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24/08/2015 #1


Buscando circuitos integrados a las necesidades
Hola!

Estoy intentando averiguar si existe este tipo de circuito integrado. Necesitaría uno que tuviera de 8 a 32 (o más) entradas analógicas (on-off), las cuales se pudieran accionar indiferentemente, desde ninguna hasta todas a la vez. En realidad necesito un total de 150 entradas individuales analógicas on-off, que se convierta en digital y luego volverlo a convertir en analógico, del tal manera que debería utilizar varios circuitos integrados.

Me gustaría que fuera lo más simple posible, de tal manera que no hubiera que programar nada.
Un ejemplo que se me ha ocurrido y no sé si existe sería el siguiente: Un micro de 8 o 16 entradas, el cual cada entrada analógica sea uno de los números binarios. Es decir, si tenemos A, B, C, D, E, F, G, H y utilizamos un sistema de 8 bits, y A, D, H estuvieran activados, que enviara la señal 10010001. Luego en el otro lado del cable un conversor D-A transformara la señal 10010001 en A, D, H a 24VDC. ¿Me explico? Cabe decir que la tirada de cable sería de unos 5 a 8 metros y que cuantos menos cables, mejor.

Luego me pregunto si podría poner el mismo sistema A-D con tal de reunir todos los 150 resultados en uno solo con el mismo principio. Si tengo un micro que me envía 10010001 y otro 00110010 pueda reunirlos (junto seguramente a más) a otro micro con tal de tener una salida digital única.

Supongo que para la reconversión de la señal D-A a 24V necesitaré algunos relés de estado sólido o similar. Alguna sugerencia?

Lo más importante es que este proceso sea lo más rápido posible, sería indeseable un delay por pequeño que fuera, un máximo de 4ms. También es importante que pueda durar muchos años y décadas.

En resumen:

150 interruptores -> conversión digital -> cableado 5-8m, -> conversión analógica a 24VDC-> 150 dispositivos, cada uno de ellos un consumo de 0,1 A (24V).

¿Alguien me podría echar una mano?

Muchísimas gracias!!!
Saludos
24/08/2015 #2

Avatar de TRILO-BYTE

creo que quieres leer varios suitches on /off y y a la salida reles

muchas entradas muchas salidas 1 micro

muy facil CD4021 y 74HC595 tan tan..

lo demas es electronica
25/08/2015 #3


He hecho este esquema con los componentes que me has indicado. Debo decir que mis conocimientos y experiencias en este campo son casi nulos. Hoy he realizado mi primer diseño de circuito en proteus. Me podrías hojear si he cometido algún error? en el modo simulación no funciona el circuito. Adjunto un pdf con el mismo. Está mal encuadrado pero se entiende. Se me ha cerrado el programa mientras intentaba encuadrarlo en la hoja. Parece que los pines 9 y 10 no envían ninguna señal....


Gracias!
Archivos Adjuntos
Tipo de Archivo: pdf New Project.PDF (215,5 KB (Kilobytes), 13 visitas)
26/08/2015 #4

Avatar de TRILO-BYTE



fatal fatal lo que hace el NO investigar

lo que tienes que hacer es darle una señal de reloj

esos circuitos necesitan 1 pulso por cada bit es decir tenemos 8 bits necesitamos 8 pulsos

aparte de los 8 pulsos necesitas 1 latch es decir para que el circuito funcione necesitas mantener en 0 el latch los 8 pulsos de reloj
cuando acaben los 8 pulsos de reloj se pone el latch en 1

es decir

lach =0

8 clock para leer los 8 bits

latch =1

nada mas
26/08/2015 #5


Hola organistico

Estudiaste las hojas de datos de esos IC’s (4021 & 74HC595) ? ?

Esos circuitos con Shift Registers, no creo que sirvan Para tu proyecto.

Más o menos funcionan así:
4021.
8 entradas de datos DIGITALES en paralelo, desde Do hasta D7.
Una entrada de datos DIGITALES en seria SIN (Serial INput).
Con la entrada de control P/S’ le decimos que se carguen los datos en los registros internos. Nivel alto = P.
Luego con un nivel bajo = S’ le decimos que desplace(Shift) los datos y los muestre en sus salidas Q’s en cada transición positiva de pulso aplicado a su entrada CLK.

