Улучшение лестничного аттенюатора

[rad54]

...или это линейный переключатель?

Да, был линейный, одним герконом. Управление было без контролера, ручное.

Если касаться вопроса использования промежуточного состояния для компенсации резкого изменения выходного сопротивления, то этот вариант был бы успешен, если бы "вес" звеньев не отличался настолько сильно.

Действительно, сейчас сам прикинул. Для лестничного РГ отличия на промежутке слишком большие получаются. И по уровню 15 дБ и по току бросок на максимум. Не учел я специфики структуры.

[Евгений Михеев]

Сюда можно сразу кидать идеи касаемо непосредственно платы?

[poty]

Давайте создадим ветку по конструкции, и в ней будем всё обсуждать.

[goldmen8]

...но у нее есть одно слабое место - сдвиговому регистру не хватает мощи, чтобы переключить все реле одновременно. 6 штук одновременно - пожалуйста, а вот 7 для него уже перебор.

Ян, у меня сразу вопрос: каким образом переключаются все реле одновременно, когда одни должны "выключится" а другие "включится"?
Как минимум нужно подавать последовательно две команды.

Возникает вопрос, а зачем вообще переключать все реле одновременно?

Даже если взять к примеру всего два реле, мы не всегда сможем переключить одновременно.
Начальное состояние: оба реле выключены. ... имеем возможность переключить любое из них или оба одновременно.
Вторе состояние: первое реле "включено" второе "выключено". ... необходимо переключить оба реле, поменять их состояние для первого реле переключится с "вкл" на "выкл" (второе реле наоборот). не получается ... мы не можем иметь на общем проводе "Кcom" одновременно "+" и "-" питания.

И раз принято решение применять поляризованные реле, то стоит позаботится о переводе регистра "595" (вывод OE) высокоимпедансное состояние. Чтобы не жечь зря эл.энергию.

[goldmen8]

Все остальные комбинации работают успешно.

В моей голове не укладывается.
Как можно управлять (пускай двумя поляризованными реле) одновременно по трём проводам (один провод общий)?

[poty]

Александр, Ян рассматривает редкий случай, когда, например, все реле выключены (максимальная громкость) и потребуется включить Mute (включить все реле) и потом вернуть обратно. Все промежуточные варианты, конечно, предусматривают двух, а то и трёхходовку, но по логике: ход - включение, ход - выключение. Если потребуется включить или выключить все реле, то будет тоже двухходовка, но этап включения ИЛИ выключения будет состоять из двух ходов. Понятно, что для пользователя это незаметно (так Ян и сказал), но программист-то знает, что логика в этом нарушена.
Второй момент - разгрузка пинов самой 505-ой с помощью дополнительного пути протекания тока (если я правильно понял).

Пусть меня снова не поймут, но я бы заменил и 595-ую, и всё остальное на самый дешёвый процессор, имеющий нужное количество выходов. Логика переключения была бы на совести этого процессора, а центральный процессор передавал бы только значение, которое нужно выставить. С моей точки зрения - гораздо более элегантное решение.

[poty]

Ну, скажем, большой разницы передавать последовательный сигнал 595-ой или процессору - нет, т.е., основная плата схемотехнически не изменится вовсе. Прошивка - да, изменится кардинально.

[goldmen8]

+ Спасибо, Владислав, подтвердил моё "не понимание": одной "командой" (одновременно) переключить реле из разных состояний на противоположное невозможно.
Снимаю шляпу.

HI.gif (2.81 КБ) 7983 просмотра

И мне очень нравится идея замены 595-й на процессор. Можно в посылаемый код "адрес устройства" вмонтировать.
С "головного" процессора посылаешь сигнал кода для реле, а ведущий уже "дёргает ногами" как ему скомандовано, "подергал" и вернулся в высокоимпедансное состояние (когда на реле не подаётся ни какого напряжения).
Ещё раз +

Пусть меня снова не поймут, но я бы заменил и 595-ую, и всё остальное на самый дешёвый процессор, имеющий нужное количество выходов.

[poty]

Ян, я посмотрел, что из себя представляют 74AC14 - те, что я посмотрел, держат

out DC Output Sink/Source Current, per Pin ±50 mA
ICC DC VCC or GND Current per Output Pin ±50 mA

Мне кажется, это даже меньше, чем 595-ая:

IO output current pins Qn - 35 mA
ICC supply current - 70 mA
IGND ground current 70 - mA

Триггеры Шмидта имеют и одиночное исполнение. Кроме того, в данном случае, можно применить и простой элемент НЕ.

