Atmega8 pomiar U. Rozdzielczość powyżej 12 bitów. Zastosować lm331?

Question

Witam, jak za pomoca atmega8 zmierzyc napiecie z rozdzielczoscia powyzej 12bit, wystarczajaca czestotliwosc probkowania 10 probek/s ( robie variometr / wysokosciomierz, bardziej istotna jest stabilnosc niz dokladnosc ) zastosowac lm331 czy zenetrzny adc?

ktrot · Accepted Answer

Wspomniana przez CH.M. metoda (opisana przez Atmela) nadaje się wyłacznie do sygnałów wolnozmiennych, takich jak z czujnika ciśnienia czy mostków. Z precyzyjnym źródłem napięcia nie byłoby duzo kłopotów - maxim robi gotowce o dokładności kilku ppm niemniej precyzyjne źródło napięcia przy metodzie oversamplingu nie jest konieczne. Założenie tej metody polega na tym aby popsuć mierzony sygnał lub właśnie źródło odniesienia ( popsuć czyli dołożyć szum). Tyle, ze ja bym poszedł o wiele dalej ponad teoretyczne 4x więcej pomiarów na 1 bit rozdzielczości i wykorzystał całą moc ADC czyli usredniał i przesuwał wyniki z ponad tysiąca pomiarów (redukując prędkość ADC do kilku, kilkunast pomiarów/s). Więcej szczegółów w nocie AVR121.

crazy_phisic · Answer

Jaki zakres napięcia wejściowego? ADC za Ciebie dokona konwersji i poda konkretny wynik. Z przetwornikiem V/F będziesz miał trochę więcej zabawy. Kwestię rozdzielczości można omówić dopiero znając wszystkie elementy układu - typ czujnika, ewentualne bloki pomocnicze.

gumowaty · Answer

zakres napiecia 1,012725 v wymagany krok conajmniej 0,0002v preferowany 0,0001 (rozdzielczosc 12 - 14 bit )

medicb · Answer

Umax wejściowe atmegi8 to 5V / krok 1024 co daje 0,004882812V

gumowaty · Answer

adc atmegi ma za mala rozdzielczosc do tej aplikacj, jak bym sie skusil na pomiar wysokosci 0-1000m to mogl bym osiagnac rozdzielczosc ok 1m ale tu jest potrzebny przedzial conajmniej 2000m przy rozdzielczosci 0,25m, dlatego zastanawiam sie nad uzyciem lm331 ew adc 16bit AD7683, problem bladu wysokosci nie jest tak istotny (atnosfera jest i tak niejednorodna ), ale dla variometru im wyzsza rozdzielczowsc tym wieksza czulosc, a ten parametr jest dla mnie najistotniejszy

Adamelek · Answer

ATmega8 mierzy napięcie A/D w zakresie między masą a napięciem odniesienia, które może być ustawione jako napięcie zasilania (5 V), wewnętrzny wzorzec napięcia 2,56 V. Skoro zamierzas mierzyć napięcie niewiele przekraczające 1 V wybór wewnętrznego napięcia odniesienia jest lepszym rozwiązaniem, ponieważ wtedy rozdzielczość pomiaru wyniesie 2,56 /1024 = 2,5 mV. Jeśli jednak podłączyłbyś napięcie odniesienia z zewnątrz na pin Aref i napięcie to byłoby tylko odrobinę większe od Twojego maksymalnego napięcia z czujnika, a tym wypadku ja piszesz jest to 1,012725 V, to po podzieleniu na 1024 dostaniesz rozdzielczość w okolicy 1 mV. Pozostaje kwestia zakłóceń, stabilność itp. ale jest szansa zmieścić się w założonej dokładności.

Ops!
Przepraszam, teraz doczytałem, Ty potrzebujesz 0,1 mV. To niestety 10 razy dokładniej niż uzyskasz z samej ATmegi. Potrzebny lepszy przetwornik.

crazy_phisic · Answer

Może AD7788, ma znacznie mniejsze szumy własne i efektywne 16 bitów kosztem tylko około 16 pomiarów na sekundę. Do tego AD1580.
Ale to tylko wyliczenia i kalkulacje, każdy element w torze pomiarowym przy takich rozdzielczościach będzie wnosił sporo "własnych" dodatków i pozostanie jeszcze kwestia (możliwe że najważniejsza) PCB.

Ch.M. · Answer

Każde podwojenie liczby pomiarów powoduje wzrost dokładności ADC o 1bit, czyli mierząc nie raz a 256 dostajesz rozdzielczość rzędu 18bitów (tak na prawde sporo mniej) Piszesz ze bardziej interesuje Cie rozdzielczość pomiarów niż rzeczywisty wynik, więc zastanów sie nad moja sugestią. Uref można ustawić jakimś stabilizatorem zewnętrznym na powiedzmy 1,024V i aby uzyskać rozdzielczość 0,1mV wystarczy rozdzielczość 14bit czyli 16pomiarów (dla lepszych parametrów weżmy 64pomiary) Przeciętny ukontroler ATmega potrafi wycisnąć do 15k próbek/s
Najważniejsze aspekty Twojego zadania to:
wysoka stabilizacja napięcia oraz odpowiednio dobrze zaprojektowana płytka

Pozdrawiam

crazy_phisic · Answer

Ch.M. Takie rozwiązanie nie ma racji bytu dla wolnozmiennego napięcia z czujnika. Pomysł ze źródłem napięcia Uref również nie należy do udanych. Dla precyzyjnych pomiarów najważniejsze jest stabilne Vref, a takiego nie zbudujesz bez wyspecjalizowanych elementów.

Atmega8 pomiar U. Rozdzielczość powyżej 12 bitów. Zastosować lm331?

Post #1

Post #2

Post #3

Post #4

Post #5

Post #6

Post #7

Post #8

Post #9

Post #10

Podsumowanie tematu