Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
HeluKabel Akademia WiedzyHeluKabel Akademia Wiedzy
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Wykrywanie obrotów koła i rozdzielczość 16bit z czujnika potencjometrycznego

23 Mar 2012 17:21 2223 9
  • Level 26  
    Witam kolegów.
    Zwracam się dzisiaj z dwoma zagadnieniami. Pierwsze dotyczy wykrywania obrotów koła. Na kole o średnicy 16cm chciałem zamieścić 2 magnesy. Oczywiście chce wykrywać obroty tego koło. W tym przypadku mam dokładność drogi przebytej prawie 25cm i mnie to zadowala. Ewentualnie jak będę chciał mogę podwoić dokładność podwajać liczbę magnesów. Nie wiem teraz jakie czujniki zastosować. Wiem że mogą to być kontaktrony, czujniki halla lub czujniki pola magnetycznego. Wstępnie zdecydowałem się na ten czujniki halla, ale może źle? Może powinienem rozważyć inne opcje? Zależało by mi aby był w obudowie, tak żebym mógł bo bez większych problemów przykręcić w miejscu pracy. Czy czujnik halla, w takim zastosowaniu, będzie lepszy od kontaktrona lub czujnika pola magnetycznego?

    Drugi temat, to precyzyjne pomiary ADC. Całe urządzenie będzie zasilane z instalacji +12V z samochodu. Chciałem uzyskać rozdzielczość 16bitów odczytów wartości z czujnika potencjometrycznego. Wstępnie wybrałem przetwornik ANALOG DEVICES AD7705BRZ nota PDF tutaj. Jego parametry mnie zadowalają w pełni. Z oprogramowaniem sobie oczywiście poradzę. Więc kilka głównych pytań:
    1. Czy powinienem wykorzystywać precyzyjne źródło nap. referencyjnego? Wstępnie wydaje się że niby tak. W końcu ma być precyzyjnie. Jednak jak dobrze rozumiem temat, to w moim przypadku nie da to jakichś tam super rezultatów, ponieważ mój potencjometr będzie zasilany z tego samego napięcia które będzie napięcie referencyjnym potencjometru. Czyli to pływanie będzie i na przetworniku i na czujniki czyli będzie po obu stronach równania, czyż nie?
    2. Zasilanie z instalacji samochodowej jest czymś nad czym będę musiał spędzić sporo czasu. Spodziewam się dużych szumów na odczycie z przetworników z tego powodu. Może powinienem z tego pomysłu w ogóle zrezygnować i zasilić urządzenie z baterii? Jeżeli nie to czy powinienem poczynić jakieś szczególne kroki przy filtrowaniu, poza kondensatorami tantalowymi, dławikiem i jakimiś ferrytami? Jak by ktoś miał schemat takiego dobrego filtra to z chęcią obejrzę.
    3. Sam układ nie będzie pobierał zbyt dużo prądu. Pewnie około 50mA z 3,3V. Ze względu na charakter urządzenia (ograniczenie szumów) i niski prąd chyba najrozsądniejsze rozwiązanie, to zastosowanie stabilizatorów liniowych. No chyba żeby zrobić tandem przetwornicy 12V -> 5V i z 5V LDO na 3.3V. Boje się tylko że przetwornica wprowadzi szumy na ADC. Słuszne obawy?

    Będę wdzięczny za wszelkie sugestie.
    Pozdrawiam
  • HeluKabel Akademia WiedzyHeluKabel Akademia Wiedzy
  • Moderator on vacation ...
    Witaj.
    Co to za czujnik potencjometryczny?
  • HeluKabel Akademia WiedzyHeluKabel Akademia Wiedzy
  • Level 26  
    Liniowy potencjometr o zakresie ruchu 100mm i dokładności 0,01mm. Nie mam teraz tutaj typu, tylko na komputerze w domu. Pamiętam tylko że z jakichś tam polimerów. Jego rezystancja to 4.7kOhm
  • Moderator on vacation ...
    Typ niepotrzebny - ważne parametry.
    100 / 0,01 = 10 000 = binarnie 10 0111 0001 0000
    czyli wystarczy 14 bitów.

    Co do odkłócania zasilania ADC to sobie jakoś poradzisz, ale bardziej bałbym się o mierzony sygnał - napisz coś więcej o nim.
  • Level 26  
    Twoje obliczenia są słuszne i jak uzyskam te 14bitów dokładności z przetwornika 16bitowego (który ma błąd 1 bita) to też będę zadowolony.

