Witam Wszystkich p raz pierwszy na tym forum!

Co prawda jestem zielony w kwestiach programowania i zdaję sobie sprawę z tego, że niezależnie od wszystkiego - w pewnym momencie będę musiał przebrnąć przez tutoriale dla początkujących (całkiem dobry temat na długie zimowe wieczory ), ale po głowie chodzi mi pewien pomysł/projekt, związany z wykorzystaniem wielu (co najmniej kilkunastu do być może nawet ponad 100) 18-bitowych sensorów, podpiętych pod jedną z udostępnionych przez producenta magistral - szybszą SPI lub wolniejszą I2C.

Nie wchodząc na razie w szczegóły - chciałbym zdobyć nieco wiedzy praktycznej na temat doboru sprzętu i rozwiązania problemów komunikacji SPI, pojawiających się (z tego, co już czytałem) przy większych odległościach transmisji danych. Dane z sensorów ułożonych w szeregu i oddalonych od siebie i od "mastera" w różnych odległościach chciałbym następnie przekazać bezprzewodowo (BT, WiFi) i w miarę możliwości bez zbędnych opóźnień (w czasie rzeczywistym) do jednego z urządzeń mobilnych (typu smartfon/tablet/laptop) w którym nastąpiła by ich dalsza obróbka i dynamiczne przedstawienie wyników pomiarów w formie graficznej.

Wiem, że na razie podałem zbyt mało danych oraz więcej pojawiło się pytań (być może bezsensownych) niż odpowiedzi, ale żeby w ogóle ruszyć temat z miejsca - muszę od czegoś zacząć, a na etapie rozmyślań kwestie programowe wydają mi się jeszcze zbyt odległe.

Z góry dziękuję za wyrozumiałość oraz wszelkie wskazówki i sugestie, które pozwolą mi ocenić na ile realizacja pomysłu własnymi siłami stanie się dla mnie w miarę realna.

Pozdrawiam,

Krzychu_

Przy tak dużej ilości czujników i odległościach sugerowałbym raczej RS485. Oczywiście wiąże się to z dodatkowym sprzętem, konwerter TTL/485 i uC.
Przy I2C, jak i SPI problemem będą nie tylko odległości, ale też adresowanie poszczególnych czujników.

_________________
de gustibus non est disputandum

Czujniki będą w jednym szeregu. Ich ilość oraz odległości między nimi będą podyktowane uzyskiwaną rozdzielczością. Przewiduję na początek użycie kilkunastu czujników, pomiędzy którymi odległość będzie się wahać od około 2 do 4cm, czyli cała "matryca" liniowa osiągnie długość od ok. 30 do max. 60cm. Jak wspomniałem - wybór pomiędzy interfejsami komunikacyjnymi jest podyktowany rozwiązaniami udostępnionymi przez producenta sensorów. Napięcie ich zasilania wynosi 1,8V ale z tym powinienem sobie poradzić, stosując odpowiedni konwerter poziomów logicznych. O adresowaniu muszę koniecznie doczytać, więc jeśli ktoś mógłby podrzucić jakieś wiarygodne, sprawdzone źródło wiedzy na ten temat i tematy związane z problemami na które mogę natrafić, to będę wdzięczny

Pozdrawiam

Mirkowe książki, poradniki i blog, kopalnia wiedzy.
A przede wszystkim mnóstwo czasu trzeba temu poświęcić i cierpliwości.

Pozdrawiam.

.

Dzięki, w to akurat nie wątpię
Oczywiście nie oczekuję, że ktoś poda mi na tacy gotowe rozwiązanie ale być może naprowadzi (najlepiej na podstawie własnej praktyki) jak się za taki temat zabrać, by jak najszybciej osiągnąć jakieś wymierne efekty i nie popełnić już na początku prostych błędów, których na pewno nie da się uniknąć, bazując jedynie na podstawie "suchej teorii", która co prawda traktuje o tym, "co należy zrobić" na podstawie np. schematu, ale już niekoniecznie w jaki sposób (jakie środki techniczne zastosować, jakie materiały, rozmieszczenie elementów, by coś zaczęło działać zgodnie z założeniami (jak to słusznie mówią "diabeł tkwi w szczegółach").

