Meranie velkeho mnozstva odporov pouzitim minima vodicov

[daqq]

Caute,

Daky cas som pracoval na novej metode merania velkeho mnozstva odpovod pouzitim minimalneho mnozstva vodicov. Teraz to publikujem na svojej stranke. Pokial je mi znamo jedna sa o novu metodu. Neskorej som zistil, ze je vzdialene podobna metode "electrical impedance tomography", no su tam zasadne rozdiely a cielove pouzitie je uplne ine.

Vyhodou tejto metody je, ze umoznuje pouzitim minimalneho mnozstva vodicov zmerat dost velke mnozstvo odporov. Je mozne zmerat N*(N-1)/2 odporov pouzitim N vodicov. Teda napriklad pouzitim 8 vodicov je mozne zmerat az 28 odporov (niektore z nich musia byt zname referencne).

Stranka je tu:
http://www.daqq.eu/?p=1333

http://www.daqq.eu/?p=1412

Okrem tohto napisem aj dalsiu cast v ktorej bude aj realne zariadenie.

Rychle zhrnutie tejto metody: Mate odpory zapojene do topologie uplneho grafu medzi vsetkymi vrcholmi. Na vrcholy grafu je pripojena prepojovacia siet, ktorou mozete prepojit vrchol na jedno z dvoch (alebo viacerych) excitacnych napati alebo do ho nechat plavat. Tymito prepojmi zapojenie napojite na rozne kombinacie pripojenych napati a meriate napatia jak na napajanych bodoch tak na plavajucich bodoch. Z tychto merani nasledne skompilujete preurcenu sustavu linearnych rovnic ktore potom vyriesite, spachate trocha dalsej matematiky a dostanete hodnotu odporov jednotlivych odporov v zapojeni.

Ukazka zapojenia pre 8 signalove meranie:


Aplikacie to moze mat na miestach kde je obmedzeny priestor pre kabelaz, ale daju sa s tym robit aj ine srandovne veci.

David

[BFX]

Pekne: cital som to uz na eevblogu.
Myslienku som uz kdesi zachytil, ale nie v tomto kontexte.
Tesim sa na to zariadenie

[daqq]

Tesim sa na to zariadenie

Obavam sa, ze budes sklamany, hardware k tomuto je trapne jednoduchy.

Myslienku som uz kdesi zachytil, ale nie v tomto kontexte.

Ono je to vzdialene podobne elektroimpedancnej tomografii, ale su tam zasadne rozdiely, ine cielove vyuzitie a vyrazne jednoduchsie vyhodnocovanie/elektronika. Ci niekde inde si to videl?

[pin]

Vyzerá to zaujímavo a snažím sa to pochopiť, len niektoré detaily mi unikajú. Ktorý je uzol (vzťažný), voči ktorému sa vyjadrujú napätia? Sú to podľa situácie tie uzly, kam je privedené GND? Podľa obrázku napäťového deliča má každý uzol nejaké napätie, ale voči čomu? A je každá situácia statická počas merania, možno teda považovať všetky uzly s rovnakým potenciálom za spolu spojené?

[daqq]

Ktorý je uzol (vzťažný), voči ktorému sa vyjadrujú napätia? Sú to podľa situácie tie uzly, kam je privedené GND?

Kedze sa jedna v podstate o pomerove a rozdielove meranie, tak "vztazny" potencial nie je dolezity. Je jedno ci mas ako excitacne napatie 0V a +3V3 alebo -5V a +5V, alebo +5V a +10V. Do vyslednej matice vstupuje rozdiel napati na jednotlivych uzlov voci stredu vytvoreneho odporoveho delica. Ono nie je velmi dolezite voci comu su vztiahnute, kedze nakoniec sa aj tak spravi rozdiel medzi napatim v strede odporoveho delica a medzi jeho uzlami.

Stred odporoveho delica je vytvoreny tak, ze sa jeden* z uzlov nastavi do stavu vysokej impedancie. Tymto sa vytvori odporovy delic, ktoreho stredom je uzol ktory je vo vysokej impedancii. V http://www.daqq.eu/?p=1333 je to zobrazene hned na tretom obrazku - uzol E je "vo vzduchu" ostatne uzly ho pritiahnu cez pripojene odpory na urcity potencial.

* - je mozne spravit situaciu kde je viacej uzlov "vo vzduchu", postup je rovnaky, len s tym, ze sa urobi jedna rovnica pre kazdy uzol vo vzduchu.

A je každá situácia statická počas merania, možno teda považovať všetky uzly s rovnakým potenciálom za spolu spojené?

