кажется это очевидным решением.OldBean, 28 Сент. 21, 05:46

Не увидел источника питания в схеме для 1 контакта "IN+12, 24, 48v" унифицированного разъема. У меня он РоЕ обозван. Малинка, как я понял будет питаться от индивидуального источника?

Прости, но я не вижу смысла пропускать по кабелю 5в. Чувствую, что так не правильно. Тут и падение на проводе, и любой неполный коротыш по 5В сделает мертвой всю схему.
Лучше ставить сделать 1 линию питания "высокого уровня" по кабелю, а в каждый блок индивидуальный поставитиь понижающий модуль DC/DC на 5в. Не так уж они и дороги. Можно подобрать по выходной мощности. А в случае коротыша по 5В, они встанут в защиту, не просаживаю высокую линию.
У меня, по факту будет как по схема поста

Как быть с готовыми модулями? Типа BMP180/280, преобразователями уровней, ардуинками и т.п. Переразводить и пересобирать их вроде бы глупо. Проще и дешевле взять готовые платки. Делать для них "панельки"?OldBean, 28 Сент. 21, 05:46

Нужен индивидуальный подход к каждому модулю. BPM-280 однозначно в панельку. Преобразователь уровня - я еще не определился, но склонен на свою конструкцию из оптоизоляторов CPC5902. Все равно плату расширения делать, почему бы под них не развести плату?
На счет ардуинок. Хотел оставить как есть, просто купить кучку и их поставить, но задумался. Их нужно объединить в своеобразный крейт по сигналам I2C, Res, Int. Опять плата нужна, универсальность слабая, т.к. ограничимся количеством заложенным мест под ардуино, увеличение размеров. Вариант вертикального размещения ардуинок, как в конструкции Lite потребуют плату-переходник или использование редких угловых разъемов с длинными выводами.
Короче, я подумал, что можно сделать так.
Делаем плату, назовем "плата транзита РоЕ-I2C". Она будет одна на каждый выделенный блок в создаваемой распределенной системы, связанных на расстоянии посредством шнурков – прямого патчкорда Ethernet, 5 кат.
Будет включает в себя:
- Два гнезда RJ45. Одно гнездо на вход, другое на выход. Фактически, конкретного определения вход/выход не существует, т.к. гнезда будут включены в параллель. Питание универсальное, т.е. через плату транзита можно подавать питания для PoE от отдельного блока питания от 220в или плата питается от РоЕ.
- Преобразователь DC/DC для питания от PoE до уровня 5В, мощностью около 5Вт.
- Усилитель I2C
- - Разъем внутри блочного шлейфа, на подобии крейта, который использовался в прошлых версиях. По ленточному шлейфу будут идти сигналы: I2C (2 провода), Zero, INT, RES, +5В, GND. Выбрал такую угловую вилку на плату 10 конт (2х5).

Такие же вилки устанавливаем на платы МК. Состав AtMega328P. Типа «АЛЯ Ардуино», но с самым минимальным с обвесом. Питание, связь и питание от шлейфа. Разъем для программирования ISP.
С платы выведены гнезда с некоторых портов МК с запасом: PD1-PD7, PC0- PC1, PD0- PD3, AREF. Думаю, это хватит на все возможные случаи.
Таких плат будет множество, по потребности МК в составе системы.
В конструктиве собираем пирог из плат ПК, объединяем их ленточным шлейфом накалываем кучу розеткок IDC-10F (DS1016-10) напротив каждого модуля МК

Остались на рассмотрении платы исполнительных устройств и сенсоров.
Представляют себе «усеченный» вариант плат прошлых версий, с которых удален МК с обвесом. Соединение с платой МК будет жгутиками проводов, возможно даже в «экране», если будет необходимо.
На платах оставляем только то, чего нет на плате новой МК, с учетом защит портов и опторазвязки. Вариантов будет множество, специализированных под каждую задачу. В этом посте рассматривать не буду.

Удалил архив с lay. Нашел неточность. Переношу в EasyEDA...

В целом в планах почти все понятно, но вот это

я не вижу смысла пропускать по кабелю 5в.BogAD, 28 Сент. 21, 10:26

а в каждый блок индивидуальный поставитиь понижающий модуль DC/DC на 5в.BogAD, 28 Сент. 21, 10:26

мешает понять, как все-таки планируется организовать питание разной i2c-мелочевки? В частности, датчиков температуры. Неужели к каждой "козявке" (чип в корпусе размером 3х3 мм) нужно будет пристраивать свой DC-DC?

