Проект из 200-ста тензорезисторов (тензостанция)

Metis
Offline
Зарегистрирован: 23.01.2019

Уважаемые форумчане! Работаю в авиационном институте и появилась следующая задача:

Имеется 200 абсолютно одинаковых тензорезисторов закрепленных в 200-ста точках некой конструкции. Величина электрического сигнала на выходе тензорезистора очень мала (несколько миливольт). 

Задача: в кратчайшие сроки собрать что-то вроде тензометрической станции, но компактной (не покупая дорогие готовые решения, к тому же очень громоздкие, так как большая точность измерений не нужна). Поэтому решил проверить возможность реализации данного проекта через Arduino. 

Для меня (как человека крайне не опытного в работе с Arduino) вырисовается 2 варианта проекта:

1. Каждый тензорезистор подключаю к АЦП HX711, далее шиной I2C подключаю сто HX711 к одному МК и сто к другому МК, между собой оба МК также соединяю шиной I2C.

2. Подключаю по 32 тензорезистора к мультиплексору ADG731 (только один из сигнальных выходов тензорезистора (моста Уитсона)). Второй сигнальный выход этих 32-х тензоризисторов объединяю и подключаю к дифференциальному входу кнала "-", а первые, идущие от ADG731, к дифференциальному входу кнала "+". Далее 7 мультиплексоров и 7 АЦП подключаю к МК.

Вопрос: возможно ли реализовать проект по одному из вариантов? Первый вариант рассматривается, как наиболее простой в программирование (как говорил раньше, я совсем зеленный). Второй вариант проще собирать, но не знаю коректин ли он и сложно ли его программировать. В целом хотелось бы узнать, в каком направлении попытаться проникнутся проектированием с использованием Ардуино, если это возможно.

Спасибо за внимание!

Metis
Offline
Зарегистрирован: 23.01.2019

Блок схема 2-го варианта для наглядностиБлок схема 2-го варианта для наглядности

-NMi-
Offline
Зарегистрирован: 20.08.2018

Metis пишет:

 далее шиной I2C подключаю сто HX711 к одному МК и сто к другому МК, между собой оба МК также соединяю шиной I2C.

Спасибо за внимание!

Я пойду за вискарём... Ибо...ибо нипанятна...

 

sadman41
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2016

Я понял, что два раза по сто. А потом на 711-м появляется I2C...

mixail844
Offline
Зарегистрирован: 30.04.2012

исходя из https://www.digikey.com/product-detail/en/sparkfun-electronics/SEN-13230/1568-1218-ND/5721413 и из 

Цитата:

далее шиной I2C подключаю сто HX711 к одному МК и сто к другому МК

, бюджет минимум 2 * 10 * 100 = $2000 ? 

в  АЦП HX711 24 бита точности , вы уверены что вам нужна такая точность ,учитывая : 

Цитата:

 так как большая точность измерений не нужна

существуют АЦП уже со встреонным мултиплексером,на 16-20-32-64-128-256 каналов 

например https://www.digikey.com/products/en?keywords=DDC2256AZZF , хотя вероятность найти готовый код под ардуино обратно пропорциональна количеству входов :D

asam
asam аватар
Offline
Зарегистрирован: 12.12.2018

Вы бы хоть какие цифры огласили. Например

- Расстояния между датчиками

- Точность измерения

- Частота опроса

- Куда и в каком виде все это должно выдаватьсЯ

- Сроки

- Бюджет (хотя бы порядок)

- Квалификацию электронщика и программиста (ежели такие наличествуют)

- Доп требования

qwone
qwone аватар
Offline
Зарегистрирован: 03.07.2016

asam, по-моему человек нулевее не бывает. Подобный проект тянет приличных денег. Как минимум в стоимость иномарки.Да и срок как минимум полгода группа ничем другим не занимается кроме этого проекта. Там целая простыня требований к условиям работы.

sadman41
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2016

qwone пишет:

Да и срок как минимум полгода группа ничем другим не занимается кроме этого проекта. 

