Szanowni Państwo!
Przedstawiam się i dziękuję forumowiczom
Jako nowy uczestnik forum witam wszystkich Uczestników
i przede wszystkim dziękuję, że mogłem przez wiele lat korzystać z Państwa wiedzy i doświadczenia. Jestem od wielu lat elektronikiem, mam Ojca krótkofalowca, który w ten temat niestrudzenie mnie wprowadzał za co Mu również w tym miejscu serdecznie dziękuję.
Jak wspomniałem, od wielu lat, jako użytkownik "read only" korzystam z Państwa głębokiej wiedzy na forum, za co serdecznie dziękuję. Mam trochę styczności z chińskim rynkiem elektroniki i mogę śmiało powiedzieć, że wielu chińskich konstruktorów może jedynie pomarzyć o wiedzy i umiejętnościach jakie wielu z Państwa tu posiada. Myślę, że pod tym względem polska myśl techniczna ma się czym poszczycić i utarty schemat jakoby w Chinach potrafili wszystko, a tutaj nic - można śmiało włożyć między bajki. Jest to raczej kwestia wielkości zamówień i sztucznego, odgórnego zduszenia rodzimego rynku elektronicznego.
Będąc przy głosie powiem jeszcze, że w wielu przypadkach dyskutanci z niniejszego forum nie zdają sobie sprawy, jak wiele ich dyskusja może pomóc i nakierować innych, którzy nawet po kilku latach odszukują temat. Nieraz czytałem stwierdzenia, że wypowiedź niewiele wnosi i aby zamykać temat, a dla mnie akurat ta wypowiedź była rozwiązaniem poważnego problemu. Dlatego jeszcze raz dziękuję wszystkim, z których wiedzy mogłem korzystać i mam nadzieję, że nieraz moja skromna wiedza też się komuś przyda.
Moja przetwornica DcDc step-down
Opisuję tu mój układ (bo może komuś się przyda) oraz, w dalszej części miałbym kilka pytań.
Wykonuję którąś już wersję przetwornicy DcDc step-down. Przetwornica z napięcia wejściowego 21 V do 34 V ma dawać ok. 19 V i ma zasilać do 8 rzędów diod LED Power (na schemacie są narysowane tylko 4 rzędy)
Prąd w żadnym z rzędów nie może przekroczyć 700 mA i sterując tym napięciem wyjściowym ~ 19 V można uzyskać ok. 700 mA w każdym rzędzie. Fluktuacje prądów w gałęziach są niewielkie, nie przekraczają 10 mA, bo LED-y w gałęziach są identyczne.
Głównym moim problemem jest jak najprostszy sposób pomiaru tego prądu do 700 mA w 7-8 gałęziach jednocześnie za pomocą mikrokontrolera.
W pierwszych próbach używałem procka Atmega48PA. Końcówki oporników pomiarowych RN – PM1 ... PM4 dołączałem bezpośrednio na wejścia Atmeg-i: ADC0... ADC3 i mierzyłem ich napięcie. Prąd Irn = 700 mA przez opornik Rn = 0,3 ohm dawał napięcie ok. Urn = 0,21 V na wejściu ADC. Włączałem napięcie Vref na wewnętrzny wzorzec Atmeg-i – 1,1V. Moje napięcie Urn miało więc ok. 1/5 maksymalnego na ADC i pomiar w przetworniku 10 bitowym stawał się 8 bitowy. Dodatkowo, pomimo względnie stałego prądu Irn dwa, a nawet 3 bity przetwornika (bit 0 – 2) dawały fluktuacje tak, że pomiar zrobił się 6-ścio bitowy. To już bardzo mało zważywszy na to, że PWM Atmeg-i sterujący pośrednio pracą konwertera (tego nie ma na schemacie) musi być-10 bitowy, bo przy mniejszej rozdzielczości widać miganie diod LED.
Zatem muszę dążyć do zwiększenia dokładności pomiaru ADC niskiego napięcia w wielu kanałach i jeśli można - chciałbym prosić o sugestie jak to można zrealizować.
Wzmacniacz operacyjny w analogowym torze ADC procesorów
Oczywiście nie jest tak, że rzucam pytanie na forum i czekam, aż ktoś za mnie rozwiąże problem. Interesują mnie raczej Państwa doświadczenia.
Ja widzę następującą drogę. Otóż są procesory, które mają analogowy wzmacniacz sygnału w torze ADC. Poniżej przedstawiam zrzut z pdf-a procesora Attiny261A.
Ten procek jest dla moich celów „za mały”, bo ja jeszcze potrzebuję z 12 pinów do innych celów, ten zaś ma 20 nóżek, 11 odchodzi na ADC i zostaje niewiele. Jest za to dobrą ilustracją, bo również tor PWM ma dobrze rozbudowany.
