Easyelectronics.ru

Электроника для всех
Текущее время: 20 окт 2019, 01:43

Часовой пояс: UTC + 5 часов



JLCPCB – Прототипы печатных плат за $2/10pcs (Любой цвет!)
Крупнейший производитель печатных плат и прототипов. Более 600000 клиентов и свыше 10000 заказов в день!
Получите скидку на почтовую отправку при первом заказе в JLCPCB!

Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 112 ]  На страницу 1, 2, 3, 4, 5  След.
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 26 окт 2018, 18:18 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 6221
Проект долгоиграющий, и "данная" тема совсем не главная ... но сразу делать что-то "серьезное" не получается, куча сопутствующих проблем.
Так что, попробую сделать "нечто" попроще, но работоспособное. Сложные топологии и завышенные требования прошу не предъявлять, сей "девайс" простая "прозвонка" а-ля мультиметр, дабы проверить деталь.

Итак, для измерения иммитанса чаще всего применяется схема с подачей переменного напряжения синусоидальной формы на тестовый элемент с измерением напряжения на нем и тока через него. Этот вариант понятен, обладает массой положительных свойств, но ... требуется преобразователь I->V. Для карманного прибора измерение сверхмалых емкостей не требуется, а потому повышенная сложность не окупится.
Вариант второй - последовательно с деталью ставится малоиндуктивный резистор и, соответственно, при измерениях считывается напряжение на детали и резисторе - первое будет "напряжением", второй "током" через нее. Т.е. преобразователь I->V выродился в банальный резистор. При этом способе появляются некоторые отрицательные моменты ... ну чтож, это же не стационарный прибор для исследований, пойдет.
Модель:
Вложение:
01.png
01.png [ 6.88 Кб | Просмотров: 3398 ]

Что получается:
Вложение:
02.png
02.png [ 4.69 Кб | Просмотров: 3398 ]

Вполне предсказуемо, ток опережает напряжение, это же "конденсатор".
Это все понятно, теперь к проблемам. Измерение будет производиться STM32 (уточнение - для этого проекта только самый дешевый, то бишь F030), а посему придется мириться с ADC 12 бит. Давайте сразу ограничим - варианты с F303, F373 и еще более экзотические - не для данного проекта. И не надо начинать.
Дабы начать с чего-то конкретного, возьмем, например проект Xyphros.
Схема оттуда:
Show большая-большая схема

Дифкаскадами выделяются компоненты V и I, далее усиливаются PGA и обсчитывается. Если поправить глюки в схеме, то вполне рабочее решение. Хотелось бы попробовать обойтись без PGA113, MCP6S2x и подобного. Такое построение уже есть и ... повторять пройденное не интересно. )) Задача - Г и палки (STM32F030+ОУ).

Итак, кому-нибудь интересно позаниматься ерундой? ))


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC из Г и палок
СообщениеДобавлено: 26 окт 2018, 19:28 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 11 авг 2016, 20:52
Сообщения: 634
Откуда: GMT+6
Дабы начать с чего-то конкретного, предлагаю взять RLC mini
Show Схема

Поскольку в STM32F030 нет ЦАП, сделать синус фиксированной частоты из ШИМ и ФНЧ второго порядка.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC из Г и палок
СообщениеДобавлено: 26 окт 2018, 20:06 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 6221
"сделать синус фиксированной частоты из ШИМ"
Ну да, я так и сделал (это не первый мой проект RLC. ))
Шум от PWM резко ухудшает жизнь, но переходить на F072 (мне) совершенно не хочется.
В приведенной схеме есть один серьезный недостаток - ADC 12 bits. А усилителей нет. При уменьшении величины "изделия" будет уменьшаться сигнал на входе ADC, и когда полезный сигнал станет меньше 2-3 бит, то даже оверсемлинг начнет возвращать фигню. А ниже 1 бита вообще происходит что-то жуткое. Хоть и работает.
Конкретные цифры - сигнал с генератора порядка 1В, на сопротивлении 15мОм будет наводиться порядка 0.1 мВ полезного сигнала. Цена деления ADC 3/4000=0.75 мВ. Ооопс! ;) А, ведь, целевая зона 3-30 мОм весьма востребована. Даже больше, она обязательна. Ну, конденсаторы всякие, электролитические (полимерные).


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 26 окт 2018, 21:52 
Старожил

Зарегистрирован: 26 апр 2013, 23:55
Сообщения: 999
...RLC-метр на аудиокарте и одном резюке c двумя емкостями тож неплох.
Limp как ПО.