Pozdrawiam

Ja bym się skłaniał w kierunku SPI. Co prawda I2C ma możliwość indywidualnego adresowania, ale tych adresów jest niewiele.
Natomiast w SPI mamy wejście /SS (Slave Select) którym wybieramy konkretny układ. Pozostaje problem ilości urządzeń. Przy 100 odbiornikach potrzebujemy 100 lini (wyjść uC) do zaadresowania/aktywacji.
Można zastosować dekoder 1zn, rejestr przesuwny ale w każdym przypadku mamy 100 lini do czujników.
Alternatywą może być rozwiązanie stosowane w wyświetlaczach matrycowych, podział na 10 wierszy i 10 kolumn. Aktywacja czujnika następowałaby po podaniu stanu niskiego na odpowiedni wierz i kolumnę. Za pomocą diod lub bramek zapewniamy, że tylko jeden czujnik będzie aktywny.

_________________
de gustibus non est disputandum

@Alef2
Pierwsza, prototypowa wersja ma być najprostsza z możliwych.
Nie upieram się przy SPI. Może być I2C, byle spełniał założenia.
Zatem, jeśli jesteś w stanie wskazać przykłady najmniej rozbudowanych MK, zdolnych obsłużyć matrycę złożoną z max. 25 18-bitowych sensorów (dla SPI potrzeba tyle wejść SS ile sensorów) i wysłać dane pomiarowe przez moduł BT lub WiFi do PC bez zbędnych opóźnień (najchętniej w czasie rzeczywistym), to byłbym wdzięczny.

A nie lepiej poszukać modułu wireless który taki czujnik ci obsłuży?
- NRF24LE01
- esp8266

Adresujesz jak chcesz, protokoły do wyboru

Po wifi to komunikacja bezpośrednio z app
Dla nrf trzeba jakiegoś gejta robić.



Pozdrawiam

Nie upieram się. Po prostu podsuwam pomysły jakie mi przyszły do głowy.
Uważam, ze każde rozwiązanie jest dobre, jeśli spełnia założenia.
I tak, założyłem, ze wystarczy dostęp sekwencyjny, tzn kolejno odpytujemy każdy z czujników. Dodatkowo założyłem, że mamy do czynienia z procesem wolno-zmiennym. Wolnozmienny, czyli taki w którym czas konwersji i transferu jest krótki w stosunku do zmian sygnału (w czasie konwersji i transmisji sygnał nie zmieni się bardziej niż powiedzmy 1ppm lub 1LSB). Przy tych założeniach rozwiązanie z sekwencyjnym dostępem ma sens, a dzięki matrycowemu adresowaniu oszczędzamy piny procesora.
Jeżeli jeszcze wybierzemy kontroler pracujący przy 1,8V to odpada mam konieczność konwersji napięć. I zwykła atmega podoła takiemu rozwiązaniu. Oczywiście dotyczy to tylko i wyłącznie akwizycji danych. Na dobrą sprawę wystarczyłby nawet moduł esp.
Jeżeli zależy Ci na możliwie szybkim dostępie do danych z czujników i przy założeniu, że czujniki są identyczne, to można spróbować jednoczesnego dostepu do czujników. Widzę, to tak, że 1 wyjście kontrolera jest połączone ze wszystkimi wejściami czujników dla sygnałów /SS, MOSI i SCLK. Wyjście MISO każdego czujnika jest dołączone do odpowiedniego wejścia kontrolera. Oczywiście obsługę trzeba by napisać od zera. Ale sprzętowo jest to rozwiązanie najprostsze.
Co do rozwiązań bezprzewodowych, to przy tej ilości kanałów narzut czasu spowodowany podziałem pasma wydaje się być bardzo duży.
I czy przypadkiem moduły bezprzewodowe nie będą zakłócać czujników.
Nie znam żadnego przetwornika, który oferowałby tyle adresów, a multipleksery, to dodatkowe elemenyt i czas potrzebny na ich obsługę

