Auswählen der Kommunikation zwischen Mikrocontrollern bei hoher Temperatur

Ich wurde mit einem Projekt beauftragt, um die bestmögliche Kommunikation zwischen mehreren Leiterplatten zu finden, die Mikrocontroller für eine bestimmte Funktion haben. Ich muss alle Mikrocontroller mit der Hauptplatine kommunizieren lassen, die eine CPU enthält.

Ich muss einige Informationen vom Mainboard an die Controller senden und eine Antwort von den Controllern erhalten. Jede Steuerplatine ist für einen bestimmten Zweck ausgelegt. Ich muss nicht zwischen den Mikrocontrollern kommunizieren, aber selbst wenn ein Mikrocontroller nicht kommuniziert, hat dies keine Auswirkungen auf andere. Derzeit muss ich sechs Mikrocontroller kommunizieren lassen, aber in Zukunft mehr. Ich möchte mehr Kabelverbindungen zwischen dem Mainboard und den anderen Controllern vermeiden (es sollten weniger sein).

Die Kommunikation sollte nicht durch Temperatur (120 °C) und Druck (hoch) beeinträchtigt werden. Der Abstand zwischen dem Mainboard und dem letzten Controller kann mehr als einen Meter betragen. Welche Arten von Controllern sind die besten? Ich muss einige Berechnungen und Sensormessungen durchführen. Jede Platine mit mehr als zwei Sensoren. Ich muss einige Berechnungen mit Sensormesswerten durchführen oder Werte direkt senden.

Ich bin neu in dieser Art von Projekt. Ich habe nach der besten Kommunikation gesucht, aber ich bin verwirrt, welche die beste ist. Einige Leute schlagen mir vor, die CAN-Kommunikation zu verwenden. Wenn ich mich für die CAN-Kommunikation entscheide, welche Art von Mikrocontroller ist am besten? Ich habe ein einfaches Diagramm beigefügt, wie es aussehen wird, wie unten gezeigt.

Design

Können Sie bestätigen, dass die von einem Mikro gemessene Temperatur voraussichtlich 180 °C beträgt?
@Andyaka Es tut mir leid, der Temperaturbereich liegt bei etwa 100 bis 120 Grad. Gibt es einen Atmel-Controller, der CAN eingebaut hat?
Schon bei Atmel nachgefragt? Wenn ja, dann macht es keinen Sinn, dass ich es tue. Wenn nicht, warum nicht? Ich habe PICs kürzlich bei zwei Jobs bei 120 ° C verwendet, als sie auf 85 ° C spezifiziert waren - beide Jobs funktionieren und funktionieren weiterhin, aber Sie werden wahrscheinlich von keinem Lieferanten eine Bestätigung dafür erhalten, denn warum sollten sie spezielle Tests für Sie oder irgendjemanden durchführen? mit geringen Mengenanforderungen.
CAN klingt wie eine gute Passform, außer dass Sie uns die Bandbreite nicht mitgeteilt haben, also können wir es nicht sagen. Auf einem Meter oder wenigen Metern können Sie CAN mit 1 Mbit/s betreiben. Viele Mikros sind mit eingebautem CAN ausgestattet. Zum Beispiel habe ich den PIC 18F25K80 ziemlich häufig für diese Art von Anwendung verwendet, aber es gibt viele andere sowohl innerhalb der PIC-Linie als auch von anderen Herstellern. Möglicherweise müssen Sie Teile mit erweitertem Temperaturbereich besorgen, aber das Abdecken von 82 ° C ist kein Problem.
Eine Sache, der Sie sich bewusst sein müssen, ist, dass Sie nicht in der Lage sein werden, eine signifikante Anzahl gängiger passiver Komponenten zu verwenden. Bei 82°C sind Elektrolytkappen so gut wie keine Option. Sie müssen ganz aus Tantal sein. Außerdem sind viele Keramikkappen-Dielektrika out. Eine Z5U-Keramikkappe wird zu diesem Zeitpunkt ziemlich weit von ihrem Nennwert abgewichen sein. Grundsätzlich benötigen Sie Teile, die für diese Temperaturen spezifiziert und ausgelegt sind, und um sicherzustellen, dass die durch die hohe Temperatur verursachten Wertänderungen Ihr Systemverhalten nicht negativ beeinflussen.
Die Anforderung, dass der Ausfall eines Ziels das System nicht zum Absturz bringt, ist eine Herausforderung, da auf einem gemeinsam genutzten Bus ein Gerät ihn hoch oder niedrig sperren könnte. Ein Schema, bei dem jedes Gerät den Draht durch einen Widerstand mit einer Modulation ohne Gleichstromkomponente führte und ein Empfänger, der eine analoge Demodulation versuchte, einen gewissen Widerstand bieten könnte, außer bei einem Ziel, das beim Senden der Modulation hängen geblieben war. Ihre extremen Temperaturen/Drücke klingen nach Ölbohrinstrumenten – oder zumindest könnten Sie etwas von Lösungen dafür lernen.
Ist diese Frage, welche Art von Kommunikation verwendet werden soll, oder welcher Mikrocontroller verwendet werden soll? Ist es beispielsweise in Ordnung, einen externen Treiber für eine Art Bus hinzuzufügen? High-Spec-RS485-Netzwerke können problemlos mit 120 ° C umgehen, sind billig und robust und können von einem normalen UART plus einem Richtungsbit und einem 74hct125- oder ähnlichen Treiber angesteuert werden.