Ech, zlozite. Teoreticky kazda situacia je staticka, ano, ked nastavis situaciu, tj. popripajas jednotlive uzly na potencialy tak (merane) odpory by sa nemali menit. No metoda toleruje urcitu malu zmenu aj pocas celeho merania (tj. pocas vsetkych situacii) aj pocas jednej situacie. Pre potreby diskusie ale mozno uvazovat s tym, ze odpor vsetkych odporov je konstantny pocas celej doby merania jak situacie tak sady situacii.

Teoreticky su vsetky uzly ktore nastavis na rovnaky potencial spojene priamo. Prakticky treba brat do uvahy to, ze push-pull drivery v GPIO maju vlastny vnutorny odpor, ktory nebude nutne na vsetkych IO rovnaky - vid.: http://www.daqq.eu/?p=1561 . Takze nie je nutne pravda, ze ked ich nastavis na rovnaky potencial tak su na rovnakom napati.

[marioo]

A reálne využite v praxi? (konkrétne) ?

[daqq]

Konkretne vyuzitie: Je to nova meracia technika ktora ti umoznuje zmerat pomocou minimalneho mnozstva vodicov velke mnozstvo odporov. Ako mozne vyuzitie by som uviedol meranie teploty na dakej dlhej tenkej tycke - pokial chces merat teplotu napr. v 100 bodoch tak sa ti asi nechce tahat 200 vodicov (pripadne 100 vodicov podla sposobu zapojenia) cez velmi tenku trubku, radsej budes tahat 16 vodicov.

[pin]

Ktorý je uzol (vzťažný), voči ktorému sa vyjadrujú napätia? Sú to podľa situácie tie uzly, kam je privedené GND?

Kedze sa jedna v podstate o pomerove a rozdielove meranie, tak "vztazny" potencial nie je dolezity.

Možno nie je dôležitý, ale je existenčne nutný. V tvojom prípade to asi bude externý bod, označovaný zvyčajne AGND. Už som to snáď všetko pochopil. Tak veľa ďalšej zábavy!

[daqq]

Tak hej, je to merane voci GND

[marioo]

Konkretne vyuzitie: Je to nova meracia technika ktora ti umoznuje zmerat pomocou minimalneho mnozstva vodicov velke mnozstvo odporov. Ako mozne vyuzitie by som uviedol meranie teploty na dakej dlhej tenkej tycke - pokial chces merat teplotu napr. v 100 bodoch tak sa ti asi nechce tahat 200 vodicov (pripadne 100 vodicov podla sposobu zapojenia) cez velmi tenku trubku, radsej budes tahat 16 vodicov.

Ak budem na tenkej dlhej tyčke tak tie odpory tak či tak musia byť v tej matici a medzi sebou mať prepojenie.. takže pri dlhej tyčke asi celkom nie skôr pri nejakej platni hranteho alebo kurhového tvaru to má význam ale na tenkej dlhej tyčke by tam bolo káblov skoro tak isto... (prepojenie tak ako je na Tvojom obr) ale áno prívodov by bolo menej

skôr by som povedal, že sa to dá využiť pri nejakých strojoch podobných CT alebo MR ... ak to meranie funguje aj s indukciou...

takže konkrétna aplikácia zatiaľ nikde nie je ?

[daqq]

No, co sa ti bude lepsie viest stredom dlhej tenkej tycky? 100 vodicov alebo 16 vodicov? Vid priloha moznej aplikacie. Su tam naznacene prierezy v roznych usekoch takej tycky.

takže konkrétna aplikácia zatiaľ nikde nie je ?

Nie. Je to nova metoda, moze ju teraz niekdo aplikovat.

skôr pri nejakej platni hranteho alebo kurhového tvaru to má význam ale na tenkej dlhej tyčke by tam bolo káblov skoro tak isto... (prepojenie tak ako je na Tvojom obr) ale áno prívodov by bolo menej

Nie, uvazuj. Mas viest po dlhej tycke ~100 vodicov, alebo 16 vodicov. Je tam celkom rozdiel.

[marioo]

Aha, takto hej a nebude problemom potom aj odpor toho vedenia?

Nie je jednoduchšie použiť nejaky one wire bus a na dva(tri) kable dať 100 čidiel? a najmä to prenášať digitálne a nie analógovo?

(iba môj laický názor)

[daqq]

Jednoduchsie ano, ale moze to byt nakladnejsie. Tiez to nemusi byt mozne, opat kvoli rozmerom - predstav si, ze priemer takej trubky by bol 1mm alebo menej - mikroskopicke teplotne sondy apod. Ako vravim, je to pre velmi uzku oblast pouzitia. Nehovorim, ze to nahradi Kelvinovske 4 vodicove meranie zajtra, ale ked je nieco podobne potrebne urcite je fajn mat nastroj naviac.

