Arduino jako czujnik analogowy lub cyfrowy

[mdadela]

Cześć,

chciałem zapytać czy jest możliwe ustawienie komunikacji z Arduino w taki sposób, żeby działał on jako czujnik analogowy lub cyfrowy? Próbowałem coś takiego zrealizować, chodzi mi o to, że np. podpinam drugie arduino, które pełni rolę czujnika analogicznie jak jakikolwiek inny czujnik (VCC,GND, AOUT/DOUT) i na pierwszym arduino pełniącym rolę centralki odbieram te sygnały.

Próbowałem to zrobić, poniżej kod - niestety zwraca śmieci - wartości albo mają 0 albo 634/635 mimo, że próbuję przesłać liczbę 127.

Kod nadajnika:

const int outputPin = 9;

void setup() {
  pinMode(outputPin, OUTPUT); // Ustaw pin jako wyjście
}

void loop() {
  int sensorValue = 127;

  // Modulacja PWM
  int pwmValue = map(sensorValue, 0, 1023, 0, 255);
  analogWrite(outputPin, pwmValue);

  delay(100);
}

Kod odbiornika:

const int inputPin = A5; // Pin, na którym odbieram sygnał PWM

void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  int pwmValue = analogRead(inputPin); // Odczytaj wartość z pinu A5
  
  Serial.println(pwmValue);

  delay(100);
}

Z góry dziękuję za wsparcie 

[Treker (Damian Szymański)]

@mdadela witam na forum  Idziesz w dobrą stronę, ale pominąłeś jeden temat. PWM na wyjściu Arduino nie daje tak naprawdę zmiennego napięcia, bo... to sygnał PWM. To czego potrzebujesz to przetwornik DAC (ang. digital-to-analog converter), ale małe, popularne Arduina nie posiadają takiego peryferium. Można to jednak obejść dodając na wyjściu Arduino rezystor i kondensator: zobacz przykładowe schematy. Możesz też wykorzystać zewnętrzny moduł, który będzie pełnił funkcję DAC.

Inna, popularna opcja połączenia dwóch Arduino to UART, zakładam jednak, że z jakiegoś powodu celowo potrzebujesz tutaj komunikacji analogowej  

[ethanak]

Inna opcja: zastosować ESP32 zamiast Arduino. Cena podobna, programuje się praktycznie tak samo, ale ma dwa ośmiobitowe przetworniki DAC.

[farmaceuta]

@mdadela  

analogWrite()
  

służy do ustawiania i generowania sygnału PWM na konkretnym pinie, a nie do przesyłania informacji między dwoma płytkami...poczytaj o uarcie (o komunikacji), jeszcze pytanie, ile ma być tych płytek jako "czujniki"? I na jaką odległość będą od siebie płytki??

Edytowano Luty 29, 2024 przez farmaceuta

[Treker (Damian Szymański)]

45 minut temu, farmaceuta napisał:

służy do ustawiania i generowania sygnału PWM na konkretnym pinie, a nie do przesyłania informacji między dwoma płytkami..

Autor chciał wykorzystać to w taki sposób, że na "wyjściu" jednego Arduino miało zmieniać się napięcie, aby druga płytka mogła odczytywać te informacje jak z czujnika analogowo. To nie jest takie złe rozwiązanie, problem w tym, że tutaj potrzebny jest DAC lub zmodyfikowany PWM. Wtedy wszystko zadziała

[ethanak]

Taka dygresja: często w ESP32 (znanym ze świetnej jakości przetworników) wykorzystuje się podłączenie wyjścia DAC do wejścia analogowego w celu kalibracji ADC.

[BlackJack]

W przemyśle często tak się robi, że jedna centralna jednostka zbiera dane z wielu rozsianych czujników. Tam najczęściej stosuje się RS485 i protokół MODBUS RTU, lub standard HART (cyfrowa transmisja na analogowej pętli 4-20mA), ale HART to wyższa szkoła jazdy.

[mdadela]

Dziękuję za wszystkie odpowiedzi :-) Generalnie myślałem o sygnale analogowym, ponieważ na razie do moich zastosowań na ogół wystarcza. Natomiast sygnał cyfrowy jest chyba faktycznie wygodniejszy. Muszę zatem coś więcej poczytać o UART i RS485, myślę że to są wątki w które będę chciał pójść, a na razie jestem z nich kompletnie zielony :-) 

[dambo]

sensory, które mają 3 przewody i zwracają sygnał np. 0-10V to klasyk w automatyce.

są dostępne moduły, które konwertują PWM na sygnał 0-10V - czym to się będzie różnić od "analogWrite" i kondensatora na wyjściu - lepsza wydajność prądowa/ładniejsze zbocza przy zmianie - co za tym idzie dłuższe przewody możesz zastosować itp. Chociaż to samo możesz osiągnąć dodając jakiś wzmacniacz operacyjny za arduino (te moduły to w sumie nic innego jak wzmacniacz operacyjny na płytce).