    No sygnałem będzie wspomniany czujnik na 2 metrowym kablu. Mierzy wychylenie w podanym zakresie. Chciałbym uzyskać przy ADC taki stan, że podłączając na takim kablu dzielnik napięciowy 2 rezystorów napięcie nie będzie pływać bardziej niż na 2 LSB.

    Co do sygnału to tutaj trochę się boję (może nie słusznie). Wiper current będzie dosyć niski i pójdzie 2 metrowym przewodem. Taka antena może zostać zakłócona przez linie zasilającą z auta, przynajmniej w mojej teorii :) Ekranowany kabel może te wahania rozwiązać.

    Może martwię się trochę na zapas, ale lepiej zebrać doświadczenia ludzi którzy robili podobne rzeczy w jednym miejscu, niż wyważać otwarte drzwi. Lekturę już odrobiłem, tak czy inaczej rzucę schematem części analogowej i filtrowania do przejrzenia.

    Ktoś wrzuci jakieś 3 grosze nt. czujników (hall, magnetyczny czy kontaktron)?

    Pozdrawiam
  • Level 38  
    Co do zasilania- no to mam wątpliwości.
    Szumy z zasilania będą na poziomie 100uV.
    To sporo.
    2m przewodu od źródła sygnału i 16 bitów.
    Chyba się nie da.
    W samochodzie jest sporo zakłóceń.
    Raczej- oddzielna płytka z ADC przy samym czujniku i dopiero z niej transmisja.
    No i układ czujnik- przetwornik raczej w ekranie.
  • Level 26  
    Dzięki za pomoc.

    Samo urządzenie będzie pracowało na przyczepie na której nie będę pracowały żadne inne urządzenia elektryczne (żadnych świateł migaczy itp). Zasilanie pociągnę z gniazda haka lub gdzieś z auta, chociażby z zapalniczki. Może powinienem już w aucie jakiś filtr zamontować? Ferryty na przewód tutaj raczej chyba się nie nada, bo z tego co się orientuje, to jest na wysokie częstotliwości skuteczne.

    Wykrywanie obrotów koła i rozdzielczość 16bit z czujnika potencjometrycznego

    "naszkicowałem" schemat zasilania i części analogowej.

    Jak możecie to rzućcie okiem.

    Jak jakie dławiki najlepiej zastosować. Jaka indukcyjność i jaki typ.

    Czy na linii sygnałowej warto coś dołożyć żeby odfiltrować zakłócenia? Jakieś kilka pf do masy?

    Zastosować jakiś lepszy stabilizator od klasycznego L7805? Czy może zrobić przetwornicę np na LM2674?

    Ekranowanie przewodu do czujnika podłączyć do GND?

    Liczę na wasze wyczucie i doświadczenie w dziedzinie zakłóceń, filtracji i elektroniki analogowej. Na tych rzeczach, niestety chociażbym chciał, się nie znam :)
  • Level 43  
    Nie oddzielaj masy anologowej od cyfrowej dławikiem, powinny być połączone i to najlepiej jak najbliżej AD7705 (czytaj w datasheet). REF192 nie jest LDO.
  • Level 26  
    REF192 będzie działał ok, bo ma drop-out max 1.4V. Ta wersja jest na 2.5V,

    Co do połączenia masy AGND z (D)GND to zrobić to tylko jednym miejscu, cienką ścieżką blisko przetwornika?

    Reszta dławików jakie powinny mieć najlepiej wartości? Czy są zbędne?

    =================== Edit ===================

    sorry rzeczywiście REF192 nie zadziała po podłaczyłem go do 3.3, a coś mi się ubzdurało że do 5.

    Pomoże ktoś z resztą pytań?
  • Level 26  
    Zdecydowałem się odfiltrować zakłócenia filtrem BNX002-01, może nie jest idealny, ale chyba nie zaszkodzi.

    Resztę zostawię w kwestii eksperymentu.

    Jedyne pytanie, to do czego podłączyć ekran kabla do czujnika? Do masy auta, do masy cyfrowej (za filtrem), czy do masy analogowej? Najbardziej właściwa wydaje się mi masa auta, bo jest "najmocniejsza". Spokojniejszy będę jednak jak ktoś poprze tą myśl.
pcbway logo