RLC Meter, аналоговая часть

Alex2

Добрый вечер. Хотел бы задать Вам, balmer, несколько вопросов по конструкции, очень уж понравилась, примериваюсь к повторению.
1 Можно ли применить STM32F303C6T6 48-Pin LQFP при соотв. изменении ножек соответственно портам? Она дешевле и меньше. Плата будет с нуля рисоваться.
2 Можно ли поставить LM358 вместо LM258? 0,1 вместо 47нФ?
3 Планирую ставить или 3 кнопки или переключатель "качелька" вверх-вниз-нажатие(подключение как и у кнопок). Будет ли контроллер нормально работать вместо энкодера мышки?
4 Почему частота кварца такая низкая МК ведь поддерживает до 72мГц, по идее можно было бы делать больше выборок и т.д. ?
5 Планирую питать от одного лития через преобразователь на MT3608. Насколько критичны пульсации и просадки по 5В? - если питать от USB то там может быть и менее 5В, стабилизатор на 5в уже не будет стабилизировать.
Спасибо.

Реклама

balmer

Alex2 писал(а): 1 Можно ли применить STM32F303C6T6 48-Pin LQFP при соотв. изменении ножек соответственно портам? Она дешевле и меньше. Плата будет с нуля рисоваться.

Да, можно. Просто в те времена в продаже были только корпуса на 100 ножек. Сейчас конечно проще купить другие.
Но это не так просто как кажется. Перенастройка ADC с одних ножек на другие - тот еще гемморой.

Alex2 писал(а): 2 Можно ли поставить LM358 вместо LM258? 0,1 вместо 47нФ?

Можно. LM358 - это тоже самое. В данном месте можно ставить любую микросхему с двумя ОУ внутри.

Alex2 писал(а): 3 Планирую ставить или 3 кнопки или переключатель "качелька" вверх-вниз-нажатие(подключение как и у кнопок). Будет ли контроллер нормально работать вместо энкодера мышки?

Есть две версии прошивки. Одна для кнопок, другая для энкодера. См. https://github.com/balmerdx/rlc-meter-b ... last_build для кнопок называется program_release_3button.bin

Alex2 писал(а): 4 Почему частота кварца такая низкая МК ведь поддерживает до 72мГц, по идее можно было бы делать больше выборок и т.д. ?

От частоты кварца качество сигнала после PLL практически не изменяется. А 8 МГц - это стандартный кварц для STM32.

Alex2 писал(а): 5 Планирую питать от одного лития через преобразователь на MT3608. Насколько критичны пульсации и просадки по 5В? - если питать от USB то там может быть и менее 5В, стабилизатор на 5в уже не будет стабилизировать.

Пульсации по питанию очень критичны. rav133 собирал, у него были проблеммы с импульсным преобразователем на 5V.

Реклама

Alex2

balmer писал(а):
Да, можно. Просто в те времена в продаже были только корпуса на 100 ножек. Сейчас конечно проще купить другие.
Но это не так просто как кажется. Перенастройка ADC с одних ножек на другие - тот еще гемморой.

То есть для 48- лапового корпуса в любом случае следует редактировать прошивку? Некоторые порты могут отсутствовать?
Могли бы вы подредактировать соответственным образом прошивку? Сам в программировании к сожалению не разбираюсь.
В отношении других рекомендаций- учту.

balmer

Alex2 писал(а):То есть для 48- лапового корпуса в любом случае следует редактировать прошивку? Некоторые порты могут отсутствовать?

Да, можете глянуть на мою схему и на корпус 48 выводов. Кучи ножек будет нехватать.
Прошивку подредактировать не могу по паре причин.
1. стараюсь не писать кода который не могу проверить
2. это время, которое могу потратить более продуктивно.