[DeadGeneratio]

@dambo odejdę nieco od tematu autora, w automatyce klasyką raczej jest 4-20mA przy wykorzystaniu czujników, a z kolei nastawniki którymi sprawdzałem pętlę prądowe mają nawet 0-24mA. Po to aby mieć pewność, że taka przepustnica na sterowana pętlą prądową na pewno się zamknie bądź otworzy. Sygnały napięciowe są rzadkością, przynajmniej u mnie gdzie miałem od groma czujników do aplisensa, termopar czy przetworników ciśnienia od Siemensa. I do w pętli prądowej możliwe jest wykorzystanie protokołu HART jak pamiętam, dostęp do danych przetwornika jest znacząco ułatwiony z poziomu szafki rozdzielczej zamiast wspinać się kilkanaście metrów na kocioł 

[ethanak]

To jak już offtopic... przed rozpowszechnieniem DMX512 królował w technice oświetlenia sceny standard napięciowy 0...-10V. Pracowałem na takich urządzeniach (Lightmaster, Sirius) i walka z zakłóceniami w nieekranowanych kablach to była mordęga. A wtedy (poprzednie tysiąclecie) zdobycie porządnego kabla sterującego było praktycznie niemożliwe...

[dambo]

Dnia 1.03.2024 o 21:21, DeadGeneratio napisał:

@dambo odejdę nieco od tematu autora, w automatyce klasyką raczej jest 4-20mA przy wykorzystaniu czujników, a z kolei nastawniki którymi sprawdzałem pętlę prądowe mają nawet 0-24mA. Po to aby mieć pewność, że taka przepustnica na sterowana pętlą prądową na pewno się zamknie bądź otworzy. Sygnały napięciowe są rzadkością, przynajmniej u mnie gdzie miałem od groma czujników do aplisensa, termopar czy przetworników ciśnienia od Siemensa. I do w pętli prądowej możliwe jest wykorzystanie protokołu HART jak pamiętam, dostęp do danych przetwornika jest znacząco ułatwiony z poziomu szafki rozdzielczej zamiast wspinać się kilkanaście metrów na kocioł 

No właśnie klasyką są sensory 0-10V, a że są wypierane przez 4-20mA to inna kwestia. Jeszcze też zależy od "gałęzi" automatyki - bo np w HVAC to sensory 0-10 królują nadal - co prawda od lat już jest tak, że moduły kontrolne do nich (takie PLC, ale bardziej typowo do tego zastosowania) jak już mają wejścia analogowe to wspierają jednocześnie to i to. Zaraz może przyjść ktoś z innej gałęzi i stwierdzić że "teraz to tylko cyfrowe i MODBUS to klasyka".

[BlackJack]

Cytat

sensory, które mają 3 przewody i zwracają sygnał np. 0-10V to klasyk w automatyce.

Dobrze że ja u mnie w pracy nie mam tego klasyka, tylko pętlę 4-20mA, ale u mnie przewód pomiarowy potrafi mieć 50 metrów i więcej długości, tam by się 0-10V nie sprawdziło, ze względu na spadki napięć i zakłócenia. Natomiast jest to popularne wejście w sterownikach, głównie dla tego że łatwo je zaadaptować na pętlę 0/4-20mA, bo wystarczy dodać opornik 500 om do masy.

0-10V to raczej klasyka konstrukcji amtorskich. Na elektrociepłowni gdzie pracuję, mamy naprawdę przegląd automatyki z ostatnich 80lat. Tak 80 lat. Generator który miał 80 lat został odstawiony dopiero dwa lata temu, pracował (z przerwami) do samego końca. Oddany w 1942 roku. Automatyka w niektórych miejscach jest całkowicie hydrauliczna, z lat 70 XX wieku, pracuje do dzisiaj, sprzęt jak to się mówi nie do zaj.. wymieniać tylko olej, uszczelki i sworznie, łożyska. mam tam naprawdę przegląd historii techniki na skale XXL, nigdzie nie znalazłem 0-10V, tylko 4-20mA, albo czysta hydraulika i pneumatyka. Ostatnio złaomowałem stary Polski sterownik PLC, z lat 90, oparty na Z80 karty i/O, płyta główna, na NEC8086 z kooprocesorem 8087, wszystko pozłacane styki.

Cytat

 Zaraz może przyjść ktoś z innej gałęzi i stwierdzić że "teraz to tylko cyfrowe i MODBUS to klasyka".

Raczej nam to jeszcze długo nie grozi Akurat analog szczególnie 4-20mA ma wiele zalet, np. tylko 2 przewody do zasilania i transmisji. Powstał standard HART który na nim pozwala przesyłać tak sygnał analogowy jak i cyfrowy. Fajna sprawa, ok 40% czujników w pracy to ma, ale kosztowna puki co. No i łatwo na pętli prądowej się klonuje sygnał, na wiele przyrządów. Ogólnie sygnał analogowy ma jednak wiele zalet, które cyfrówce, ciężko przeskoczyć głównie cenowo. No bo, do takiego HART trzeba mieć programator, który kosztuje, urządzenia/mierniki które też swoje kosztują, a do analoga wystarcza każdy standardowy wskaźnik, czy zwykła UM-ka z biedry do diagnostyki. 

Zacytuję tak trochę z przymrużeniem oka jednego kolegę z pracy.

"Wy młodzi dzisiaj latacie z tymi laptopami, komórkami i programatorami, klikacie, kombinujecie. 30 lat temu był tu taki Gienek, przyszedł, jak pomiar nie pasował, odwinął, albo dowinął drutu do bocznika i już pasowało."

Edytowano Marzec 3, 2024 przez BlackJack