_________________
de gustibus non est disputandum

Już wcześniej napisałem konkretnie: wersja prototypowa ma zawierać max. 25 sensorów (lub mniej, jeśli temat przesłania danych z takiej ilości okaże się zbyt trudny czy może nawet z różnych powodów (np. ograniczeń fizycznych) - niemożliwy do zrealizowania), zaś docelowo, po udanych eksperymentach - być może (!) będę dążył do zwiększenia ich ilości, ale to na razie nic pewnego. Zakładając ten temat chciałem się m.in. zorientować, czy to łatwe, trudne, bardzo trudne, czy wręcz niemożliwe.



No, może tak ale nie chodzi o "obsługę" jednego czujnika, tylko o obsługę matrycy złożonej z 25 takich czujników w których producent udostępnił do przesyłu danych dwie magistrale SPI i I2C.
Jeśli istnieje(ą) taki(e) moduł(y) wireless zdolne to zrobić, to jestem za i proszę o propozycje.

Pozdrawiam

Software na atmega jakiejś dużej I2C albo SPI albo jeden sensor - jeden nrf albo esp i sieć zrobić.

Słowo "jakiejś" wydaje się kluczowe. Jeśli to trywialne - napisz konkretnie gdzie tego szukać, ale jeśli np. jest to tajemnicą, to rozumiem...

"Jeden sensor - jeden nrf" z punktu widzenia układowego - może najprostsze i zachęcające, ale znów zbyt mało konkretów:
choćby - co z zasilaniem, a przede wszystkim poborem energii, oraz odbiorem danych z każdego nadajnika z osobna (przypomnę, że sensorów ma być przynajmniej kilkanaście)? - zbyt enigmatyczne to wszystko, podobnie jak "jeden esp i sieć zrobić".
Nie ukrywam, że potrzebuję bardziej konkretnej, praktycznej porady.

Pozdrawiam

Wiesz co to kolejka danych?

Robisz heartbit inkrementujesz co 1 wysyłasz do wszystkich zmienna co 10ms lub jak ci pasuje ileś tam ms.
Każdy odbiera heatrbita np uint8_t od 1 do 254 i jak przyjdzie jego kolej np. Zmienna heartbit z wartością 5 to czujnik 5 odpowiada, w 10ms spokojnie się zmieści z odsyłka danych.

Pozdrawiam

@Szofer

Sorry, ale "ileś tam ms", to dla mnie żaden konkret. Na razie szukam rozwiązania problemu, dotyczącego praktycznego (!!!), a nie jedynie teoretycznego zestawienia konkretnej (!) konfiguracji sprzętowej, zaś kwestie programistyczne pozostawiam na później, bo "chcąc - nie chcąc" i tak muszę uzupełnić wiedzę na ten temat.

Pozdrawiam

Opcje masz dwie abo kabel i komunikacja np. RS485 albo wireless + zasilanie kablowe lub bateryjne(droższe), podpowiadalem na jakich modułach można to zrobic.
Co byś nie wybrał wiąże się z jakimiś kosztami i ogromem pracy i czas.

Mi się wydaje że Ty szukasz już chyba gotowca, podpowiem że w arduino jest ich ogrom I proste copy past i gotowe, bo już tu przykłady padły jak można to zrobić.

Sam decydujesz co wybierzesz.

Pozdrawiam

@Szofer

Najbardziej przeraża mnie właśnie wspomniany "ogrom" arduino... itp., a żadnego konkretu.
Nie szukam gotowca, tylko porady dotyczącej wskazania w miarę możliwości najprostszej (wg praktyków) drogi do celu zaś to, że można osiągnąć podobne efekty na wiele sposobów i przy pomocy różnych, dostępnych modułów - nie ulega wątpliwości.