Реклама

Simplyman

Наконец-то ко мне приехал из Китая программатор, и сегодня я таки запустил прибор. И после этого события появился у меня ряд вопросов:
1. Опишите, пожалуйста процесс калибровки прибора без компьютера.
2. В меню "Correction" есть пункт short/open. Подразумевается замыкание щупов между собой или просто верхней и нижней части каждого щупа по отдельности (т.е. щупы в исходном состоянии)?
3. При выборе частоты измерения, все, кроме 100 Гц, прописываются инверсно (белым на черном фоне). О чем это говорит?
4. Какую функцию выполняет пункт меню "Toggle Light"?
5. Что значит надпись "inf" в области значений измеряемых параметров?

Прошивка - program_release_3button.bin

Реклама

balmer

Simplyman писал(а): 1. Опишите, пожалуйста процесс калибровки прибора без компьютера.

Заходим в пункт Correction. Там есть подпункты:
short
open
1 Om
100 Ом
1 КОм
10 КОм
100 КОм
SAVE
CLEAR

начиная с short и кончая 100 КОм это отдельно калибровки.
short - замкнутые щупы.
open - разомкнутые щупы.
1 Ом - 100 КОм соответствующие резисторы. Когда заходим в эти пункты меню, там необходимо будет выставить точное значение резистора подключенного к щупам (предварительно его измерив точным прибором).

Да! И не забудьте сохранить калибровочные коэффициенты нажав на пункт меню SAVE, иначе при следующем запуске придется калибровать заново.

Simplyman писал(а): 3. При выборе частоты измерения, все, кроме 100 Гц, прописываются инверсно (белым на черном фоне). О чем это говорит?

Выбранный пункт пишется белым на черном фоне. Остальные (неактивные) пункты - черные не белом.

Simplyman писал(а): 4. Какую функцию выполняет пункт меню "Toggle Light"?

Включает подсветку дисплея.

Simplyman писал(а): 5. Что значит надпись "inf" в области значений измеряемых параметров?

inf = infinity (бесконечность)

Реклама

Simplyman

balmer писал(а):начиная с short и кончая 100 КОм это отдельно калибровки.

И так для каждой частоты?

balmer писал(а): CLEAR

Это сброс предыдущих результатов калибровки?

balmer писал(а):Выбранный пункт пишется белым на черном фоне. Остальные (неактивные) пункты - черные не белом.

Извините, некорректно задал вопрос. Имелось ввиду вот это:

Спойлер

balmer писал(а):Включает подсветку дисплея.

Я так и подумал, но на схеме подсветкой ничего не управляет. Или это недокументированная возможность?)

balmer писал(а): CLEAR

Это сброс предыдущих результатов калибровки?

balmer

Simplyman писал(а):
balmer писал(а):начиная с short и кончая 100 КОм это отдельно калибровки.
И так для каждой частоты?

Да, для каждой частоты отдельно. Надо причем open перед 100 КОм обязательно проводить калибровку.

Simplyman писал(а):
balmer писал(а): CLEAR
Это сброс предыдущих результатов калибровки?

Да. Причем очищает только для одной частоты насколько помню.

Simplyman писал(а): Извините, некорректно задал вопрос. Имелось ввиду вот это:

Это какойто баг. У меня пишется черным на белом фоне.

Simplyman писал(а): Я так и подумал, но на схеме подсветкой ничего не управляет. Или это недокументированная возможность?)

Да, забыл подрисовать проводок на схеме давным давно, у меня подключено к PE1 включение/выключение света.
И таки обновил схему. Как говорится лучше поздно, чем очень поздно

Simplyman

balmer писал(а):Да, для каждой частоты отдельно.

Сохранять нужно тоже для каждой частоты отдельно?

balmer писал(а):Это какойто баг.

На самом деле это индикатор отсутствия калибровки для данной частоты. После калибровки все отображается нормально. Каким-то багом в моем случае можно считать скачущие показания измеряемых величин в безумных пределах (от отрицательных до сотен) с постоянной частотой примерно 3 раза в секунду. Причем неважно, подключено что-то к щупам или нет. Не подскажете что может быть причиной такого эффекта?

balmer писал(а):у меня подключено к PE1

База транзистора?