Na Attiny261A można by uzyskać 7 wejść o wzmocnieniu x20 i 4 wejścia o wzmocnieniu x8. Wzmocnienie x8 byłoby tu najlepsze. Widać, że procek ma tzw. GAIN AMPLIFIER, na który przekierowuje się sygnały z ADCn.
Policzmy krótko: max napięcie Vref 1,1V na wyjściu wzmacniacza obsłuży max napięcie wejściowe na ADCn Vwej(x8) = 0,1375V. Przy prądzie Irn = 700 mA trzeba by użyć 2 oporników 1206: 0,39R i moc wydzielana na każdym z nich to ok. 50 mW. A zatem ze wzmacniaczem „GAIN AMPLIFIER” wszystko by się ulepszyło: mniejsze napięcie pomiaru to mniejsze straty na opornikach pomiarowych (zmniejszają sprawność przetwornicy tylko o 0,75%), to z kolei mniejsze ciepło, które pewnie wypacza pomiar. Zarazem rozciągnięcie zakresu pomiaru prawie na max zwiększa dokładność pomiaru – u mnie 5-cio krotnie.
Myślałem też nad zewnętrznymi wzmacniaczami operacyjnymi, ale to dodało by skomplikowania układu, trzeba by ustawiać opornikami wzmocnienie układu, miejsce na płytce, robocizna montażu itd., choć jeśli byłby jakiś 8 kanałowy wzmacniacz operacyjny to to można by rozważyć.
Zatem pozostaje wybór odpowiedniego procka. Jest to problem, bo mało z nich ma wzmocnienie na 8 kanałach. Np. Atmega32 tylko ma 3. Znalazłem jednak fajny procek ATXmega16A4. On z tego co widzę może obsłużyć 7 kanałów, bo 8 musi być pinem „negative”. Jest tam ustawiane wzmocnienie x2, x4, x8, x16, x32, x64.
A więc nieźle i jestem pod jego wrażeniem. Acha – ma ADC 12 bit-owe !!! i niesamowitą szybkość (widziałem jak ktoś zrobił na tym niezły oscyloskop). Na dodatek może robić całą masę innych, fajnych rzeczy, a kosztuje w TME 15,40 zł netto.
Czy procesory PIC mają wzmacniacze w ADC ?
Natomiast rozglądałem się też w procesorach PIC i tam bardzo mnie zainteresowała rodzina 16 bitowa PIC24. I tak np.:
PIC24F04KA201-I/SS 20 pin, za 6,85 zł netto;
PIC24FJ64GA004T TQFP44 , za 10,00 zł netto;
W takich cenach to bywają Attiny, a tu widzę, że w PIC są 3 zegary 16 bitowe i cała masa akcesoriów. Co do toru ADC, to w PIC24 tak to jest urządzone:
I tu jest właśnie główna przyczyna mojego postu: na rysunku widać, że sygnały z „AN” przechodzą do DAC poprzez wzmacniacz różnicowy „S/H”, który w pdf jest nazywany „A/D sample/hold amplifier”.
[http://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/39881b.pdf]
Czy jest to rzeczywiście wzmacniacz ?. Z jednej strony dalej w pdf-ie nie ma nigdzie żadnej wzmianki o wzmocnieniu wzmacniacza, tak jakby go nie było. Z drugiej strony nie chce mi się wierzyć, że w Attiny tyle lat temu stosowano takie wzmacniacze, a w takich wypasionych PIC-ach by ich nie było wcale ?
Stoję zatem przed wyborem procesora i wszelkie Państwa rady będą mi wielce pomocne.
Pytania w skrócie
Pyt1) Czy procesory PIC mają wzmacniacze operacyjne w torze ADC ? Czy może inne procesory NXP, ST mają w tym względzie dobre rozwiązania ?
Pyt2) Czy metodą pomiaru niskich napięć na ADC może być zmniejszanie napięcia Vref aby skrócić zakres ? Czy to stabilne rozwiązanie ? (w Atmega48PA gdy Vref < 0,7V to pomiary wariują)
Pyt3) Czy zmniejszanie fizycznych napięć i zwiększanie wzmocnień w ADC (np. x16, x32) nie wprowadzi dużych szumów i do jakich wzmocnień warto się już nie zbliżać ?
Pyt4) Czy są może lepsze metody pomiaru niskich napięć od podanych przeze mnie ?
Pyt5) Czy w ATXmega (3,3V) można uzyskać wyjściowe napięcia na portach I/O 5V poprzez jakiś otwarty kolektor („Totem-pole with Pull-down” ?) (bo w PIC o tym czytałem, że można)
Dziękuję.