To tak jak ktoś powiedział: "wszystkie drogi prowadzą do Rzymu", tylko iść do Rzymu przez wszystkie kontynenty - jakoś nie bardzo mi po drodze i wolał bym skorzystać z jakiegoś drogowskazu...

Pozdrawiam

To zacznij po kolei czyli małymi kroczkami, naucz się podstaw, sprawdź w ogóle działanie samej magistrali SPI, opanuj posługiwanie się nią jeśli chodzi chociażby o dwa - trzy układy a nie zaraz 100 ... Bo tworzenie jakiegoś projektu w oderwaniu od koncepcji oprogramowania to właśnie - usilne proszenie się o błądzenie w drodze do tego Rzymu

_________________
zapraszam na blog: http://www.mirekk36.blogspot.com (mój nick Skype: mirekk36 ) [ obejrzyj Kurs EAGLE ] [ mój kanał YT TV www.youtube.com/mirekk36 ]

A ile już czasu poświęciłeś na zapoznanie się z tematem, z datasheetem od czujnika.
Czy uruchomiłeś choć jeden czujnik czy to w czystym C czy gotowych arduino?
Jak wyświetlał będziesz info z czujnika, czy to konsola uart czy lcd.

Nawet nie wiemy jaki to czujnik.

Tworzy się luźna dyskusja i nabijanie postów.

Pozdrawiam.

Nabijanie postów nie jest moją intencją. Po prostu jestem zielony i startuję od zera, dlatego proszę o wyrozumiałość, jeśli moje pytania stają się irytujące
Troszkę przyjrzałem się NRF24l01 i przy dostępności, śmiesznie niskiej cenie oraz wszystkich jego pozostałych zaletach modułu, m.in. dostępnych magistralach SPI/I2C, dopasowaniu napięcia zasilania do sensora (1,9V) i niskim poborze energii - wydaje się, że rozwiązanie 1 sensor -> 1 moduł Wi-Fi było by najlepsze. Oczywiście, zacznę od uruchomienia jednego zestawu, a następnie sprawdzę czy na bardzo bliskim dystansie 2 takie zestawy nie będą się zakłócały i czy nie zakłócą pracy samego sensora. Z założenia - dane docelowo mają być wyświetlane w czasie (możliwie) rzeczywistym na ekranie urządzenia mobilnego (laptop, tablet, smartfon) w formie graficznej (mapa izochromatyczna i/lub barwny wykres powierzchniowy 3D - do wyboru).

Tymczasem dziękuję za pomoc przy wyborze pierwszego rozwiązania i pozdrawiam

Małe sprostowanie nrf to nie WiFi, działają w tych samych 2.4ghz ale to nie to samo.
NRF24LE01 jest małym uC gdzie dodatkowo można wrzucić program napisany przez siebie.

Tak tak WiFi - skąd ty bierzesz takie informacje ? ... to nie żadne wifi (więc tym się z tabletem nie połączysz) ... ale nie ważne czy wifi czy cyfrowy transceiver NRF ... to 25 szt obok siebie doprowadzi i ciebie i same siebie do szału na torze radiowym ... moim zdaniem to niestety pomysł z super kosmosu albo i jeszcze z większej odległości - jeśli taka jest. Po prostu fantasmagoria do kwadratu. A gdybyś jeszcze do tego wpadł na pomysł umieszczenia obok siebie chociażby 10 modułów WiFi a nie takich radiówek to jeszcze większy armagedon.

Jak już to czujniki SPI w postaci jakichś scalaków - a jeśli ma ich być bardzo dużo to można podzielić to na kilka magistral SPI i jednym procek zbierać dane z tych kilku magistral - a później przez jeden moduł WiFi ew słać to do telefonu

_________________
zapraszam na blog: http://www.mirekk36.blogspot.com (mój nick Skype: mirekk36 ) [ obejrzyj Kurs EAGLE ] [ mój kanał YT TV www.youtube.com/mirekk36 ]

Sieć wifi z 10 czy 20 klientami działają bez problemu ale w tym konkretnym zastosowaniu budowa takiej sieci zupełnie bezsensu. Chyba że ten przykład to przykład na dyskusję szkolna z finalnym tylko projektem. Tak to można i światłowodem czujniki łączyc.
Dobrze by było zobaczyć datasheet tego czujnika.