Поясните, пожалуйста, что такое эквивалентная схема замещения "Serial/Parallel". Извините за дилетантский вопрос, просто это мой первый опыт работы с RLC-метром.

balmer

Simplyman писал(а): Сохранять нужно тоже для каждой частоты отдельно?

Да.

Simplyman писал(а): На самом деле это индикатор отсутствия калибровки для данной частоты. После калибровки все отображается нормально.

Да, видимо забыл этот момент.

Simplyman писал(а): Каким-то багом в моем случае можно считать скачущие показания измеряемых величин в безумных пределах (от отрицательных до сотен) с постоянной частотой примерно 3 раза в секунду. Причем неважно, подключено что-то к щупам или нет. Не подскажете что может быть причиной такого эффекта?

Это печально, отпишусь позже отдельным постом.

Simplyman писал(а): База транзистора?

На вашей картинке это вывод BL (Back Light) на дисплее.

Simplyman писал(а): Поясните, пожалуйста, что такое эквивалентная схема замещения "Serial/Parallel". Извините за дилетантский вопрос, просто это мой первый опыт работы с RLC-метром.

Есть такие понятия ESR (equivalent series resistance) и EPR (equivalent parallel resistance). В первом случае резистор подключен последовательно с индуктивностью/конденсатором. Во втором - параллельно. Дальше уже гуглите, теория в куче мест объяснена.

balmer

Вот писал для rav133, но у тебя похоже аналогичная ситуация.

Обновил прошивку, она все там же.

В меню появилось два дополнительных дебаговых пункта.
Set R - принудительно устанавливает резистор, с которым будет сравниваться.
Errors% - показывает среднеквадратичную ошибку в I/V каналах.

Мне пунктом меню Set R не пришлось пользоваться, но тебе теоретически придется. Чтобы установить R0 100 Ом при измерении очень малых сопротивлений и R3 100 КОм для измерения обень больших.

Вот какие результаты получились:
В пределах 10 Ом - 100 КОм среднеквадратическая ошибка I/V порядка 0.03% на моем варианте прибора. На очень больших и очень малых сопротивлениях ошибка постепенно увеличивается.

Для Open варианта на частоте 1 КГц:
I% 30-40 (т.е. ошибка очень большая)
V% 0.02 (т.е. ошибка очень маленькая)

Для Short варианта на частоте 1 КГц:
I% 0.02 (т.е. ошибка очень маленькая)
V% 60-150 (т.е. ошибка очень большая)

Результаты вполне объяснимые. На большей части диапазона шумы сильно меньше сигнала, и поэтому среднеквадратическое отклонение от синусоиды крайне мало. К краям диапазона шумы уже становятся сравнивыми с уровнем сигнала. В Open случае - очень маленький ток, поэтому в I канале большая ошибка. В Sort случае очень маленькое напряжение, поэтому V канал практически из шума состоит.

Интересует какие у тебя получились результаты для 100 Ом и 100 КОм. И в том и в другом случае должны получится цифры порядка 0.02-0.05% для I%,V% (на моем приборе так и получается). Если получатся очень большие значения (больше 1%) это уже фатально для точности прибора.

Alex2

Добрый вечер.
1По приведенной ссылке имеется только прошивка 5 - месячной давности. Новая прошивка только для энкодера, или для кнопок тоже можно получить?
2 Могли бы вы переконвертировать схему с подсветкой в удобный для просмотра формат- пдф или любой графический.
3 Подскажите с чем связан выбор такого невысокого уровеня амплитуды генератора, учитывая обвязку там не более 0,5-0,6В почему не выше. Можно было бы по идее получить выше уровень сигнал/шум?

balmer

Alex2 писал(а):1По приведенной ссылке имеется только прошивка 5 - месячной давности. Новая прошивка только для энкодера, или для кнопок тоже можно получить?

Да, обновлю прошивку вечером, раз комуто это надо.

