? Выбрать микроконтроллер, для медленного АЦП-USB самописца

[Nsk2025]

Уважаемые радиолюбители, увлечённые работой с микроконтроллерами. Ответьте, пожалуйста, на вопрос новичка:
Какой микроконтроллер лучше всех подойдёт, для медленного АЦП - USB самописца (логгера)?

Задача:
1. Непрерывно измерять и записывать на ПК (в формат CSV):
1.1. напряжение на свинцовых АКБ 8-15В +-0,1В (3-4шт.);
1.2. напряжение на токоизмерительном шунте 1-75мВ +- 1мВ (3-4шт);
1.3. напряжение в сети переменного тока 50Гц 160-380В +-1В (3шт);
Частота измерений: 2-10 раз в сек.
Итого в сумме выходит 9-11 каналов АЦП.

Главное ЦЕНА запуска в работу.
2. Под ценой, подразумеваю примерную стоимость всего "набора":
2.1. Чип(ы) контроллера с АЦП;
2.2 Необходимая обязательная "обвязка" контроллера;
2.3. USB-программатор, для этого типа контроллера;
2.4. "обвязка" программатора физическая (внешний БП и т.п.);
2.5. "обвязка" программатора софтовая.

Есть опыт работы с паяльником на уровне "пользователя", программирование на том же уровне (как говориться - "английский со словарём").
Планирую делать устройство на макетной плате, медленно и кропотливо, часто отвлекаясь и через неделю забывая то, что сразу не записал.
С уважением, Константин.

[Ivanoff-iv]

Не думал, что когда нибудь такое посоветую, но, наверно проще всего взять ардуину, а в твоём случае "проще" - почти равно "дешевле". На ней есть и АЦП и разведено питание и преобразователь в ЮСБ и программатор... программировать не обязательно в их среде - тут как тебе сподручней.

[AlexS4]

еще накину что выбор msc c adc количеством каналов 6-8 существенно шире чем скажем 16канальных.

и для таких скромных скоростей очевидным хорошим решением может быть мультиплексирование аналоговых каналов
...простыми коммутаторами вроде cd4066 74lvc4051 и тому подобные штуковины.

[Ivanoff-iv]

там прикол в том, что напряжения то не от одного нуля отсчитываются, может проще оцифровать на уровне аккумулятора и уже цифрой (или частотой) передать через гальваноразвязку на дискретный вход МК.

[АлександрЛ]

Какой микроконтроллер лучше всех подойдёт, для медленного АЦП - USB самописца (логгера)?

Если вы это будете делать сами- то берёте ардуину, и сами пишете для него прошивку. Если вы не гений в прграммировании, то, год- два вам на изучение и решение потребуется. Если привлекать "сторонние умы", то это будет выражаться в сумме с пятью- шестью нулями..
Но, можно взять и готовый "самописец", например,
https://www.lcard.ru/products/external/about
https://www.lcard.ru/products/boards/about
Если что-то работает с электросетью, то вот:
https://www.lcard.ru/products/power/about

https://www.chipdip.ru/product/e14-140m-adc-dac-module
https://shop.lcard.ru/vneshnie-moduli-acp-cap/e14-140m/

[Nsk2025]

Ivanoff-iv писал(а):

Не думал, что когда нибудь такое посоветую, но, наверно проще всего взять ардуину...

Спасибо за добрый совет. Нашёл такую микросборку "NANO V3.0 Atmega328 CH340 Type-C". Заказал, а пока буду читать документацию и опыт форумчан.

... мультиплексирование аналоговых каналов ...простыми коммутаторами вроде cd4066 74lvc4051 и тому подобные штуковины.

В готовом устройстве хочу подключать/отключать АКБ "по очереди", в приоритете по "снятым" вольт-амперным характеристикам.
Как я себе это представляю, каждый АЦП лучше размещать как можно ближе к АКБ и её "персональному" зарядному устройству. А соответственно, мультиплексирование, скорее всего не понадобится. Но спасибо за подсказку. Буду держать в уме.

там прикол в том, что напряжения то не от одного нуля отсчитываются, может проще оцифровать на уровне аккумулятора и уже цифрой (или частотой) передать через гальваноразвязку на дискретный вход МК.

Развязку каскада АКБ пока не продумывал, только делаю "рабочий" макет, заодно сам для себя уточняя ТЗ, можно сказать "первый круг".
А высоковольтная часть измеряет напряжение линии с нормально заземлённой нейтралью, генератора и инвертора. Вот тут наверное надо будет подумать над гальванической развязкой.

