Seleccionar comunicación entre microcontroladores a alta temperatura

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Me asignaron a un proyecto para encontrar la mejor comunicación posible entre varias placas de PCB que tienen microcontroladores para una función específica. Necesito que todos los microcontroladores se comuniquen con la placa principal que contiene una CPU.

Necesito enviar información de la placa base a los controladores y recibir una respuesta de los controladores. Cada placa controladora está diseñada para un propósito específico. No necesito comunicarme entre los microcontroladores, pero incluso si un microcontrolador no se comunica, no afectará a los demás. Actualmente, necesito tener seis microcontroladores que se comuniquen, pero en el futuro más que eso. Quiero evitar más conexiones por cable entre la placa base y los otros controladores (debería ser menos).

La comunicación no debe verse afectada por la temperatura (250 ° F (120 ° C)) y la presión (alta). La distancia entre la placa base y el controlador final puede ser más de un metro. ¿Qué tipo de controladores son los mejores? Necesito realizar algunos cálculos y lecturas de sensores. Cada placa tiene más de dos sensores. Necesito realizar algunos cálculos sobre las lecturas del sensor o enviar valores directamente.

Soy nuevo en este tipo de proyecto. He buscado la mejor comunicación, pero estoy confundiendo cuál es la mejor. Algunas personas me sugieren que use la comunicación CAN. Si elijo la comunicación CAN, ¿qué tipo de microcontroladores es mejor? He adjuntado un diagrama simple de cómo se verá como se muestra a continuación.

Diseño

microcontroller communication ethernet rs232 can verendra
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¿Puede confirmar que se espera que la temperatura vista por un micro sea 180ºC?
Andy alias
@Andyaka Lo siento, el rango de temperatura es de aproximadamente 100 a 120 grados. ¿Hay algún controlador atmel que tenga CAN incorporado?
verendra
¿Has consultado con Atmel? Si es así, no tiene sentido que lo haga. Si no lo has hecho, ¿por qué no? He usado PIC en dos trabajos recientes a 120 ° C cuando se especificaron a 85 ° C; ambos trabajos funcionan y continúan funcionando, pero probablemente no obtendrás ninguna confirmación de eso de ningún proveedor porque ¿por qué deberían hacer pruebas especiales para ti o para alguien? con requisitos de baja cantidad.
Andy alias
CAN suena como un buen ajuste, excepto que no nos ha dicho el ancho de banda, por lo que no podemos decirlo. A un metro o unos pocos metros, puede ejecutar CAN a 1 Mbit / s. Muchos micros vienen con CAN incorporado. Por ejemplo, he usado el PIC 18F25K80 bastante para este tipo de aplicación, pero hay muchos otros dentro de la línea PIC y de otros fabricantes. Es posible que tenga que obtener piezas de rango de temperatura extendido, pero cubrir 82 grados C no será un problema.
Olin Lathrop
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Una cosa que deberá tener en cuenta es que no podrá utilizar una cantidad significativa de componentes pasivos comunes. A 82 ° C, las tapas electrolíticas no son una opción. Tendrás que ser todo tantalio. Además, muchos dieléctricos de tapa de cerámica están fuera. Una tapa de cerámica Z5U se habrá desviado bastante lejos de su valor nominal en ese punto. Básicamente, necesitará piezas especificadas y clasificadas para esas temperaturas, y para asegurarse de que los cambios de valor causados ​​por la alta temperatura no afecten negativamente el comportamiento de su sistema.
Connor Wolf

Respuestas:

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Si elige CAN, entonces el "mejor" micro es uno con CAN incorporado (muchos tienen esto, Coldfire MCF5225x es un ejemplo).

I2C o RS485 / RS422 también son buenas opciones, dependiendo de las características eléctricas de la situación (distancia, ruido, potencia). El resto se reduce al protocolo que utiliza para comunicarse: cómo abordar los mensajes, controlar el flujo y evitar colisiones.