Alex2 писал(а):2 Могли бы вы переконвертировать схему с подсветкой в удобный для просмотра формат- пдф или любой графический.

К сожалению не нарисовал печатной платы для этого случая, поэтому нет.

Alex2 писал(а):3 Подскажите с чем связан выбор такого невысокого уровеня амплитуды генератора, учитывая обвязку там не более 0,5-0,6В почему не выше. Можно было бы по идее получить выше уровень сигнал/шум?

Там 0.3 Вольта должно быть напряжение, если не забыл ничего. Давно всетаки это было.
Основная причина - внутрисхемные измерения. Т.е. можно тыкнуть в конденсатор/катушку индуктивности на плате и будешь уверенным, что транзисторы/диоды не открываются.

Alex2

balmer писал(а):
Alex2 писал(а):2 Могли бы вы переконвертировать схему с подсветкой в удобный для просмотра формат- пдф или любой графический.
К сожалению не нарисовал печатной платы для этого случая, поэтому нет.

вы выложили измененные схемы с цепью подсветки в малораспространённом формате с расширением .sch и .brd
поисковик говорит, что нужно открывать Иглом и каким-то кадом. Скачал Игл 7.5.0 и Кикад, открыть схемы не смог.
Могли бы вы экспортировать схему в pdf/ GIF и т.д или хотя бы на словах объяснить как идет цепь подсветки? С порта прямо на пин ЛСД или ключ какой?
Ни о какой печатной плате речи не было.

balmer

Eagle 7.5 точно должен открывать sch/brd. Возможно пытались открыть как проект, там отдельный пункт меню для открытия schematic.

Там изменение совсем мелкое - проводок от пина микроконтроллера PE1 до пина Back Light на дисплее.

balmer

Обновил прошивки.

Появились дополнительные дебаговые пункты меню. SetR - принудительно устанавливает предел измерения.

Errors% - выводит количество шума в сигнале.
Если подключен резистор в диапазоне 10 Ом - 100 КОм то ошибка должна быть в пределах десятых долей процента или ниже. У меня порядка 0.02-0.03%

Если щупы замкнуты I% будет очень маленькое, V% - очень большое. Причина - измеряем очень мелкое напряжение короткого замыкания, которое находится на уровне шумов.

Если щупы разомкнуты I% будет очень большое, V% - очень маленькое. Причина - измеряем очень большое сопротивление, поэтому ток очень маленький, на уровне шумов.

Почему ввел эти пункты? Первое, что любит делать народ - поставить литий-ионный аккумулятор и Step-Up для 5V напряжение. Тут очень легко ошибиться и получится, что питание крайне шумное. Errors% позволяет как-то понять масштабы проблемы.
Есть еще один случай, когда ошибка большая - если схема как-то так настроена, что амплитуда сигнала слишком большая, и из-за этого синусоида становится не совсем синусоидальной.

Simplyman

В моем случае все куда интереснее:
Во-первых самовозбуждается верхний по схеме инструментальный усилитель (который IC5)

Спойлер

Во-вторых при запуске генератора по питанию идут жуткие пульсации, амплитуда которых обратнопропорциональна частоте генератора:
Генератор выключен

Спойлер

100 Гц

Спойлер

1 кГц

Спойлер

10 кГц

Спойлер

Подскажите, пожалуйста, как это побороть

balmer

Первое предположение - это слишком большая амплитуда сигнала на IC1.
Надо глянуть, что на выходе IC1 (на щупе X1-1). Должна быть синусоида амплитудой примерно 300 милливольт и постоянное напряжение 2.5 вольта.

Simplyman

При 100 Гц на выходе IC1 амплитуда 0,2 В, но при этом на выходе IC5 в синусоиде обрезается верх.

balmer

IC5 усиливает сигнал в 3.7 раза по напряжению. Т.е. амплитуда сигнала должна быть на выходе менее вольта и не обрезаться.

На X1-4 должно быть постоянное напряжение 2.5 V.
На IC5 выводе REF тоже должно быть 2.5 V.