Использование Arduino Mega с большим количеством тензодатчиков

Я искал тензометрический экран для Arduino Mega. Я нашел эту ссылку, которая мне показалась действительно полезной:

http://www.osengr.org/Projects/Load-Cell-Shield/Load-Cell-Shield.html

В нижней части веб-страницы, указанной выше, детали схемы доступны для загрузки.

Но я еще не построил этот щит, так как столкнулся с несколькими проблемами. Мне нужно будет измерить выходное напряжение примерно с 24 тензодатчиков (поставив их в полумостовую конфигурацию). Итак, я думал о том, чтобы иметь только один мост Уитстона на щите и чтобы все датчики по очереди взаимодействовали с одним и тем же мостом. Извините, если это звучит глупо, но я надеялся добиться этого с помощью мультиплексора (хотя я больше думаю об этом, это кажется более невозможным), поэтому я не делаю 12 мостов.

Допустим, предыдущий подход невозможен и мне приходится делать отдельные перемычки на пару тензодатчиков. Могу ли я по-прежнему использовать 16-канальный MUX, такой как HEF4067B, чтобы позволить каждому мосту поочередно усиливать сигнал и преобразовывать аналого-цифровой сигнал в микросхему AD7730? Делая это, я хочу предотвратить использование чипа усилителя, такого как AD7730 или INA126, для каждого отдельного моста. Также я хотел использовать мультиплексор, чтобы преодолеть ограниченное количество аналоговых входов на Mega.

Таким образом, я могу использовать только два аналоговых контакта на Mega для потенциального подключения 32 датчиков (по 16 каналов на каждом аналоговом контакте). Как вы думаете, мой ход мыслей разумен, или я действительно ошибаюсь?

На самом деле я думаю, что это моя главная проблема на данный момент, и то, что я упомянул выше, является моими мыслями/решениями. Я прошу прощения, если они действительно надуманы, и я очень ценю любую помощь в этом вопросе.

Может быть. Посмотрите на влияние на сопротивления и посмотрите на любые токи смещения или смещения и напряжения, которые могут вводить затворы. Посмотрите на характеристики ворот el-cheapo, которые вы упомянули, и некоторых более дорогих ворот с более высокими характеристиками и посмотрите, имеет ли значение, которое они для вас делают, ценность или необходимость.

Ответы (2)

Ваш первый подход вряд ли будет работать очень хорошо, потому что аналоговые мультиплексоры не демонстрируют хорошего согласования сопротивлений между каналами - в случае HEF4067B оно указано как несоответствие до 25 Ом. Они также демонстрируют переменное сопротивление при перенапряжении:

введите описание изображения здесь

Ваш второй подход должен работать, потому что ток не будет протекать через MUX, а это означает, что несогласованное сопротивление не окажет большого влияния на показания выхода. Это все еще может привести к ошибкам смещения, которые вам необходимо исправить для каждого калибра, но вам придется калибровать их независимо.

Другим вариантом будет поиск аналогового интерфейса, подходящего для вашего приложения. Существуют прецизионные ЦАП с дифференциальным входом, программируемым усилением и мультиплексированными интерфейсами, такие как ADS1243 от TI, которые позволят вам реализовать весь интерфейс — мультиплексирование, усиление и преобразование — в одной ИС.

Большое спасибо. Я действительно восхищаюсь вашей способностью анализировать характеристики чипа и понимать график и его связь с моим приложением. Не могли бы вы сообщить мне о некоторых справочниках, видеороликах и т. Д., Которые могут быть полезны для понимания идеи «несоответствия сопротивлений», «R on» с их отношением к MUX. Кроме того, когда вы упоминаете в моем втором подходе, что через MUX не будет протекать ток, что вы имеете в виду и как это может быть? Более того, мне очень нравится третий вариант, о котором вы упомянули, и я обязательно его рассмотрю.
Проблема просто в следующем: аналоговые переключатели имеют значительное сопротивление - для того, что вы перечислили, оно порядка 100-300 Ом - и сопротивление может варьироваться от канала к каналу. Поскольку ваше предложение требует (поправьте меня, если я ошибаюсь) вставки аналогового мультиплексора в середину моста, это сопротивление добавляется к эффективному сопротивлению резисторов моста. Если сопротивление двух каналов не совсем одинаково, они вносят неравномерный вклад и разбалансируют мост. Когда через них проходит ток, он создает напряжение смещения, которое может быть очень большим.
Во втором варианте вы вставляете аналоговый переключатель между полным мостом и инструментальным усилителем, и вход инструментального усилителя действительно потребляет очень небольшой ток - в случае INA126 он порядка наноампер - так что он не не имеет большого значения, если сопротивления для двух каналов не совпадают, потому что очень маленький ток означает, что на них возникает очень небольшое напряжение.

Я думаю, это будет нормально.

Имейте одну пару постоянных резисторов, образующих «делитель потенциала завершения моста» для всех полумостовых цепей. Он постоянно подключается к одному из входов инструментального усилителя. Все активные полумостовые схемы подключаются к отдельным портам 4067, при этом общий контакт 4067 подключается к другому входному контакту InAmp.

Убедитесь, что ваше напряжение возбуждения может питать все полумосты, и вы должны быть в деле.