74HC595:
Tiene 2 entradas Clock: SH_CP (Shift_ClockPulse) y ST_CP (Storage_ClockPulse).
Por su entrada DS (Data Serial) se ‘meten’ los datos DIGITALES en seria.
Se ‘mete’ un dato en DS, uno o cero, se aplica un pulso, de transición positiva (0, 1, 0) a su entrada SH_CP.
Cuando se repite la acción anterior por 8 veces ya tienes llenos los registros internos,
Le aplicas un pulso de transición positiva (0, 1, 0) a su entrada ST_CP y los datos aparecen en sus saidas Q.
Siempre y cuando su entrada MR’ sea nivel alto. Con esta entrada se borran los rgistros internos.
La entrada OE (Output Enable) pone todas las salidas Q’s en su tercer estado, abierto.

Si quieres puedes bajar las hojas de datos de estos IC’s de este enlace:
http://www.alldatasheet.com/

busca las hojas de datos del 4066, creo que este te serviría mejor.

Según entiendo, por lo descrito en tu mensaje original, quieres un circuito que tenga varias entradas análogas seleccionables, que las convierta a digitales para que lleguen a un sistema digital, tambien seleccionable el canal y sean convertidas a análogas de nuevo.

saludos
a sus ordenes
26/08/2015 #6

Avatar de Scooter

Sería mejor que aclarases detalles de lo que pretendes, porque me parece que estamos dando palos de ciego:

Un bus I²C o SPI solo vale para unos 20cm en condiciones favorables. En 20cm se ahorra poco cable.
Si buscas hacer una transmisión mas larga para ahorrar cable no valen.
Si necesitas 150 señales analógicas puede que necesites mucho, pero que mucho ancho de banda si quieres precisión y velocidad, si no necesitas ni precisión ni velocidad es otra cosa.
26/08/2015 #7

Avatar de chclau

A mi lo que me parece es que el muchacho quiere enviar el estado de 150 interruptores, o sea que la señal original de por si no es analogica.

Pero, aunque parece algo simple, no lo es, sobre todo por el hecho de codificarlo y enviarlo a una distancia de varios metros.

No es una de esas cosas para preguntar aca, hagamelon muchachos, sin tener ninguna base, porque asi sera el resultado. Algo que anda mas o menos. Mas menos que mas. Y me parece que enviar 150 interruptores de una consola a otra parte a una distancia de varios metros, no es para que ande mas o menos, que a veces quieran prender una luz y en su lugar se apague un ventilador.

Y ni hablar cuando alguien encienda un fluorescente y se apaguen todos los equipos controlados por la consola.
26/08/2015 #8


Vamos a ver.

No soy ni estudiante ni profesional de ello. Mi trabajo real lo desempeño con total profesionalidad el cual no tiene nada que ver ni com la industria, esto de la electrónica es un divertimento que me ha salido hace poco. Me gustaría entenderlo tanto o mejor que vosotros. Estas experiencias me harán entender mejor cómo funcionan las cosas. Simplemente quiero divertirme en mi 'garaje'. Así que tened paciencia conmigo y estaré eternamente agradecido.

Entonces:

El proyecto consiste en que tengo una consola con 150 interruptores en un lado y em el otro 150 relés que activan unos 300 electroimanes. La fuente de alimentación es de 24V para toda la instalación, desde los interruptores, pasando por los relés hasta los electroimanes. La fuente tieme 100A. Esto es lo que tego hasta ahora.

Ahora lo que quiero es eliminar los 150 cables de 10 metros que van de una parte a otra a unos pocos, donde en un lado haya un sistema que recoja Ia formacion de los interruptores (que pueden dejar de ser de 24V a un interruptor digital, que estarían a 1m del circuito principal), se conviertan en digital, en el otro lado del circuito (10m) se reconvierta y active el relé correspondiente.
En resumen es eliminar estos 150 cables a unos pocos con un sistema electrónico.