.. год- два вам на изучение и решение потребуется.

По большому счёту мне уже некуда спешить. Это "конструирование велосипеда, в своё удовольствие". А общение на форуме с людьми увлечёнными электроникой всерьёз, плюс ко всему, доставляет ту самую "роскошь человеческого общения".

[jcxz]

Nsk2025 писал(а):

А высоковольтная часть измеряет напряжение линии с нормально заземлённой нейтралью, генератора и инвертора. Вот тут наверное надо будет подумать над гальванической развязкой.

Сначала вам нужно задуматься - как вы вообще собрались что-то измерять в сети переменного напряжения при помощи АЦП, при "частоте измерений: 2-10 раз в сек." ?
Чтобы более-менее корректно измерить параметры сетевого переменного напряжения, уровня знаний новичка скорей всего не хватит. И измерять АЦП там должен с частотой хотя бы несколько кГц, сохранять в массив, а потом математически обработать.
Плюс - необходимость гальванической развязки.

Поэтому - лучше для измерения сетевого напряжения использовать что-то из семейства ADE78xx: ADE7858, ADE78778, ... или что-то аналогичное
Подключить его на высоковольтной стороне, а уже цифровые данные - передать через гальванический изолятор (ADUMxxx) к МК. Это решит и проблему с развязкой и проблему получения корректных параметров сетевого питания. Так как - это готовые вычислители для сети переменного тока. Которые вычисляют множество её параметров, а не только напряжение.

А оставшиеся сигналы (токи/напряжения батарей) можно и через встроенный АЦП померять. Если конечно эти батареи не имеют гальванической связи с сетью. Если имеют, тоже = внешний/внешние АЦП + гальванические изоляторы.

Добавлено after 4 minutes 43 seconds:

Nsk2025 писал(а):

Нашёл такую микросборку "NANO V3.0 Atmega328 CH340 Type-C". Заказал

И зря. Начинать устаревшего ещё 20 лет назад AVR - совершенно бессмысленно. Сейчас полно разных МК с ARM-ядром на любой вкус. И с возможностями - на порядок лучше AVR при той же цене.
В ARM-ах уже из USB встроен - не нужно ничего внешнего вешать.
И отладчики/эмуляторы у ARM-ов имеются. И недорогие. Без эмулятора что-то отлаживать - это многократно усложнять разработку.
Начинать лучше с заказа готовой отладочной на какой-нить ARM + SWD-эмулятор к нему. А лучше - несколько. Так как новичок и скорее всего что-то будет сгорать.

[Ivanoff-iv]

а я считаю. что не зря заказал - как первый подопытный вполе пойдёт т.к. у МК семейства AVR ноги покрепче будут (даже козу на выходе обычно выдерживают) и в изучении они проще (если вдруг за пределы АрдуИДЕ вйти соберётся).
сам считаю, что пока устройство не содержит цветного экрана - в 99% случаев AVR ему хватит... ещё бы цены соответствовали производительности...

[Zikon]

1. Измерение напряжения на аккумуляторах - если последовательно включены, то Diff ADC нужен
2. Напряжение на шунте - Diff ADC + OP усилитель x20 x50
3. Напряжение переменного - лучше внешний чип специализированный (как сказали ранее)

И вопрос? А в ардуино есть Diff ADC ? OP усилитель ?
И только наверно 1 канал ?
Это же редкость. Может только если BluePill с STM32F3xx ?

[Ivanoff-iv]

диф усилитель с возможностью входов много выше питания мк? врядли... тут проще сделать источник тока, пропорционального измеряемому напряжению, а на уровне мк этот ток высаживкть на измерительном резисторе и измерять падение на нём... всё про всё от 3 до 5 радиоэлементов...
~220V можно измерять через разделительный понижающий трансформатор... хоть выделяя пиковое значение, хоть ТРУРМС частыми измерениями, всё зависит от того, какая характеристика нужна...

[tonyk]

Какой микроконтроллер лучше всех подойдёт, для медленного АЦП - USB самописца (логгера)?

У вас тут две разные задачи, для которых не озвучено главное- точность.