_________________
sig off ;(

chodzi o same zakłócenia pasma - jak jest coraz więcej modułów WIFI obok siebie, nawet w jednym pomieszczeniu ... 10szt to już dużo wziąwszy pod uwagę zwykle inne urządzenia pracujące na wifi w tym pomieszczeniu, jak telefony, komputery, routery itp ... a już 20 modułów wifi w jednym pomieszczeniu .... życzę powodzenia

_________________
zapraszam na blog: http://www.mirekk36.blogspot.com (mój nick Skype: mirekk36 ) [ obejrzyj Kurs EAGLE ] [ mój kanał YT TV www.youtube.com/mirekk36 ]

@ Szofer Racja! To moduł RF, nie WiFi.
@ mirekk36 Też racja! Czy zapewnienie odpowiedniego odstępu pomiędzy kanałami (min. 2MHz w przewidzianym zakresie pracy NRF 2.400 do 2.525 GHz) - nie rozwiązało by problemu?



Bardzo proszę, to nie jest żadna tajemnica:
https://media.digikey.com/pdf/Data%20Sh ... 1-2-18.pdf

Dziękuję za wszelkie uwagi i pozdrawiam

To się trochę wyjaśniło, przynajmniej jeśli chodzi co to za czujnik.
Jak sam napisałeś " jestem zielony i startuję od zera", a tu bierzesz się za projekt z najwyższej półki.
Moja rada daruj sobie. Dokładność rzędu ppm (odpowiadającą 18 bitom), trudno jest uzyskać w laboratorium pomiarowym.
Chcesz mierzyć pole magnetyczne z dokładnością do 10nT, a ziemskie pole magnetyczne to około 50uT, czyli ponad 1000 razy większe. Setki nT to pole jakie wytwarza prąd zasilający układ.
Jak zamierzasz zasilić część analogową? By nie tracić dokładności szumy napięcia zasilana muszą być na poziomie uV.
Jak wyeliminujesz zakłócające pola magnetyczne (głównie te z instalacji elektrycznej)?
Gdzie znajdziesz wzorzec, by dokonać kalibracji czy wzorcowania.
Realna do osiągnięcia dokładność to 0,1% czyli 10bitów, a i to wymagać będzie naprawdę dużo pracy - choćby rozmieszczenie przewodów.
Nie chcę Ciebie zniechęcać, tylko uświadomić jakie problemy Cię czekają. A kwestia zbierania danych to pikuś.
Zastosowanie radiówki do zbierania danych na bieżąco nie wchodzi w grę, ze względu na zakłócenia elektromagnetyczne. Jeżeli nadajnik będzie blisko czujnika, to wytwarzane przez niego pole może trwale uszkodzić czujnik. Czujnik będzie działał, tylko będzie pokazywał przypadkowe wartości.
Tak wiec tylko transmisja przewodowa.

_________________
de gustibus non est disputandum

Właśnie o tego "pikusia" mi chodzi!
Jestem zielony w kwestii programowania, adresowania, praktycznego (!) doboru sprzętu na którym można taki temat zrealizować, a mam nieodparte wrażenie, że można - bo do współpracy z takim właśnie sprzętem (na pokładzie magistrala SPI i I2C) - ten sensor został stworzony, zaś jednym z dedykowanych zastosowań był m.in. kompas dla urządzeń mobilnych w których płyną jeszcze silniejsze prądy, więc jak najbardziej w zakresie wskazanym przez producenta będzie on działał zarówno w ziemskim polu magnetycznym (którego składowe będzie mierzył), a nie tylko w wyjątkowych, specjalnie stworzonych warunkach laboratoryjnych. Wiem, że w temacie mikrokontrolerów rzucam się na głęboką wodę, ale każdy kiedyś zaczynał od zera, a ja mam chęć by nauczyć się w tej głębokiej wodzie pływać, dlatego to forum wydało mi się dobrym miejscem, by zadać pytania i uzyskać przynajmniej pewne wskazówki. Zauważ, że nie radzę się tu w kwestiach metrologii, obróbki danych pomiarowych, kompatybilności elektromagnetycznej - źródeł zakłóceń, propagacji fal radiowych itp.