Изображение

_________________
Белорусский журнал «Радиолюбитель»
Мои разработки http://raxp.radioliga.com


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 30 окт 2018, 18:39 
Старожил

Зарегистрирован: 09 сен 2010, 20:43
Сообщения: 371
Откуда: Донецк
Делал рлц на звуковой карте ноутбука, примерно как выше схема, но только с одним резистором. Делал кое-как, но поразился результатом - стабильное разрешение в доли пФ и десятки нГ! Конечно, абсолютная погрешность велика, и показания скачут, так как все на весу и тяп-ляп. Но даже так мог легко отличить 1 пФ от 2 пФ, 0.05 мкгн от 0.1 мкгн. Проверяю им как указанную мелочь, так и крупняк, на 100-1000 мкф со старых материнок. Для любительских нужд - с головой.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 31 окт 2018, 09:36 
Старожил

Зарегистрирован: 26 апр 2013, 23:55
Сообщения: 999
...да, вариации Адриана и Кузнецова отлично себя показали https://raxp2.blogspot.com/2014/12/k.html

_________________
Белорусский журнал «Радиолюбитель»
Мои разработки http://raxp.radioliga.com


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 31 окт 2018, 17:39 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 6221
Нормальная схема не впихуется в имеющийся корпус, а посему пока сделаю не габаритный макет.

Show примерная схема


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 16 ноя 2018, 19:53 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 6221
Дело потихоньку движется, сделал плату для отладки. Длина 5 см.
Show

Советский стеклотекстолит, поэтому "грязь". И, задрался травить - слой меди толстенный.
Разводка "так-себе", но "на попробовать" должно хватить. Маску делать не буду, лень. ))


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 11 янв 2019, 16:55 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 6221
Ну что, схема работает. Уровень шума (нестабильность показаний) порядка 0.1 мОм, 0.1 нГн, и, увы, 0.3 пФ.
Пока не сделал "усилитель", не замечал. Теперь "вылезло" - требуется увеличить емкость С22 в несколько раз. Без этого конденсаторы выше 15 мФ начинают плавать и наличие усилителя в проблеме не помогает.
Вторая беда, и я знал о ней - из методики измерения следует высокая чувствительность к сторонней емкости. Поднес руку - цифры поплыли на 0.5-1 пФ.
Так что - буду делать "второй вариант".


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 11 янв 2019, 19:05 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 04 окт 2011, 10:19
Сообщения: 1775
Мне из PCBway предлагают сделать бесплатную партию плат.
Лучше если в Орле будет разводка.
Могу отправить потом перешлю куда надо.
Если интерес будет - пишите.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 11 янв 2019, 22:02 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 6221
Спасибо.
Здесь ЛУТ проще.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 12 янв 2019, 00:56 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 04 окт 2011, 10:19
Сообщения: 1775
Дело хозяйское


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 12 янв 2019, 10:50 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 фев 2011, 19:28
Сообщения: 3609
Откуда: Белгород РФ
u37 писал(а):
Вторая беда, и я знал о ней - из методики измерения следует высокая чувствительность к сторонней емкости. Поднес руку - цифры поплыли на 0.5-1 пФ


Вообще-то поднося руку вы создаете рукой конденсатор, что измеритель и показывает. Странно, если бы не показывал. Спасет только экранирование рабочей зоны. Емкость останется, но она будет стабильной.

Вот пример, нескольких пикофарад емкости вполне хватает для зажигания лампочки, наглядно вполне
Изображение


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 22 янв 2019, 15:08 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 6221
Ну что, в первом приближении, сделал "v1" с переставленными R и DUT.
Show схема

Впечатления - чувствительность "к рукам" резко уменьшилась. Увы, на этом достоинства закончились. Вариант замораживается.
Пока что, попробую упростить проект, что-то в нем многовато деталюшек. Немного пострадает качество, но ... для "пробника" реальная точность на диапазоне 1 мОм/10 нГн/1 пФ не сдалась.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 22 янв 2019, 16:13 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 04 окт 2011, 10:19
Сообщения: 1775
u37 писал(а):
Ну что, в первом приближении, сделал "v1" с переставленными R и DUT.
Show схема

Впечатления - чувствительность "к рукам" резко уменьшилась. Увы, на этом достоинства закончились. Вариант замораживается.
Пока что, попробую упростить проект, что-то в нем многовато деталюшек. Немного пострадает качество, но ... для "пробника" реальная точность на диапазоне 1 мОм/10 нГн/1 пФ не сдалась.


А программа для схемы будет (в виде текста) ?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 22 янв 2019, 16:48 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 6221
А смысл? Реализация с серьезным багом.
... да еще и память закончилась, от слова "совсем". Чтобы сделать хоть что-то, требуется выкусывать по "10 байт".