Le deseo buena suerte al encontrar un micro que funcione a 180c, las especificaciones automotrices superan los 125c y no creo que incluso las especificaciones militares mejoren drásticamente.

Debe comenzar con la capa 1 (eléctrica) para determinar qué debe hacer la interfaz física, después de eso es principalmente un problema de software sobre cómo hablar. En estos días, Ethernet podría incluso ser una opción viable si los micros tienen espacio para ejecutar un sistema operativo modesto.

John U
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Perdón por el malentendido, el rango de temperatura es de aproximadamente 100 a 120. ¿Hay algún controlador atmel que tenga CAN incorporado?
verendra
@verendra atmel.com/products/automotive/default.aspx Creo que sus procesadores automotrices probablemente tengan CAN. Yo uso PICs yo mismo.
Kenny
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@verendra: por amor al zog, SIEMPRE incluya la unidad cuando describa la temperatura. 120 ° C es MUY diferente que ° F.
Connor Wolf
@ConnorWolf Lamento mucho el error que he cometido aquí. Estoy tratando de encontrar componentes que se mantengan a 120ºC.
verendra
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Debe pensar en las temperaturas: ¿es 120 ° C de temperatura ambiente, 120 ° C dentro de la caja, 120 ° C en el micro? ¿Hay enfriamiento? ¿Aficionados? ¿Disipadores de calor? Peltiers? ¿Puedes alejar el micro del calor (coloca el sensor en un cable más largo) para reducir el calor? 120C no es tanto un problema como el ciclo térmico si la unidad se realiza un ciclo regular entre 120C y, por ejemplo, 10-20C ambiente, la expansión / contracción de la fractura de la soldadura articulaciones, etc.
John T
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Puede consultar http://www.keil.com/dd/chip/3648.htm LPC 2129 ARM7TDMI-S con soporte CAN. Esto puede ayudar si arregla su interfaz como CAN. También puede tener conectores y cables industriales o de grado MIL debido a su restricción de temperatura. Echa un vistazo a proveedores como cables radiantes, conectividad TE, Amphenol, conectores aliados que fabrican cosas para entornos de alta temperatura. Además, puede ver algunos materiales resistentes al calor como el teflón que ayudan a proteger la interfaz de comunicación.

AAI
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¡Bienvenido al intercambio de pilas de ingeniería eléctrica! Hay varios procesadores con soporte CAN ... ¿por qué sugirió este? ¿Se especifica para operación a 120C? Si es así, incluya esos detalles en su respuesta. Si no, entonces no has ayudado al OP.
Joe Hass
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Para CAN (y recomendaría encarecidamente CAN para su configuración), recomiendo el LPC11C24 , un ARM Cortex-M0. Creo que es el único que ya tiene incorporado el transceptor, por lo que no es necesario un chip adicional para implementar la capa física (como es habitual en el resto de microcontroladores CAN). También tiene algunas librerías C agradables y fáciles de usar ROM incorporadas para CAN y CANOpen estándar.

davidrojas
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La familia Freescale S08D o alguna Kinetis barata tiene CAN y soporte a 125ºC. Sin embargo, los valores más altos de temperatura solo se obtienen en chips valiosos en Freescale (fuente: búsqueda paramétrica). ¡Prueba la búsqueda paramétrica de todos los sitios!


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La mayoría de los dispositivos de la mayoría de los fabricantes están disponibles en grado automotriz o militar con una clasificación de 125ºC, ¿esta información no parece particularmente especial?
John U
Aunque he encontrado valores altos. No lo he mencionado porque la pregunta establece solo 120 grados y parece demandar uC baratos. Pero mi respuesta no fue muy útil.
TI tiene pocos productos destinados a 150C ti.com/product/msp430f2619s-ht
Lior Bilia
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CAN es bastante complicado en la implementación de software.

¿Por qué no utilizar RS-485, que también es estándar industrial? Hay muchos transceptores RS-485 con soporte de temperatura de 125'C.

Kamil
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