мешает понять, как все-таки планируется организовать питание разной i2c-мелочевки? В частности, датчиков температуры. Неужели к каждой "козявке" (чип в корпусе размером 3х3 мм) нужно будет пристраивать свой DC-DC?OldBean, 28 Сент. 21, 15:34

Если имеешь ввиду датчики Si7051, то я удивлю, но да! DC/DC ставим, но один!
Одним датчиком все равно не обойдемся, а будем соображать типа HUB-I2C на мультиплексоре TCA9548A, там и приставим мини-преобразователь DC/DC, который будет один питать всех зверенышей

У меня все не как принято у людей. Не хватает терпения у меня на прототипирование - сразу платы развожу. Схема в голове, а потом уже по плате рисую схему. Понимаю что не правильный подход...BogAD, 28 Сент. 21, 10:26

Так же поступаю, экономит кучу времени. И если устройство нужно в единичном варианте, к чему лишний труд, для кого схему рисовать. Зачастую очень даже правильный подход )))

Если имеешь ввиду датчики Si7051BogAD, 28 Сент. 21, 16:01

Нет. Si7051 - это слишком специфичный случай. Ставить такие шикарные датчики на куб, контроль температур ТСА или воды охлаждения было бы слегка расточительно. В нижнюю царгу для ПИД-регулировки отбора - пожалуй...

Я имел в виду более бюджетные варианты. В частности LM75A в корпусе TSSOP8. У них 3 адресных бита. Поэтому их можно спокойно вешать на общую шину i2c в любом месте. Ну и не только датчики температуры.

---

Ну хорошо. Я понял. Все равно в последнем сегменте (непосредственно к датчику) питание (+5V) придется вести именно по сигнальному кабелю. Т.е. 1-ю линию RJ-45 (это "обвивка" линии SDA) так или иначе оставляем за 5-ю вольтами.

---

PS
Я все-таки сторонник предварительного макетирования узлов и экспериментирования с моделями. На них все эти вопросы однозначно снимутся. И с организацией питания, и с возможными топологиями i2c-сетей, и c конфигурациями модулей. Это правильней, чем чисто умозрительные построения :)))

Sorry, пропустил.

предлагаю подумать как ее развернуть на разные способы передачи данных, через унификацию команд, получаемых от драйвера/службы .. свет клином на i2c не сошелся, это может быть и 1-wire и uart и даже USB а учитывая копеечную стоимость есп8266/32 можно организовать беспроводный опрос периферии на блютуз/вайфаи и проект может легко перерасти в умный дом.dee, 28 Сент. 21, 09:34

Умный дом, Wi-Fi, ESP и издатели с подписчиками - штуки, конечно, модные и интересные. Но...

1. Дом - система распределенная, а ректификационная установка - локализованная. Т.е., концептуально, установка - это, скорее, бытовой прибор, часть "умного дома", ну - отдельная "интернет-вещь", если хотите. Здесь проводные внутренние интерфейсы дешевле, стабильнее и надежнее. Это - осознанный выбор. А "беспровода" (для дивана и смартфона :))) вполне обеспечит и сама малинка. С доступом к каждому узлу установки, если нужно.

2. У i2c не так-то и много альтернатив. Его достоинства: а) протокол открыт и стандартизован, б) присутствует в большинстве популярных микроконтроллеров и микрокомпьютеров, в) есть линия синхронизации, т.е. он достаточно шустрый, г) на уровне протокола реализована адресация устройств и передача пакетов, т.е. минимизированы "накладные расходы", д) есть недорогие и доступные адаптеры uart/USB-I2C (как для мастеров, так и для подчиненных). Кстати, такое сочетание "плюсов" еще поискать нужно. Из "доступных" и открытых протоколов.

Фактически единственный серьезный недостаток i2c - он сравнительно "короткодействующий". Рассчитан на "внутрисхемное" применение. Но если усилители (типа P82B715) позволят нам добиться полноценной, быстрой и надежной работы i2c шины на расстояниях в пределах метров 10 (т.е. уже в масштабах установки, а не платы), то, для наших задач, i2c будет, пожалуй, вне конкуренции.

3. Ну а что касается протоколов прикладного уровня, то обсуждать и договориться о чем-то конкретном в этих вопросах сложно. Уже же делались неоднократные попытки на данном форуме. Не так просто оказывается выделить и унифицировать базовые задачи (шаги).