Przedstawiam się i dziękuję forumowiczom
Jako nowy uczestnik forum witam wszystkich Uczestników
i przede wszystkim dziękuję, że mogłem przez wiele lat korzystać z Państwa wiedzy i doświadczenia. Jestem od wielu lat elektronikiem, mam Ojca krótkofalowca, który w ten temat niestrudzenie mnie wprowadzał za co Mu również w tym miejscu serdecznie dziękuję.
Jak wspomniałem, od wielu lat, jako użytkownik "read only" korzystam z Państwa głębokiej wiedzy na forum, za co serdecznie dziękuję. Mam trochę styczności z chińskim rynkiem elektroniki i mogę śmiało powiedzieć, że wielu chińskich konstruktorów może jedynie pomarzyć o wiedzy i umiejętnościach jakie wielu z Państwa tu posiada. Myślę, że pod tym względem polska myśl techniczna ma się czym poszczycić i utarty schemat jakoby w Chinach potrafili wszystko, a tutaj nic - można śmiało włożyć między bajki. Jest to raczej kwestia wielkości zamówień i sztucznego, odgórnego zduszenia rodzimego rynku elektronicznego.
Będąc przy głosie powiem jeszcze, że w wielu przypadkach dyskutanci z niniejszego forum nie zdają sobie sprawy, jak wiele ich dyskusja może pomóc i nakierować innych, którzy nawet po kilku latach odszukują temat. Nieraz czytałem stwierdzenia, że wypowiedź niewiele wnosi i aby zamykać temat, a dla mnie akurat ta wypowiedź była rozwiązaniem poważnego problemu. Dlatego jeszcze raz dziękuję wszystkim, z których wiedzy mogłem korzystać i mam nadzieję, że nieraz moja skromna wiedza też się komuś przyda.
Moja przetwornica DcDc step-down
Opisuję tu mój układ (bo może komuś się przyda) oraz, w dalszej części miałbym kilka pytań.
Wykonuję którąś już wersję przetwornicy DcDc step-down. Przetwornica z napięcia wejściowego 21 V do 34 V ma dawać ok. 19 V i ma zasilać do 8 rzędów diod LED Power (na schemacie są narysowane tylko 4 rzędy)
Prąd w żadnym z rzędów nie może przekroczyć 700 mA i sterując tym napięciem wyjściowym ~ 19 V można uzyskać ok. 700 mA w każdym rzędzie. Fluktuacje prądów w gałęziach są niewielkie, nie przekraczają 10 mA, bo LED-y w gałęziach są identyczne.
Głównym moim problemem jest jak najprostszy sposób pomiaru tego prądu do 700 mA w 7-8 gałęziach jednocześnie za pomocą mikrokontrolera.
W pierwszych próbach używałem procka Atmega48PA. Końcówki oporników pomiarowych RN – PM1 ... PM4 dołączałem bezpośrednio na wejścia Atmeg-i: ADC0... ADC3 i mierzyłem ich napięcie. Prąd Irn = 700 mA przez opornik Rn = 0,3 ohm dawał napięcie ok. Urn = 0,21 V na wejściu ADC. Włączałem napięcie Vref na wewnętrzny wzorzec Atmeg-i – 1,1V. Moje napięcie Urn miało więc ok. 1/5 maksymalnego na ADC i pomiar w przetworniku 10 bitowym stawał się 8 bitowy. Dodatkowo, pomimo względnie stałego prądu Irn dwa, a nawet 3 bity przetwornika (bit 0 – 2) dawały fluktuacje tak, że pomiar zrobił się 6-ścio bitowy. To już bardzo mało zważywszy na to, że PWM Atmeg-i sterujący pośrednio pracą konwertera (tego nie ma na schemacie) musi być-10 bitowy, bo przy mniejszej rozdzielczości widać miganie diod LED.
Zatem muszę dążyć do zwiększenia dokładności pomiaru ADC niskiego napięcia w wielu kanałach i jeśli można - chciałbym prosić o sugestie jak to można zrealizować.
Wzmacniacz operacyjny w analogowym torze ADC procesorów
Oczywiście nie jest tak, że rzucam pytanie na forum i czekam, aż ktoś za mnie rozwiąże problem. Interesują mnie raczej Państwa doświadczenia.
Ja widzę następującą drogę. Otóż są procesory, które mają analogowy wzmacniacz sygnału w torze ADC. Poniżej przedstawiam zrzut z pdf-a procesora Attiny261A.
Ten procek jest dla moich celów „za mały”, bo ja jeszcze potrzebuję z 12 pinów do innych celów, ten zaś ma 20 nóżek, 11 odchodzi na ADC i zostaje niewiele. Jest za to dobrą ilustracją, bo również tor PWM ma dobrze rozbudowany.