Pozdrawiam

------------------------ [ Dodano po: 47 minutach ]

Takie jeszcze uzupełnienie: https://www.tdk.com/corp/en/news_center ... 109_01.htm

OK, trzeba było tak od razu. Pozwolę sobie tylko na jeszcze jedną uwagę: nie ufałbym sprzętowi, w PDFie nie ma nic o dokładności, czyl jakie są błędy i jakich wielkości, nie ma pasma, nie ma danych o zależności od temperatury, gęstości szumów, jest za to w TBD w Absolute Maximum Ratings.
Rozumiem, że interesuje Ciebie tylko i wyłącznie zczytywnie danych z czujników.
Ja problem rozdzieliłbym na zbieranie danych z czujników i na dopasowani/przesyłanie do komputera.
Aby się za to zabrać potrzebna jest wiedza, co chcesz uzyskać:
Jak często ma być wykonywany pomiar? Czy pomiary na wszystkich czujnikach mają odbywać się jednocześnie czy mogą być sekwencyjne?
Jakie opóźnienie od pomiary do odebrania jest akceptowalne?
A najlepiej jaki to proces chcesz mierzyć?

_________________
de gustibus non est disputandum

@Alef2

Pisałem już wcześniej, ale powtórzę: odczyt i przesyłanie danych z czujników ma się odbywać w miarę możliwości w czasie rzeczywistym. Z założenia - medium podlegające sondowaniu magnetycznemu będzie się przemieszczało względem liniowo rozmieszczonych sensorów z prędkością nie przekraczającą 2m/s. Dla zachowania pożądanej rozdzielczości przy maksymalnej prędkości wydaje się, że każdy z 25 czujników powinien dokonywać pomiaru przynajmniej co 1cm przemieszczenia medium, czyli z max. częstotliwością 200Hz, co odpowiada okresowi 1/200 = 5ms. Sądzę, że akceptowalne opóźnienie może się zawierać w granicach nawet 10...20ms, co odpowiada odległości 2...4cm przesunięcia względem głowicy przy największej prędkości przemieszczenia medium.

Pozdrawiam

@Alef2
Dodam tylko, że wszystko to chcę wykonać w ramach eksperymentu. Zdaje sobie sprawę z tego, że z różnych przyczyn coś może nie zadziałać zgodnie z oczekiwaniami oraz z tego, że poświęcenie czasu, energii, a także pewnych środków finansowych może w jakimś stopniu i w pewnym sensie pójść na marne, ale mimo wszystko jestem skłonny zaryzykować.
To, w jaki sposób czujniki będą działały (sekwencyjnie czy wszystkie na raz) - nie jest istotne, jeśli na podstawie przekazywanych z nich danych będzie można stworzyć wizualizację procesu, zgodnie z przedstawionymi wstępnie założeniami.

Pozdrawiam

Witam ponownie.
Znalazłem taki oto ekspander https://www.mouser.com/datasheet/2/268/ ... 129816.pdf

Czy dobrze kombinuję zakładając, że to ustrojstwo pozwoli doposażyć mikrokontroler z serii ESP w odpowiednią ilość I/O (tzn. 3 takie ekspandery podłączone do trzech wyjść SS1, SS2, SS3 pozwolą obsłużyć 24 sensory np. na trzech oddzielnych magistralach SPI)?

Pozdrawiam