Un modo per determinare la posizione di un connettore simmetrico

Ho una vecchia coppia personalizzata di connettori in uso da quello che sarà un gran numero di sistemi. I connettori sono madre / padre e simmetrici, in quanto non hanno una guida meccanica per consentire all'utente di collegarlo nella posizione "giusta".

Non riesco a modificare il dispositivo padre e il connettore in alcun modo.

I 4 pin sono: VCC GND Rx Tx. Ho un'alta tensione sul pin di alimentazione e la logica Rx / Tx è a 5V. L'orologio Rx / Tx è preimpostato su un valore particolare.

Pertanto, il connettore padre può essere inserito in 4 possibili modi.

La madre fornisce al padre un VCC inferiore a 1000 V e inferiore a 100 A se e quando i pin sono "allineati". Fino ad allora, i dispositivi possono comunicare tramite Rx e Tx @ 5V (è presente una piccola batteria ricaricabile sull'estremità del connettore padre).

Le custodie dei connettori e dei dispositivi non sono conduttive.

Devo essere in grado di rilevare l'orientamento / come è inserito il connettore padre in modo da poter trasmettere correttamente corrente e segnali, in modo che i dispositivi si colleghino e parlino indipendentemente da come sono collegati i connettori.

Qual è il modo migliore per raggiungere questo obiettivo? Per "modo migliore" intendo il minor numero di componenti / FET / relè / diodi. Posso usare qualsiasi tipo di MCU da parte mia, stavo guardando una classe L0 da STM.

NB: un dispositivo elettromeccanico dietro il connettore madre, sotto forma di un disco, viene ruotato da un motore a passi di 90 'in senso orario (in pratica vengono fatti fino a 4 "tentativi" fino a quando i segnali sono correttamente allineati) è stato proposto attraverso un altro canale, non sto cercando questo tipo di soluzione, ho bisogno di qualcosa di solido, senza parti in movimento.

connector

— Nick M
fonte

Non riesco a pensare a nessuna soluzione che non ti costerà di più che buttare via quei connettori e comprare nuovi connettori o custodie.

— Trevor_G,

A proposito: hai un altro problema che non hai menzionato. Devi essere in grado di rilevare anche quando è scollegato, quindi un po 'idiota non lo scollega quando è acceso e lo ruota e lo ricollega.

— Trevor_G

Dici che questo non può essere modificato a causa delle certificazioni, ma onestamente qualsiasi "certificazione" che ha permesso di utilizzare questo connettore per 1000 V vale meno di zero. Vorrei andare via. Non vale la pena morire e qualsiasi soluzione a questo sarà intrinsecamente rischiosa. Fondamentalmente non è possibile dimostrare che il microcontrollore (o qualsiasi altra cosa) non possa bloccarsi e lasciare il potere in uno stato pericoloso.

— Evan,

@NickM: (1) Nessuno ha chiesto, ma che cos'è esattamente il dispositivo? (2) Perché sarebbe stato progettato senza un connettore polarizzato? (3) Qual è il protocollo seriale? (4) Puoi approfondire in che modo TX / RX sono riferiti a GND? (5) Dovresti condensare tutti i punti sollevati qui di nuovo nella tua domanda.

— Transistor

Ovviamente. L'alta tensione, l'acqua salata e gli stupidi regolamenti dovevano essere coinvolti, tutti allo stesso tempo. Soprattutto acqua salata. Per la cronaca, affermerò che questa è una cattiva idea, nel caso in cui qualcuno venga fulminato.

— peufeu,

Risposte:

Dal momento che la cosa che stai collegando sta spingendo fuori una tensione relativa al pin di terra sulla linea Tx (e forse un pullup su Rx) dovresti essere in grado di utilizzare un circuito come quello sotto come inizio.

schematico

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

Tirare ciascun perno a terra uno alla volta ed esaminare quali altri perni stanno tornando indietro. Dovresti essere in grado di capire quale pin è il pin di terra reale in quel modo. Una volta che lo sapete, scambiate i segnali TX / RX sui pin corretti (non mostrati) e verificate la comunicazione prima di accendere il P-MOSFET di alimentazione appropriato.

Una volta che sai quale è messo a terra e lo hai acceso, rilevare la spina che viene tirata dovrebbe semplicemente essere una questione di monitoraggio del transistor sulla linea Vcc.

— Trevor_G
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È possibile utilizzare un circuito simile al cambio a barilotto a due stadi per consentire la rotazione dei segnali di 0, 90, 180 o 270 gradi:

schematico

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

È possibile utilizzare relè a stato solido o meccanici per gli interruttori. Vi sono solo due segnali di controllo, che consentono 4 possibili impostazioni corrispondenti ai 4 possibili orientamenti.

Per trovare l'orientamento corretto, basta passare attraverso le impostazioni fino a ottenere un segnale RX / TX valido. Poiché l'alimentazione ad alta tensione non è abilitata prima di trovare l'orientamento corretto, la logica deve gestire solo + - 5 V sui segnali rx / tx. Un semplice resistore in serie e un morsetto a diodi potrebbero essere sufficienti.

(Ovviamente sarebbe intelligente avere una sorta di protezione da caduta nel caso in cui l'alta tensione finisca sui pin sbagliati, ma questo è un argomento sufficiente per un'altra domanda.)

— jpa
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