Na Attiny261A można by uzyskać 7 wejść o wzmocnieniu x20 i 4 wejścia o wzmocnieniu x8. Wzmocnienie x8 byłoby tu najlepsze. Widać, że procek ma tzw. GAIN AMPLIFIER, na który przekierowuje się sygnały z ADCn.
Policzmy krótko: max napięcie Vref 1,1V na wyjściu wzmacniacza obsłuży max napięcie wejściowe na ADCn Vwej(x8) = 0,1375V. Przy prądzie Irn = 700 mA trzeba by użyć 2 oporników 1206: 0,39R i moc wydzielana na każdym z nich to ok. 50 mW. A zatem ze wzmacniaczem „GAIN AMPLIFIER” wszystko by się ulepszyło: mniejsze napięcie pomiaru to mniejsze straty na opornikach pomiarowych (zmniejszają sprawność przetwornicy tylko o 0,75%), to z kolei mniejsze ciepło, które pewnie wypacza pomiar. Zarazem rozciągnięcie zakresu pomiaru prawie na max zwiększa dokładność pomiaru – u mnie 5-cio krotnie.
Myślałem też nad zewnętrznymi wzmacniaczami operacyjnymi, ale to dodało by skomplikowania układu, trzeba by ustawiać opornikami wzmocnienie układu, miejsce na płytce, robocizna montażu itd., choć jeśli byłby jakiś 8 kanałowy wzmacniacz operacyjny to to można by rozważyć.
Zatem pozostaje wybór odpowiedniego procka. Jest to problem, bo mało z nich ma wzmocnienie na 8 kanałach. Np. Atmega32 tylko ma 3. Znalazłem jednak fajny procek ATXmega16A4. On z tego co widzę może obsłużyć 7 kanałów, bo 8 musi być pinem „negative”. Jest tam ustawiane wzmocnienie x2, x4, x8, x16, x32, x64.
A więc nieźle i jestem pod jego wrażeniem. Acha – ma ADC 12 bit-owe !!! i niesamowitą szybkość (widziałem jak ktoś zrobił na tym niezły oscyloskop). Na dodatek może robić całą masę innych, fajnych rzeczy, a kosztuje w TME 15,40 zł netto.
Czy procesory PIC mają wzmacniacze w ADC ?
Natomiast rozglądałem się też w procesorach PIC i tam bardzo mnie zainteresowała rodzina 16 bitowa PIC24. I tak np.:
PIC24F04KA201-I/SS 20 pin, za 6,85 zł netto;
PIC24FJ64GA004T TQFP44 , za 10,00 zł netto;
W takich cenach to bywają Attiny, a tu widzę, że w PIC są 3 zegary 16 bitowe i cała masa akcesoriów. Co do toru ADC, to w PIC24 tak to jest urządzone:
I tu jest właśnie główna przyczyna mojego postu: na rysunku widać, że sygnały z „AN” przechodzą do DAC poprzez wzmacniacz różnicowy „S/H”, który w pdf jest nazywany „A/D sample/hold amplifier”.
[http://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/39881b.pdf]
Czy jest to rzeczywiście wzmacniacz ?. Z jednej strony dalej w pdf-ie nie ma nigdzie żadnej wzmianki o wzmocnieniu wzmacniacza, tak jakby go nie było. Z drugiej strony nie chce mi się wierzyć, że w Attiny tyle lat temu stosowano takie wzmacniacze, a w takich wypasionych PIC-ach by ich nie było wcale ?
Stoję zatem przed wyborem procesora i wszelkie Państwa rady będą mi wielce pomocne.
Pytania w skrócie
Pyt1) Czy procesory PIC mają wzmacniacze operacyjne w torze ADC ? Czy może inne procesory NXP, ST mają w tym względzie dobre rozwiązania ?
Pyt2) Czy metodą pomiaru niskich napięć na ADC może być zmniejszanie napięcia Vref aby skrócić zakres ? Czy to stabilne rozwiązanie ? (w Atmega48PA gdy Vref < 0,7V to pomiary wariują)
Pyt3) Czy zmniejszanie fizycznych napięć i zwiększanie wzmocnień w ADC (np. x16, x32) nie wprowadzi dużych szumów i do jakich wzmocnień warto się już nie zbliżać ?
Pyt4) Czy są może lepsze metody pomiaru niskich napięć od podanych przeze mnie ?
Pyt5) Czy w ATXmega (3,3V) można uzyskać wyjściowe napięcia na portach I/O 5V poprzez jakiś otwarty kolektor („Totem-pole with Pull-down” ?) (bo w PIC o tym czytałem, że można)
Dziękuję.