Antworten (5)

Wenn Sie sich für CAN entscheiden, ist das "beste" Mikro eines mit eingebautem CAN (viele haben dies, Coldfire MCF5225x ist ein Beispiel).

I2C oder RS485/RS422 sind ebenfalls eine gute Wahl, abhängig von den elektrischen Eigenschaften der Situation (Entfernung, Rauschen, Leistung). Der Rest hängt vom Protokoll ab, das Sie für die Kommunikation verwenden - wie Sie Nachrichten adressieren, den Fluss steuern und Kollisionen vermeiden.

Ich wünsche Ihnen viel Glück bei der Suche nach einem Mikro, das bei 180 ° C funktioniert, die Automobilspezifikation liegt bei 125 ° C und ich glaube nicht, dass sich sogar die Militärspezifikation drastisch verbessert.

Sie müssen mit Schicht 1 (elektrisch) beginnen, um herauszufinden, was die physische Schnittstelle tun muss, danach ist es hauptsächlich ein Softwareproblem, wie Sie sprechen. Heutzutage könnte Ethernet sogar eine praktikable Option sein, wenn die Micros genug Platz haben, um ein bescheidenes Betriebssystem auszuführen.

Entschuldigung für das Missverständnis, der Temperaturbereich liegt bei etwa 100 bis 120. Gibt es Atmel-Controller, die CAN eingebaut haben?
@verendra atmel.com/products/automotive/default.aspx Ich denke, ihre Automobilprozessoren haben wahrscheinlich CAN. Ich benutze selbst PICs.
@verendra - Für die Liebe von zog, schließen Sie IMMER die Einheit ein, wenn Sie die Temperatur beschreiben. 120°C ist SEHR anders als °F.
@ConnorWolf Es tut mir sehr leid für den Fehler, den ich hier gemacht habe. Ich versuche, Komponenten zu finden, die bei 120 ° C aushalten.
Sie müssen über die Temperaturen nachdenken - sind es 120 ° C Umgebungslufttemperatur, 120 ° C in der Box, 120 ° C am Mikro selbst? Gibt es Kühlung? Fans? Temperatur fällt? Peltiers? Können Sie das Mikro weiter von der Hitze entfernen (den Sensor an einem längeren Draht befestigen), um die Hitze zu reduzieren? 120 °C sind kein so großes Problem wie thermische Zyklen, wenn das Gerät regelmäßig zwischen 120 °C und beispielsweise 10–20 °C Umgebungstemperatur betrieben wird, führt die Ausdehnung/Kontraktion zum Bruch von Lötstellen usw.

Sie können einen Blick auf http://www.keil.com/dd/chip/3648.htm werfen LPC 2129 ARM7TDMI-S mit CAN-Unterstützung. Dies kann hilfreich sein, wenn Sie Ihre Schnittstelle als CAN festlegen. Aufgrund Ihrer Temperaturbeschränkungen können Sie auch Steckverbinder und Kabel in Industrie- oder MIL-Qualität verwenden. Schauen Sie sich Anbieter wie Radiant Cables, TE Connectivity, Amphenol, Allied Connectors an, die Produkte herstellen, die für Umgebungen mit hohen Temperaturen bestimmt sind. Sie können sich auch einige hitzebeständige Materialien wie Teflon ansehen, die zum Schutz der Kommunikationsschnittstelle beitragen.

Willkommen beim Electrical Engineering Stack Exchange! Es gibt eine Reihe von Prozessoren mit CAN-Unterstützung ... warum haben Sie diesen vorgeschlagen? Ist es für den Betrieb bei 120 °C spezifiziert? Wenn ja, fügen Sie diese Details in Ihre Antwort ein. Wenn nicht, dann haben Sie dem OP nicht geholfen.

Für CAN (und ich würde CAN dringend für Ihr Setup empfehlen) empfehle ich den LPC11C24 , einen ARM Cortex-M0. Ich denke, es ist das einzige, in das der Transceiver bereits integriert ist, sodass kein zusätzlicher Chip erforderlich ist, um die physikalische Schicht zu implementieren (wie es bei den übrigen CAN-Mikrocontrollern üblich ist). Es hat auch einige schöne und einfach zu verwendende C-Bibliotheken, die in das ROM für CAN und den CANOpen-Standard integriert sind.

Die Freescale S08D-Familie oder einige billige Kinetis haben CAN und unterstützen bis 125 ° C. Höchste Temperaturwerte bekommt man allerdings nur auf wertigen Chips auf Freescale (Quelle: parametrische Suche). Probieren Sie die parametrische Suche auf allen Websites aus!

Die meisten Geräte der meisten Hersteller sind in Automobil- oder Militärqualität mit einer Einstufung von 125 ° C erhältlich. Diese Informationen scheinen nicht besonders speziell zu sein?
Obwohl ich hohe Werte gefunden habe. Ich habe es nicht erwähnt, weil die Frage nur 120 Grad herstellt und anscheinend billige uCs verlangt. Aber meine Antwort war in der Tat nicht sehr hilfreich.
TI hat nur wenige Produkte, die für 150 ° C gedacht sind ti.com/product/msp430f2619s-ht

CAN ist ziemlich kompliziert in der Implementierung in Software.

Warum nicht RS-485 verwenden, das ebenfalls Industriestandard ist? Es gibt viele RS-485-Transceiver mit einer Temperaturunterstützung von 125 °C.

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