[goldmen8]

... я остановил свой выбор на реле FTR-B4CB4.5Z... 4.5В, 203 Ом

Судя по таблице из datasheet реле потребляет 17 мА, а у вас их будет 7шт (реле) (7*17=119).
для одного выхода (вывода микросхемы) будет многовато.
Для 74AC14: - out DC Output Sink/Source Current, per Pin ±50 mA

Выводы (выходы) у 74AC14 соединять параллельно? ... или может повторитель на транзисторах соорудить?

[goldmen8]

тем не менее - это работает!

Ну как то очень не предсказуемо. ... я бы сказал на тоненького "вдруг и пролезет"

Все же это не статический режим, а импульсный. Время импульса на переключение реле порядка 5-10 мс.

А между импульсами в каком состоянии остаются выхода у 595-й?
Каким методом прекращается воздействие микросхемы на реле?
Чем прерывается импульс воздействия?
Куда девается статический режим?

... сколько много вопросов понаписал.

Ян, Вы используете три пина сдвигового регистра 74HC595
-Pin 11 (SRCLK) «синхронизирующй пин»
-Pin 12 (RCLK) «пин защелка»
-Pin 14 (SER) «пин данных»
... данные с контроллера получены, записаны и выданы на выхода. И там остаются без изменения до следующей процедуры "получения-выдачи".

Или опять, я где-то что-то упускаю (недопонимаю).

Отправлено спустя 47 минут 13 секунд:
Сходил чай попил и додумал...

Выводы (выходы) у 74AC14 соединять параллельно?

это может создать проблем больше, чем мы имеем сейчас за счет появления сквозных токов при неодновременном переключении инверторов.

... разделить реле группами по два (по три) и каждую группу на свой выход 74AC14, входа микросхемы в параллель.
Такое соединение тоже может считаться параллельным?

[poty]

Я не нашёл параметра 200мА.

[goldmen8]

Ян, мы друг друга не понимаем.
Попробую спросить ещё раз.

Пока мы не крутим ручку энкодера, все выходы 74HC595 находятся в логическом нуле, все реле обесточены.

У Вас 74HC595 всегда находится в каком-то логическом состоянии.
Покрутили энкодер >> записали данные в регистр >> защелкнули и выдали на выхода >> ...здесь должно быть действие по снятию всех напряжений с реле а чем?

...третья посылка снимает все питающее напряжение с обмоток реле.

Имею огромное желание посмотреть на "третью посылку", каким образом она снимает "все питающее напряжение с обмоток реле", при использовании трёх пинов сдвигового регистра 74HC595 (SRCLK, RCLK и SER)
... каким образом она снимает "все питающее напряжение с обмоток реле".

И как видите, контроллер успешно переключает группу из 7 реле и нет на это ни жалоб ни отказов.

У Волобуева (Никитина) всеми реле аттенюатора управляет сам контролер на прямую.
И не факт что он "рулит" всеми реле за один такт программы, наверняка управление реле "разделено" на несколько тактов (три или больше).

... на будущее я уже запланировал работу по UART от отдельного МК.

+

[goldmen8]

+
Больше плюсика не получается!!!
Стало всё на свои места!!!
НЕ всё так просто, попытаюсь обмозговать на сколько шагов программного кода выйдет "простая процедура" изменения состояния одного реле. Нужно чтоб дошло...
Пойду голову ломать.

dash1.gif (17.26 КБ) 8826 просмотров

[goldmen8]

И так, попил чаЁк... обмозговал, попытаюсь объяснить что у меня получилось.

Если ориентироваться на нагрузочную способность выводов 74HC595 IO output current pins Qn - 35 mA, то мы не можем управлять более чем двумя реле одновременно.
Я разделил реле по управлению на три группы по два реле.