>>

Фактически единственный серьезный недостаток i2c - он сравнительно "короткодействующий". Рассчитан на "внутрисхемное" применение.OldBean, 29 Сент. 21, 01:19

Это не совсем так. Кроме внутрисхемного применения (например, smbus на всех материнках) - уже не один десяток лет i2c используется для связи компьютеров с монитором (DDC/CI). Во всех разъемах VGA, DVI и HDMI имеется канал i2c. Вероятно, именно оттуда и родились микросхемы удлинителей i2c.
В инете можно найти примеры, как повесить на этот канал свои i2c устройства. Под Линукс есть ddccontrol, позволяющий и сканировать наличие адресов и читать и писать. Т.е. можно удалить RPi и управлять крейтом системы автоматизации с любого компьютера напрямую через свободный разъем VGA-DVI.

Во всех разъемах VGA, DVI и HDMI имеется канал i2c.sig, 29 Сент. 21, 15:18

Ух ты! Не слышал про такое. Очень интересно! Нужно покопать и посмотреть туда.

Спасибо за информацию!

---

PS
Немножко покопался в Сети и поковырялся на своей домашней рабочей станции (под Ubuntu). И впрямь на материнке обнаружилось аж шесть i2c-шин к двум из которых подключено семь каких-то устройств. Для малинки, конечно, такой подход не очень актуален. У нее есть GPIO. Но такая простая возможность "достать" шину i2c из любого компьютера действительно впечатляет!

---

Вот ссылочка для "затравки", если кого-нибудь заинтересует такой вариант работы:
Доступ к шине I2C через порт VGA
а вот на рисунке показано откуда можно доставать i2c :)))

---

Ну что ж, в качестве резюме можно сказать, что возможность работы с шиной i2c с любого компьютера напрямую (без применения USB-адаптеров) делает шину i2c еще более привлекательной для наших задач. :)))

А чем применение VGA/DVI/HDMI-адаптеров лучше применения USB-адаптеров?
USB с кормушкой, и везде есть..

А чем применение VGA/DVI/HDMI-адаптеров лучше применения USB-адаптеров?makh, 29 Сент. 21, 20:50

Да, в принципе, ничем. Просто раньше не знал, что, оказывается, в любом компьютере, наружу уже выведен ма-а-а-ленький кусочек GPIO виде шинки i2c/SMBus. Теперь вот узнал :)))

---

PS
Знания умножают не только скорбь. Но и радость...

удалил архив с поста. Нашел критическую ошибку - зеркальные контакты в разъёме RJ45
Переношу схему и платы в EasyEDA...

С большим интересом наблюдаю за этой веткой, спасибо всем за свои труды и изыскания. Может пригодиться - PCA9548AD 8-channel I2C-bus switch with reset, PCA9546AD 4-channel I2C-bus switch with reset, PCA9601D I2C-bus buffers.

Всем добрый день. Искал искал в ветке не нашел в итоге - кто нибудь таки пришел к варианту с беспроводными датчиками на колонне? Мне вот эти гирлянды прям не нравятся во всех системах, на странице 42 нашел пару сообщений , но тема дальше не развилась похоже или я не прав ?

гирлянды прям не нравятсяdry198, 06 Окт. 21, 02:08

А батарейки у каждого датчика будут нравится? .)

кто нибудь таки пришел к варианту с беспроводными датчиками на колонне? Мне вот эти гирлянды прям не нравятся во всех системах,dry198, 06 Окт. 21, 02:08

Олег, беспроводные датчики будут актуальны, когда они будут питаться от "беспроводных" линий питания.
Сарказм? Да, но надо понимать, что есть проблема питания. Ни батарейки, ни аккумуляторы не дадут уверенность что они не подведут и не сядут в процессе.
Не стану уточнять, но, думаю, не "герлянда" не нравится, а пучок проводов от датчиков и исполнительных устройств к блоку управления. Прав я? Блок управления должен быть как можно ближе к оператору, а оператор должен (не совсем верное утверждение) быть в горизонтальном на диване, и, в таком положении контролировать процесс. Это какой же пучок проводов будет тянуться к оператору! Согласен с тобой.
Теперь представь, конструкция автоматики позволяет разместить небольшие блоки, которые структурированы и очень близко стоят от датчиков и исполнительных устройств, а силовой блок рядом с ТЭНами куба. Все эти блоки связаны цепью сетевых патчкордов витым кабелем Ethernet категории 5. И питание, и сигнал пойдут по нему.
Да, получится гирлянда, но... это не пучок проводов! В конце гирлянды будет подключен компьютер (малинка или полноценный... на ваш выбор). Если слышал за стандарт T568B, то все будет просто.