Базовая плата: аналоговые входы

[KOT]

конденсатор ставим, все вроде решено.

[Sergey89]

http://www.freescale.com/files/analog/doc/user_guide/KT33812ECUUG.pdf

Screen Shot 2013-12-12 at 16.04.03.png

[rus084]

а почему вы ничего не делаете на биполярных транзисторах ?
с эмитерным повторителем и резистивными делителями напряжения . этоже проще = надежнее

[KOT]

а почему вы ничего не делаете на биполярных транзисторах ?
с эмитерным повторителем и резистивными делителями напряжения . этоже проще = надежнее

это к чему? вместо операционника?

[rus084]

вот примерно так :

[KOT]

Подбирать смещение базы, избавлятся от температурной нестабильности, а по размерам 1 канал может выйти большем чем 4 на ОУ

[rus084]

а если простые делители напряжения на 2 резисторах
входной ток у stm32 маленький . для защиты стабилитрон .
так почему нельзя?

[KOT]

Я уже писал неоднократно, можно zavdimka так делает, но в даташите на стм приводится формула расчета сопротивления источника от частоты дискритезации, и сопротивление источника кажись меньше килоома на максимальной частоте выборки.

[AndreyB]

Я уже писал неоднократно, можно zavdimka так делает, но в даташите на стм приводится формула расчета сопротивления источника от частоты дискритезации, и сопротивление источника кажись меньше килоома на максимальной частоте выборки.

Давайте кто-то этот вопрос уточнит? Потому что мне кажется что нет, не всё так жёстко - совсем не килоом. Я лично делал операционники только ради изоляции и работы параллельно заводскому блоку.

[Sergey89]

От сопротивления зависит время преобразования, т.к. через него заряжается внутренний конденсатор АЦП. И если установить время недостаточным, то показания будут недостоверными.

Датчики мы решили питать от 5 В и если после резистивного датчика поставить делитель до 3.3, то делитель получится подключен параллельно датчику.

[AndreyB]

А какой план - вот например аналоговые входы они будут отдельным листом на схеме? В том смысле, что если это будет отдельным листом и мы сможем оформлять листы минимально в едином стиле, то может быть я смогу какие-то листы копировать в своего франкенштейна?

И вообще - пора ли схему официально опубликовать?

[Sergey89]

Всё на отдельных листах, но я использую свою библиотеку компонентов. Сейчас я найду время и дорисую схемы.

[Sergey89]

Вариант упрощённого входа для резистивных датчиков с питанием 3.3 В.

[Sergey89]

Похоже, что такой вариант без внешних защитных диодов идёт на помойку. Входы АЦП подключены к 5 В толерантным входам МК. А судя по даташиту положительная инжекция тока в такие входы не допускается. Это значит, что вход не выдержит напряжения больше чем Vdd+4 В.

[Sergey89]

Исправленный вариант.

Вообще схема задумывалась как универсальная для любого датчика без применения ОУ для упрощения и удешевления. Но с ней приходится балансировать между выходным импедансом для АЦП и входным импедансом для датчика. Например датчик давления MPX4250 имеет выходной ток всего лишь 0.1 мА, что требует довольно высокого входного сопротивления, что в свою очередь не желательно для АЦП. Поэтому несколько каналов лучше всё таки согласовать при помощи ОУ.

[KOT]

А почему защитные диоды подключены к +5V, а не к 3,3 ? защита от отрицательного напряжения не предполагается?

[Sergey89]

Можно и к +3.3 В подключить. Просто входы АЦП подсоединены к 5В толерантным входам и по идее они могут до 3.3+4 В выдерживать без проблем. Для защиты от отрицательного напряжения будут работать встроенные в МК диоды.

[Sergey89]

Всё таки нужно отказываться от ОУ там где можно. Основная проблема в том, что так называемые rail to rail ОУ не дотягивают до полюсов питания сотни мВ и чем ниже сопротивление нагрузки ОУ тем больше эта разность. Получается так, что для того, чтобы ОУ мог максимально подтянуться к полюсам нужно его нагружать на большое сопротивление, что в свою очередь не желательно для АЦП. На практике всё может быть хорошо, но нужно ориентироваться на параметры из даташитов. В итоге используется не весь динамический диапазон датчиков и затрудняется их диагностика. Наверное есть качественные ОУ которые могут подтянуться к полюсам максимально близко, но цена их будет высока.

Вот для примера вырезка из даташита LMV324, которые сейчас используются в франкенштейне.

Screen Shot 2014-05-20 at 9.50.03.png

При тех номиналах, которые сейчас указаны на схеме франкенштейна диапазон на выходе составляет 0.4 - 4.6 В. Если повысить до 10 кОм сопротивление, то получится диапазон 0.28 - 4.8 В.

В итоге может получиться так, что запитать датчики от 3.3 В будет во всех смыслах выгоднее чем от 5 В.

[puff]

осталось понять, где они (опампы) реально нужны, а где нет. вообще я так понял, они нужны были для того, чтобы можно было подцеплять наш блок в параллель к стоковому, чтобы не влиять при этом на показания датчиков.
и еще, как при этом будут влиять на показания защитные диоды? (купил bat54)

завтра-послезавтра доберусь до платы/авто, поэтому сейчас наиболее актуально подключение ДТОЖ и ДАД - откуда их питать? (ДАДу надо 5В - модель от GM - но хз какой ток он при этом потребляет), нужен ли в этой цепи опамп? диоды?