Muchas gracias por la ayuda que podáis ofrecerme
Un saludo
26/08/2015 #9

Avatar de Scooter

No es por echar leña al fuego; es encomiable que quieras aprender, y no cuestionamos tu valía personal, pero tu proyecto no es trivial y siguen faltando datos.
Es como si yo me apunto a un foro de neurocirujanos y digo "Soy el mejor electrónico de España, medicina ni se pero quiero aprender. Tengo a mi hermano y un bisturí, ¿como lo opero de tiroides?". Si pregunto por poner tiritas o incluso un punto como mucho sería más razonable.

Es importante explicarlo todo. Aún falta bastante, pero menos.
Para empezar todo lo que has contado es digital. Así que la palabra analógico ya la puedes olvidar en este proyecto.
Para 10m no puedes usar I²C ni SPI ni ningún integrado sin más.
Podrías usar un RS232 pero dependiendo de si el ambiente es ruidoso o no podría no ir. Por lo que nombras de 100A no parece un juguete. Para asegurarte RS422, RS485 o bucle de corriente o algo así.
Si los interruptores son manuales entiendo que la frecuencia a la que se pueden activar es baja. Si son finales de carrera o sensores de movimiento o posición deberías de aclararlo.
Si lo que mueves es peligroso o 'decorativo' también es muy muy muy importante y no lo has dicho, no es lo mismo que una luz de un árbol de navidad no haga lo que tiene que hacer que una prensa de 10Tn haga lo que le parezca. Esto también lo deberías de aclarar.
10m son bastantes como para tener que poner dos sistemas inteligentes que se comuniquen, pidan reenvío, paren la máquina si falla la comunicación etc. Un sistema 'tonto' a base de registros de desplazamiento no me parece bastante confiable para 10m y 150señales.
Por lo que dices de 100A no son pocos W ni señales pequeñas "de juguete"

Aún siguen faltando detalles, creo que deberías de clarificar más.

Con lo que se yo pondría dos arduinos o similares, uno de ellos con un registro de desplazamiento para ampliar entradas, eso significan unos 19 integrados de 8 bits de carga paralelo. Y otro al revés con 19 registros de carga serie y salida paralelo.
Comunicados entre si por RS232 o 485 o...
Y luego vienen el control de los relés, chispas, fuentes de alimentación, ruidos, chispas... Lo que viene siendo el mundo real.
Lo veo posible pero en absoluto sencillo y rápido ni para un experto.

Sin ánimo de molestar me parece demasiado proyecto para un novato.
Luego considera la responsabilidad legal de lo que montes, si la máquina falla por avería o mal diseño y es peligrosa etc.

Me parece más indicado usar un PLc o varios en red. Y aún así tampoco es sencillo.
26/08/2015 #10

Avatar de chclau

Si realmente lo quieres hacer y que funcione sin problema te diria que busques como dijo Scooter, sobre PLC. Hoy son relativamente economicos pero la limitacion sigue siendo la cantidad enorme de señales que quieres enviar, 150...

Otra alternativa mas economica aun a los PLC son sistemas que reciben el nombre de Remote I/O. Busca por ese nombre clave. Podrias comenzar modestamente, por dos unidades de Remote I/O de 16 E/S (entradas/salidas) y ver si lo vas ampliando en forma gradual y tomando confianza en el proceso.

Por ejemplo, si le tomas mano, puedes hacer truquitos tales como multiplexar el sensado de los interruptores, formando una matriz de, por ejemplo, 8 entradas y 8 salidas se puede escanear el estado de 64 interruptores. Pero depende como ya te dijo Scooter, de la naturaleza de las señales que quieres enviar, si son relativamente estaticas o varian mas rapidamente.


Hay varias razones por las que se usa 24V en sistemas de control industrial, y una de ellas, muy importante, es su inmunidad al ruido. Los sistemas digitales basados en compuertas o microprocesadores generalmente no trabajan a esas tensiones tan altas, usan 5V y en general en estos dias ni siquiera eso, 3.3V o menos.