Co sa odporu vodicov tyka, ano, to by bol problem pri nizkych meranych impedanciach, ale ak mas napr. termistory s 680kΩ @25°C tak dakych par ohmov mozes zanedbat vacsinu casu.

[marioo]

Ďakujem za vysvetlenie veľa úspechov v meraní a aplikácii

[elmoto]

Je to zaujímavé nakoľko sa do centrálneho vedenia vedúceho do riadiaceho centra/velínu bude tahat podstatne menej vodicov. Dá sa to jednoducho nakalibrovať rovnako ako keď sa ťahajú samostatné vodiče od každého čidla. Ohľadom bezpečnosti čo sa stane ak sa jeden merací vodič preruší? Koľko meraných odporov sa nebude dať zmerať? Asi tu je problém prečo sa to v kritickych aplikaciach nepoužíva.

[daqq]

Ohľadom bezpečnosti čo sa stane ak sa jeden merací vodič preruší? Koľko meraných odporov sa nebude dať zmerať?

Dobra otazka. Dost by zalezalo od sposobu akym sa prerusi.

Ak sa napriklad prerusi len jeden spoj na odpor (tj. vodic ostane cely, no jeden odpor sa odpoji) tak ten odpor bude vyhodnoteny ako velmi vysoka impedancia a ostatne budu vphode.

Ak sa odpoji jeden cely vodic tak predpokladam (nie som si isty), ze cele meranie bude davat nezmysly nakolko uz nebude platit sada rovnic pre normalne zapojenie. Asi by to vyhodnotilo vsetky odpory pripojene k prerusenemu uzlu ako rozpojene resp. velmi vysoka impedancia a ostatne odpory by boli vyhodnotene s nespravnou hodnotou ktora by mala suvis so serioparalelnou kombinaciou tych odpojenych... no, proste vysla by uplna blbost. Ale dobrou spravou je, ze by sa dalo velmi jednoducho zistit, ze rovnice nesedia (viac nez normalne ) a teda vyhlasit chybu.

[daqq]

Jak som slubil: Hardware: http://www.daqq.eu/?p=1676

[5ko]

A reálne využite v praxi? (konkrétne) ?

Chlapi, musíte mi prepáčiť môj vstup, ktorý je tak trochu mimo elektro,
ale ked som uvidel to grafické znázornenie, zaujal ma princíp,ktorý sa presne zhoduje s mojím spôsobom štrngania si s oslávencom pri nejakej oslave.
Takto jednoducho sa snažím už roky pri rodinných či iných oslavách, zaviesť poriadok do štrngania si ,aby nedochádzalo k tomu, že si ludia štrngajú krížom krážom,viac rozlejú ako vypijú a stáva sa ,že si niektorí štrngnú dvakrát, a niektorí ani raz.

No a práve tento princíp je v tom grafe, takže ,ak je oslávenec A tak si začne štrngať doprava -ako sa kosí,/alebo ako v grafe dolava/s najbližším v kruhu ,potom ďalším a ďalším, až príde k poslednému stojacemu vlavo vedla neho .Potom si začne tým istým spôsobom štrngať ten prvý po pravej strane s ostatnými ,znovu doprava.... až sa tak všetci vystriedajú a nikto nebol vynechaný.
Ono by to platilo v elektrotechnickom programe,ten poslúcha zadané príkazy,ale medzi ludmi sa vždy stane, že sa najde niekto nedočkavejší /smädnejší/ ako ostatní a celé to pokazí.

[oravan]

Majo tak na zdravie

[daqq]

ale ked som uvidel to grafické znázornenie, zaujal ma princíp,ktorý sa presne zhoduje s mojím spôsobom štrngania si s oslávencom pri nejakej oslave.
Takto jednoducho sa snažím už roky pri rodinných či iných oslavách, zaviesť poriadok do štrngania si ,aby nedochádzalo k tomu, že si ludia štrngajú krížom krážom,viac rozlejú ako vypijú a stáva sa ,že si niektorí štrngnú dvakrát, a niektorí ani raz.

Vzneseny ciel Len mas problem, ze pocet strngnuti ti rastie stovrcom strngajucich (tj kazdy s kazdym prave raz). Dojde k N*(N-1)/2 strngnutiam. Uz pri 20 ludoch je 190 parov strngnuti, s tym, ze kazdy zo zucastnenych si strngne 19 razi. Co je trocha neprakticke