А если три ардуины или МЕГУ?

qwone
qwone аватар
Offline
Зарегистрирован: 03.07.2016

sadman41,а вы прикиньте что запуск испытательной установки это как стоимость полета самолетом. И если у вас показаний вменяемых не будет. То деньги за полет на ветер. Плюс помехи по каналу, плюс поток данных как шлюз раздачи провайдером. Опять же компакность, выдерживание перегрузок и малое потребление. Нет это не моя работа. Просто ребята в соседнем отделе по этой теме работают. 

ПС: В общем туда надо что-то подобное ПЛИС как ядро сведение данных в поток.

ВН
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2016

хм .. и начинается все с того, а что за класс питания дожен быть у всей этой хреновины и какие температурные диаппазоны.

qwone
qwone аватар
Offline
Зарегистрирован: 03.07.2016

Ну не скажу по ТС. Но у нас тензодатчики стоят на жаровых трубах и лопатках. А это температуры выше 800 градусов. А что бы электроника не навернулась , то ее обдувают воздухом. Питание,да какое угодно какое сможешь передать безконтактным путем. Раньше были ртутные токосьемники. Вот по ним и питание и поток данных и управление откуда этот поток посылать.

Metis
Offline
Зарегистрирован: 23.01.2019

Большое спасибо за ответы!

Задание на проект такое:

1. 200 измерительных точек - наличие/отсутствие деформации, с условной разбивкой на: а) отсутствует; б) слабая деформация; в) средняя; г) сильная.

2. Расположение тензорезисторов на конструкции в виде прямоугольной "сетки" с растоянием м/д соседними в 50 мм и по вертикали и по горизонтали. Габариты "сетки" выходят примерно 400*1300 мм. Блок упрвления непосредственно рядом с "сеткой" (не более 50 мм от нее).

3. Частота опроса - раз в 60 мин сбор данных со всей "Сетки"

4. Далее данные передаются на ПК.

5. Срок 2 месяца

6. Бюджет не более 200 000 рублей на железо.

7. Высококвалифицированный электронщик есть. Программу думал заказать у кого нибудь на форуме.

Хотел понять возможность реализации данного проекта на базе Ардуино. 

Metis
Offline
Зарегистрирован: 23.01.2019

Питание от батареи, и проблема в том, что блок питания и управления не должен превышать в толщину 20 мм, по площади блока ограничений нет.

По совету поискал многоканальные АЦП: LTC2499 на I2C и MAX11128 на SPI. Оба 16-ти канальные. То есть 12 таких АЦП на Arduino, питание от литиевой батареи и еще подключить LPWAN. Стоит рассмотреть такой вариант подробнее?

sadman41
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2016

Два месяца, говорите... Оптимистично.

ВН
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2016

за 2 месяца на отработанных модулях вполне реально, а с нуля .... надо идти минимум двумя путями сразу,чтобы на выходе может что-то и получить. 

Сколько времени у вас займет изготовление плат? Разработать, развести, изготовить,  закупить комплектацию, собрать, настроить .... 2м очень жестко. 

asam
asam аватар
Offline
Зарегистрирован: 12.12.2018

Metis пишет:

Питание от батареи, и проблема в том, что блок питания и управления не должен превышать в толщину 20 мм, по площади блока ограничений нет.

Так, выплывают новые требования. Огласите весь список, пожалуйста.

 

ВН
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2016

песчаный карьер ...

sadman41
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2016

ВН пишет:

песчаный карьер ...

В Бразилии... где много диких обезъян. Вы вот пишете, что в 2 месяца можно уложиться. А то, что ТС у HX711 I2C нашёл - заметили? Сдаётся мне, что тут и полугодом не сдать.

ВН
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2016

Metis пишет:
7. Высококвалифицированный электронщик есть. Программу думал заказать у кого нибудь на форуме.

я так надеюсь, что это он не о себе писал