Неважно в каком состоянии находятся реле (допустим мы не знаем или забыли в каком состоянии сейчас находятся реле, например после включения):
... получаем команду на обработку (на изменение) состояния реле.
1 - команда "выключить 1-ю группу реле" + задержка на выполнение команды (1ms)
2 - команда "выключить 2-ю группу реле" + задержка на выполнение команды (1ms)
3 - команда "выключить 3-ю группу реле" + задержка на выполнение команды (1ms)
4 - команда "включить реле согласно нового кода" (1-ю группу реле) + задержка на выполнение команды (1ms)
5 - команда "включить реле согласно нового кода" (2-ю группу реле)+ задержка на выполнение команды (1ms)
6 - команда "включить реле согласно нового кода" (3-ю группу реле)+ задержка на выполнение команды (1ms)
7 - команда "выключить подачу напряжения с реле"
Каждая команда (выключить и включить) выполняется за 10 циклов (тактов процессора). При частоте процессора 8МГц длительность 1 такта = 0.000125 ms.
Задержка на выполнение команды = 1ms (как я понял из Datasheet на реле)

У меня получилось достаточно много времени на обработку всей (неизвестной) процедуры переключения. Это максимально продолжительная операция. Следующие операции переключения будут короче, если не нужно изменять состояния реле в "группе" то обработка (команды "выключения" и "включения") исключаются из "цикла обработки". Наибольший тормоз - это задержки на реакцию реле.

Всё ли я правильно понял?

Отправлено спустя 1 минуту 56 секунд:
Ух... пока писал сообщение добавилось ещё,
Опять не стало "жалобы" на то что появилось новое сообщение.

Отправлено спустя 5 минут 41 секунду:

Александр, может быть Вам пригодится.

Пригодилось бы, если добавить файл (Attenuator_1.02.ino.elf')... а то протеус жалуется
Could not open ELF file 'C:\Users\user\AppData\Local\Temp\buildd7e37551c795cfc98167a61c0bbf8998.tmp/Attenuator_1.02.ino.elf'. [SIM1]

[goldmen8]

Не знаю, как объяснить...

Вкратце:
- для неполяризованных реле вся процедура переключения выполняется за одну команду, + требуются дополнительные ключи- повторители;
- для поляризованных реле - требуется до семи команд, зато прямое управление с выводов 74HC595-й

[goldmen8]

Зачем Вы это считаете...

Наверное от безделья ...

[poty]

Александр, для каждой операции может потребоваться несколько итераций.
Например, как делает Ян (предполагаем, что реле подключено клеммой set к индивидуальным выходам 595-ой (0-6), клеммой reset - к общей шине и выходу 7):
1. Устанавливает выходы 0-6 в высокий уровень. Выход 7 - в низкий. Ждёт 6мс (3мс - максимальное время переключения реле, для надёжности время увеличено вдвое). За это время все реле включатся (на set поданы условные 5В, на reset подан 0).
2. Устанавливает выходы 595 для реле, которые нужно выключить, в 0, остальные выходы, включая выход 7 - в 1. На реле, которые нужно выключить оказывается 5В на reset, 0 - на set, они начинают переключаться в выключенное состояние. На остальных реле - 5В на set и 5В на reset, т.е. на обмотке получается =0, реле остаются в том же состоянии. Ждём 6 мс до переключения нужных реле.
3. Устанавливает все выходы 595 в 0. На всех реле на set получается 0, на reset (выход 7) получается 0, на обмотках = 0, реле не меняют своего состояния.
4. stop
Т.о., если делить реле на группы, то, фактически, это нужно делать на шаге 2 (переключать реле группами, т.е., из одного шага получается 4). Только и всего.

[goldmen8]

Владислав, я понял принцип действия по переключению (управлению) реле. Ян объяснил, ... даже до меня дошло, пускай не сразу.
Спасибо за разъяснения!!!

Почему я взял 1мс а не 4.
На графике, который показал Ян, меня смутило, что "Nominal voltage" на графике начинается с 80% и надпись "Set/reset". Написано как соотношение одного на другое.
Я понял этот график, что время срабатывания увеличивается с уменьшением "Nominal voltage", и при показателе менее 57% время срабатывания уходит в бесконечность. Наверное не так понял...

я смотрел на другие графики со следующей страницы. там надписи на графике "Operate" "Release" ("сработать" "отпустить").

Спойлер

Показать

[poty]

Алексей правильно заметил, что график, который продемонстрировал Ян, не относится к времени срабатывания напрямую. Он позволяет оценить усредненную реакцию реле на использование напряжения меньше номинального.
Однако, и графики, которые приведены Алексеем, дают только статистику. Предельное время включения на номинальном напряжении указано в timing параметрах и составляет 3мс. У нас напряжение меньше номинального, поэтому график Яна можно использовать для оценки увеличения этого времени. Но и только.