Eu tenho 8 termistores e devo garantir que cada um deles esteja dentro de uma janela de temperatura. Todos eles têm a mesma janela e eu não me importo com quais ou quantos estão dentro do intervalo válido, só preciso saber se todos estão dentro da (mesma) janela ou não. Essa é uma solução apenas de hardware, portanto, o seqüenciamento de software das leituras do ADC está fora de questão.
Minha melhor solução atualmente é usar um monte de CIs comparadores e implementar um comparador de janelas separado para cada termistor. Para otimizar a solução, posso usar vários comparadores quádruplos, cada um com uma saída de dreno aberto, para que eu possa conectá-los todos. Ainda assim, em essência, é o mesmo circuito. As tensões de referência / trigger que eu posso fazer uma vez, armazenam em buffer e depois fornecem a todos os comparadores.
Eu me sinto estúpido por simplesmente jogar um monte de comparadores no problema. Não tenho certeza se não há uma maneira melhor, estou tentando otimizar o espaço da placa. Existe alguma maneira criativa que você conhece? Por exemplo, selecione tensões mínimas / máximas de todos os termistores e use um comparador de janela única (EDIT: dois comparadores ofc), que o IMHO levaria a uma solução maior e, portanto, não é uma boa resposta, apenas mencionei isso como inspiração.
EDIT: Eu sei que uma solução baseada em software seria a melhor. Foi por isso que mencionei isso logo no início e no início para impedir que todos o sugerissem. A razão pela qual o problema é definido dessa maneira é porque este é um circuito de segurança, e as especificações exigem que eu implemente uma solução somente de hardware, além de um monitor de software. Portanto, a solução baseada em software já está lá, "apenas" preciso encontrar a melhor maneira de implementar a baseada em hardware.
fonte
Respostas:
Um comparador de janelas, um contador de 3 bits e um mux analógico 8: 1 para conectar um termistor ao comparador.
Se tudo que você precisa saber é que tudo está bem; são 3 fichas, trabalho feito. (74HC163, 74HC4051, comparador, mais algo como um 555 para cronometrar).
Como Andy diz, o MUX (por exemplo, 74HC4051) possui uma resistência ON relativamente baixa, de modo que cada termistor se conecta a uma entrada analógica e um resistor isolado do outro lado fornece um divisor de tensão. Se todos os termistores estiverem conectados ao GND, o resistor passará para 5V.
simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab
Se você precisar gravar / exibir QUAIS estão fora das especificações, comece a adicionar circuitos como um decodificador de 3 a 8 linhas (mais um IC, 74HC138) para acionar oito LEDs; os culpados se revezam piscando.
Se você precisar de mais do que isso, vá para o MCU e o software.
fonte
Acho que a resposta não-SW de Brian é a melhor, mas aqui está uma solução puramente analógica. Use um circuito que escolha inerentemente a entrada de tensão mais alta (entre várias) e a coloque na saída. O mesmo vale para a tensão mais baixa.
Considere o retificador de precisão: -
Produz uma tensão de saída que segue a tensão de entrada ao longo de sua faixa positiva. Agora considere o que acontece quando você tem duas entradas como esta: -
Qualquer que seja o V1 e V2 mais alto, vencerá a batalha para conduzir a linha de saída. Pise e repita para 8 entradas e faça o mesmo com diodos conectados reversos e você terá uma solução que gera duas tensões de saída que representam os níveis mais alto e mais baixo de várias fontes de tensão diferentes.
Não sou 100%, mas acho que você pode reutilizar os amplificadores operacionais para as tensões mais baixas. Talvez eu esteja errado nisso?
Em seguida, use comparadores nas duas linhas para determinar se um dos oito pode estar fora do intervalo.
fonte
Sugestões para melhorar as soluções multiplexadas para uso como circuito de segurança: Tenha uma das entradas do multiplexador predefinidas para uma entrada conhecida fora da janela de segurança (ou até duas entradas, uma abaixo da acima). Verifique se há uma resposta "fora da janela" do comparador quando as entradas relevantes forem selecionadas no multiplexador.
É melhor dirigir o multiplexador com um contador (síncrono é o melhor) que possui um pouco mais de resolução do que você precisa (e tem o clock duas vezes mais rápido): O contador menos significativo produz um ótimo sinal de disparo para que você possa carregar o estado do comparador no um flip-flop D ativado por borda depois de ter tempo suficiente para se estabelecer - e esse sinal de trigger também pode ser controlado com segurança pela lógica, dependendo do estado do contador, para flip-flops D diferentes (por exemplo, um para cada termistor, ou um para os termistores e outro para o self) canais de teste que sugeri acima).
Para ser ainda mais seguro, duplique todo o circuito. Embora os termistores e as entradas associadas ainda sejam teoricamente um único ponto de falha, o fato de você estar usando um comparador de janelas deve impedir que um curto ou aberto completo em um termopar seja mal interpretado como um falso OK (viés de acordo).
fonte
Aqui está um IC comparador de janela de 6 x e aqui está um IC comparador de janela Quad .
No 8, infelizmente.
Você pode atender a essa necessidade com comparadores de quatro drenos abertos quadrados LM339 de quatro vezes.
Podem ser
adquiridos em QFN de 1,7 mm x 1,7 mm (3 mm x 3 mm, incluindo pastilhas)
ou TSSOP de 6,4 x 5 mm
Folha de dados aqui
Você também precisaria de tensões de referência na janela superior e inferior (3 resistores) e uma única saída de saída.
fonte
U2 + será máximo (entradas) - queda do diodo.
U1- será mínimo (entradas) + queda de diodo.
R3,4,5 define limites. Se muito baixo em qualquer entrada, U1- cai abaixo do limite em U1 +, U1out aumenta. Se muito alto em qualquer entrada, U2 + sobe acima do limite. U2out vai alto.
Não sabe ao certo o que você deseja fazer quando ocorrer uma dessas condições, mas lembre-se de dirigir um transistor / FET / SCR.
fonte
Você pode comprar CIs comparadores de janelas para economizar espaço na placa. Por exemplo, TPS3700 , LTC1042 , LMV7231 (hex) ou MAX969 (quad).
fonte
A solução óbvia é usar um microcontrolador com pelo menos 8 entradas A / D. O resto é firmware.
Mesmo um micro lento pode acompanhar 8 termistores. Você pode criar trivialmente um sistema que responda em menos de um milissegundo, por exemplo. Isso deve ser muito mais rápido que o tempo de resposta dos termistores e ser instantaneamente eficaz.
Você diz que a sequência de leituras A / D está "fora de questão", mas não justificou esse requisito arbitrário. Um pequeno microcontrolador ocupa menos espaço na placa do que muitos comparadores. Como otimizar o espaço do quadro é o principal objetivo, é algo que você precisa explorar seriamente.
fonte