El mundo real esta lleno de ruidos, fuertes ondas electromagneticas y otros tipos de interferencias que habras oido mas de una vez de tu celular al monitor de la PC, o como el arranque de la heladera produce un bajon perceptible en la intensidad de una luz cercana.

Esas interferencias destrozaran la informacion que envies a traves de tantos metros de cable a menos que tengas una interfaz robusta y un protocolo robusto con deteccion y correccion de errores.

Sin todo eso te parecera que funciona pero de vez en cuando o no tan de vez en cuando tendras fallas que te volveran loco, tanto por interferencias externas como por interferencias entre señales de los cables si no sabes lo que estas haciendo, o por señales que despues de atravesar tantos metros llegan al otro extremo irreconocibles, o de una forma tal que confunden al receptor.
26/08/2015 #11


Bueno, no tiene ninguna salida comercial este proyecto, por lo que no habrá ninguna responsabilidad legal. Tampoco puedes comparar la medicina a la electrónica, donde si quiero puedo hechar chispas y quemar mi casa mientras que con una persona no lo podría hacer. Igualmente, podría preguntar en un foro de cirugía como hacerlo, por gusto, aunque sería descabellado quererlo hacer. Tampoco he dicho que vaya a realizarlo. Si realmente es tan complejo como decís, seré el primero en no continuar con mi proyecto y lo dejaré como está.

Siento no haber sido más claro desde el principio. Al principio buscaba unos simples integrados A-D y D-A porque pensaba que entendía algo, pero veo que es más complicado. Igualmente os explico las características tanto como pueda.


-Parto de que tengo unos contactos de los años 60, que por supuesto on-off. Debo utilizar estos y no pueden ser reemplazados. Son aproximadamente 150. En el fondo son dos piezas de metal que se juntan.
-Estos contactos accionan directamente entre 1 y 7 electroimanes (60's) de un consumo aproximado a la alza de de 0'15A. En total hay 260.
- Luego hay otros electroimanes que activan sólo 1, pero consumen aprox 0.40A, que actúan como relés de 60 salidas para elegir qué electroimanes se activan. Mi idea es sustituir éstos por relés nuevos, de estado sólido. Su consumo máximo de salida al alza sería de 10A, aunque nunca llegará a este total: su máximo en uso normal sería de 2A.
-La fuente de alimentación es común a toda la instalación. Tiene 10 años. Es de 24V, 100A y alimenta a toda la instalación
-Entre los contactos y los electroimanes hay un máximo de 10m.
- Por estos cables pasa, como ya he dicho una corriente de 24V. El amperaje mínimo que pasa es de 0'15A y el máximo de 1'05A.
- Los electroimanes deben hacer exactamente lo que hace cada interruptor (manuales), tanto en duración como en precisión, delay máximo de 5ms.

He realizado un croquis a pequeña escala de lo que tengo ahora mismo. Son en realidad unos 140 pulsadores y 8 interruptores, pero simplemente es para que os hagáis una idea. De lo que se trata es de eliminar todos estos 150 cables, que ahora mismo funciona bien (y no da problemas) y poder convertirlo en un sistema de transmisión digital. En el circuito que adjunto solo hay 12 pulsadores y 4 interruptores. En el dibujo aparecen bombillas, pero son electroimanes.

Sé sobre los ruidos, he visto cosas muy curiosas, sobretodo con técnicos de sonido que se quedan impotentes a situaciones de mucho ruido. Lo que no pensaba (ni lo tenía en cuenta) es que afectara en este caso. Si no veis posible nada que sea práctico, funcional y a prueba de interferencias magnéticas, lo dejaré como está.
Archivos Adjuntos
Tipo de Archivo: pdf esquema (ejemplo).pdf (188,9 KB (Kilobytes), 6 visitas)
26/08/2015 #12

Avatar de aguevara

La forma mas simple seria con algun elemento programable.
1. escaneas las entradas y determinas el valor.
2. haces la conversion y la envias al canal adecuado.
Pero como te comentaron 150 es un numero grande...muy grande.
Respuesta
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