[Sergey89]

Параллельное подключение к датчику это одна из возможностей. Я изначально думал питать все датчики как это принято от 5 В, но по факту резистивные проще питать от 3.3 В. Помехозащищённость будет чуть хуже, но при этом не будет проблем ни с точностью (из-за делителя после ОУ) ни с динамическим диапазоном. Нужен ли ОУ после ДАД зависит от тока, который может ДАД выдать по сигнальной линии. MPX4250 всего 0.1 мА выдаёт, т.ч. его нужно нагружать на делитель сопротивлением не меньше 50 кОм и если хочется его быстро оцифровывать, то ОУ не помешает.

[puff]

ну в моём случае параллельного подключения мне не пока нужно

то есть для резистивного (ДТОЖ) можно брать питание сразу с дискавери? при этом ОУ не нужен, и диодная защита тоже (раз максимум, что есть в цепи - 3,3В? или я ошибаюсь?)
3.3В ==== верхее плечо ====г=====ДТОЖ=====земля (между верхним плечом и ДТОЖ отвод через токоограничивающее(?) сопротивление на АЦП вход соответствующий дискавери) - так?

кстати, забыл спросить, какое сопротивление допустимо в проводке от датчика к плате, и между землями датчика и платы?

а для ДАД - посмотрю завтра его модель, но хз где искать на него спецификации. если порядок токов примерно такой - стало быть его тоже можно питать от дискавери?
и как рассчитывается сопротивление делителя?

[puff]

а, кстати, еще вольметр хотел подцепить. но там уже нужны диоды, насколько я понимаю? напряжение в сети можно и без ОУ измерять? опять же, какие сопротивления брать?

[rus084]

попробуй запитать ДАД от 3в , у меня он так работает .
оу по идее нужны только для защиты .
делитель для измерения напряжения бортсети бери любой , главное чтобы при максимально возможном напряжении , на выходе было меньше 3.3в

[puff]

я думал, для защиты - диоды. оу - для других целей. какая у тебя модель ДАД? и где гарантии, что при пониженном напряжении он будет работать корректно?
и вот если мое обывательское представление вроде как намекает, что в замкнутых на себя цепях защита не столь важна, то при измерении бортовой сети неисправность реле-регулятора (или там чего) может привести к выходу из строя дискавери. ну и еще хз какие там токи в бортовой сети гуляют и какие бывают всплески/помехи - предпочел бы руководствоваться готовыми стандартами…

[mkf]

Разрешите я пыль стряхну со старой темы.

Из каких соображений отказались ставить диоды на входах АЦП микроконтроллера?
Я конечно понимаю, что STM32F4 типа заявляет, что входная емкость конденсатора выборки очень маленькая, но ведь внешние-то емкости никто не отменял. Например, паразитные емкости к другим проводникам, наведенные индуктивные помехи на длинные проводники. Неужели ради экономии? Или забыли?
Керамические емкости по 10нФ всяко следовало бы поставить рядом с кристалом. Хотя исходя из того что перед усилителем стоит 10кОм и 10нФ, то на входе АЦП STM32 можно ставить 10кОм*10нФ/0.75кОм = 133нФ, то есть 0.1мкФ на частотные характеристики никак не повлияет.

PS: Хотя если убрать HIP9011 и реализовать его функции на одном из аналоговых входов STM32F4, то для входной частоты до 20 кГц, следует все-таки 10нФ оставить. У нас HIP9011 стоит столько же сколько STM32F407IG (176 pin), но HIP9011 минимум по 5-ть штук надо заказывать.

[Maxi]

PS: Хотя если убрать HIP9011 и реализовать его функции на одном из аналоговых входов STM32F4, то для входной частоты до 20 кГц, следует все-таки 10нФ оставить. У нас HIP9011 стоит столько же сколько STM32F407IG (176 pin), но HIP9011 минимум по 5-ть штук надо заказывать.

При текущих проблемах с фазовым опросом АЦП - это не реализуемо!
Как то разок бош уже выкинул CC650 чтоб реализовать ее функции на ST10 - и естественно реализовал конечно... но потом наступил такие граблищи с ее АЦП где обнаружили ошибку, что весь детон пошел лесом на целой куче смонтированных плат... Правда ничем особо не закончилось - бо то были платы для бомжей. Возможно бомжи даже не заметили... Детон материя очень тонкая - тут вон есть варианты когда все вроде и правильно вообще ничего не работает толком по очень банальным причинам - и ничего всем пофигу.

[mkf]

Тут можно сделать синхронный детектор и входной усилитель с фильтром на типовых элементах (операционные усилители и аналоговые ключи). А то, что HIP дальше реализует (регулируемый коэффициент усиления, изменение частоты, интегрирование) выполнить уже средствами STM32. Опорный сигнал для синхронного детектора генерировать аппаратно одним из таймеров STM32. Из отличий от HIP получится то, что полоса пропускания синхронного детектора не будет зависить от частоты опорного сигнала.

На мой взгляд очень даже реализуемо. Даже нагрузки для STM32 не создаст. Только таймер потребуется для реализации опорного сигнала с регулируемой частотой.

[Maxi]

Я те скажу по секрету - на стм32 реализуемо вообще все касаемо цифровой фильтрации - потому что это процессор от мп3 плеера. вопрос методов.
вот система управления на нем коряво выходит с тремя вольтами....

[mkf]

Я с учетом существующего проекта оценивал. Если не использовать высокоуровневое программирование, то из внешних элементов потребовался только входной фильтр. Дальше БПФ или обыкновенная фильтрация. Как-то делали трехосевые измерители вибрации на акселерометрах. Собственно и тут можно попробовать. Из АЦП по ДМА сразу в память - памяти, вероятно, не хватит для всех цилиндров. А вот если сразу фильтровать, то можно. Но нужно АЦП без многоэтажных процедур обрабатывать. Времени это много не занимает. Тем более интересующая частота только одна.

[puff]

с точки зрения польхователя звучит заманчиво: минус головная боль по поводу поиска HIPа (правда плюс головная боль разработчику)