Для измерения сетевого напряжения лучше взять готовую микросхему измерителя параметров качества электроэнергии. В этом случае вы получите хорошую точность с минимальными усилиями, плюс можете получить амплитуды высших гармоник и ещё кучу параметров. Ну и развязывать такую м/сх от МК будет довольно просто через чё-нить типа ADUM.
Я правильно понимаю, что у вас гирлянда из АКБ? Тогда проще использовать мультиплексор на SSR для измерительных цепей. Такие держат до ~500В, обеспечивая сопротивление больше 200МОм. АЦП проще внешний, дифференциальный, выбор больше и цена меньше. Есть АЦП со встроенным МК (да, именно АЦП с МК), но они заметно дороже, хотя и проще. Смотрите линейку ADuC у AD.

[Вячеслав М.]

ADC в таком случае лучше внешний, готовый модуль купить, можно с мультиплексором, хорошие очень не дорого можно найти, например 16 бит АЦП + PGA ADS1115 на четыре канала, в пределах 300 рублей, можно дополнительно мультиплексоры поставить, вполне и ардуинки хватит, можно через RS485 интерфейс сделать и тогда расстояние будет не помеха. Да, и самое сложное в этом проекте это замерять переменное напряжение сетевое, тут уж подумать надо, можно использовать специализированную микросхему, в счётчиках электроэнергии ставят, или самому корректно преобразовать переменное напряжение в постоянное, тогда его в канал ADC направить. Обновлять программу можно через RS485, предварительно загрузив в ардуинку свой загрузчик.

Добавлено after 36 minutes 1 second:
Re: ? Выбрать микроконтроллер, для медленного АЦП-USB самописца
вот нашёл модуль 16и канального аналогового мультиплексора CD74HC4067, всего 160 руб стоит на TIXER

[tonyk]

вот нашёл модуль 16и канального аналогового мультиплексора CD74HC4067, всего 160 руб стоит на TIXER

1.1. напряжение на свинцовых АКБ 8-15В +-0,1В (3-4шт.);

Вячеслав М., у вас есть привычка читать и думать, прежде чем писать?

[Вячеслав М.]

Я вам один умный вещь скажу - в радиотехнике бывают такие элементы как резистор!!! Вот из них можно делитель делать, почитайте книжку что ли какую.

[tonyk]

Я вам один умный вещь скажу - в радиотехнике бывают такие элементы как резистор!!! Вот из них можно делитель делать

Вы, наверно, считаете себя самым умным, да?
То, что хочет ТС, называется поэлементным мониторингом АКБ. Подумайте на досуге, почему на практике никто не делает то, что предлагаете вы. Даю подсказку: версия, что все дебилы, а только Вячеслав М. мушкетёр, не канает.
P. S. Ключевые слова для поиска я дал, поищите и почитайте теоретические сведения по этому вопросу.

[AlexS4]

для свинок - вполне норм, это для лития 64s нехватит точности на делителях чтоб следить за параллелями с точностью 0.5% и разрешением 0.2%

самое практичное с точки зрения себестоимости - да, набор делителей, коммутируемых на встроенные в mcu 8-12бит ADC. и измерять дифференциально, 2мя каналами ADC. переменку измерять по амплитудному на кустарных выпрямителях, нагруженных измерительными делителями. при такой схеме при грамотном выборе делителей нетрудно получить скажем 3-5% точности на переменке и 1-3% на 10..60V, чего думаю достаточно с лихвой. ...но это подход скучный-производственный, где стремно без крайней необходимости завязываться на всякое необщего применения, что возят по 3 штуки с негарантированной ценой, а так-то - конечно, веселее наприменять кучу всего модного, по возможности 300рублевого с алиэкспрессу

[Zikon]

Вот вспомнил, на старой работе

60В - 5 х 12В - на каждый АКБ ставили контроллер ( скорее всего с шунтом )
и в цепочку по rs485 на главный контроллер и далее в центральную систему мониторинга
( + еще одна группа 60В и + два раза по 2 группы на 48В = 26 АКБ )

[tonyk]

для свинок - вполне норм... самое практичное с точки зрения себестоимости - да, набор делителей

Ещё один...

Нарисуйте предлагаемую схему. Может, в процессе рисования снизойдёт Озарение, почему эта схема не_годная для применения.

[AlexS4]

tonyk, единственное ограничение этой схемы это то, что делители ухудшают разрешение и точность.
я просто утверждаю что до 60V (4 последовательных 12V акб) по этим параметрам можно добиться приемлемых значений для мониторинга свинцовых акб.

[Вячеслав М.]

Для всей цепочки аккумуляторов точность будет наивысшая, потому что для каждого канала будет свой делитель со своим коэффициентом деления.