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 30 янв 2019, 18:30 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 6221
Для отчетности.
Упростил схему и ... и получил всё то-же, только еще хуже. Впрочем, есть и положительные сдвиги, обнаружил закономерности - снижение показываемой емкости с 470р в 320р, 1000р в 870р. Плюс к тому, повышенная нестабильность "0". Свойственно всем вариантам железа. Источник проблемы не ясен. Буду менять принцип измерения, авось что-то проявится.
Remark: тема совсем не зря так называется. Для данного применения F03F4 не подходит совершенно. Это полное Г. Даже палки (внешние усилители) не особо помогают.
Но, мы же советские люди... ))


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 30 янв 2019, 20:23 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 04 окт 2011, 10:19
Сообщения: 1775
Для справки
когда то делал себе (с некоторыми изменениями)
https://github.com/balmerdx/rlc-meter-balmer
работает нормально.
Может оттуда что-то полезное взять ?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 30 янв 2019, 21:52 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 6221
Спасибо. Тему balmer'а на коте я изучил очень подробно. Проблемы здесь несколько иного свойства.
Например, у PLL заявлен джиттер до 300ps. Сегодня снял "АЧХ" фильтра, подключив внешний генератор. При расстройке на 0.5% сигнал давится в 6 раз. Если пересчитать джиттер PLL, то останется только удивляться, как это всё не рухнуло в шумы. Посмотрел осциллографом: и, ведь, не врут - PWM выход действительно шумит, даже 'на взгляд' заметно. MCO посмотреть не удастся, PA8 в F030F4 выпилен. Да и не суть.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC из Г и палок
СообщениеДобавлено: 30 янв 2019, 22:51 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 14 июн 2015, 17:41
Сообщения: 2620
Откуда: Русь, Новороссийск
Kelvin писал(а):
сделать синус фиксированной частоты из ШИМ и ФНЧ второго порядка.
У меня вот сразу вопрос: анахрена попу ёника, когда проще и полезней будет ОУ, кварц и несколько R и C - вот и стабильный "аналоговый" генератор? И радуга начинает сиять чистыми цветами.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 06 мар 2019, 05:00 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 6221
В-основном, занимался версией без_усилителей. Получил более-менее пристойный вариант. Провел тестирование и обнаружил замечательный дефект - на сопротивлении есть уход от прогрева на ~ 20 мОм. Причем, из "холодного" состояния в "прогретое". Как нагревается микросхема TSOP20 при токе потребления 15 мА, это и говорить не стоит. Пробовал греть феном - термоуход есть только при включении до стабилизации. Потом можно греть что_угодно феном до 100 градусов, уход не превысит 5 мОм.
Короче, это 'конец'. В F030 нет ничего с подобным термоэффектом. Да, еще нюанс - для исключения внешних элементов, оба входа замкнул банальный куском провода. И, при этом, считывается дааалеко не 0, причем с термо-нестабильностью.
Так что - пока в долгий ящик. ((


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 06 мар 2019, 16:19 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 фев 2011, 19:28
Сообщения: 3609
Откуда: Белгород РФ
Тут вот похожая тема, борьба со стабилизацией источников опорного напряжения и подобное
https://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=10&t=52829


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 07 мар 2019, 20:49 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 6221
Похоже, долгий ящик окажется оочень долгим. Так что - если кто захочет поупражняться в разгадывании кроссвордов - я могу дать код.
Show схема

По понятным причинам, выкладывать "нечто гнустноработающее" в общий доступ несколько аморально.)) Обращайтесь в ЛС.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 13 мар 2019, 21:50 
Заглядывает иногда

Зарегистрирован: 18 дек 2015, 23:39
Сообщения: 192
Имею желание адаптировать stm32 (на выбор) к измерению емкости по описанному в теме методу:
1) подаем синусоидальный сигнал разной частоты на первый электрод,
2) на втором электроде измеряем амплитуду и фазовый сдвиг напряжения и тока,
3) вычисляем R,L,C.
Для применения в емкостном (диэлькометрическом) датчике влажности.

Для начала хочу понять, каковы минимальные требования:
- количество и тип операционных усилителей (есть ведь шумящие и в некоторых stm32),
- необходимость в ADC, DAC (подойдет ли ADC, DAC в stm32 или нужны внешние),
- как генерировать синусоиду - stm32 или внешними компонентами.
Если компоненты выходят дорого, то такой датчик не получится использовать дома и на участке.
Стоимость МК как раз не так важна - клапан и фитинги все равно дороже получаются.
Начать хотел бы с того, чтобы по-максимуму загрузить stm32, даже с некоторой потерей точности.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 13 мар 2019, 22:43 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 6221
Минимальный комплект описан в предыдущем сообщении, откройте "схему".
Есть два варианта решения проблемы - нормальное и дешевое. "Нормальное" подразумевает применение STM32 с встроенным DAC, "дешевое" - ... чем-то сродни намазывание задницы скипидаром - работает, но кое-как и с проблемами.
Процессоры с DAC не так распространены, из серии F1 это F100 (не путать с F10x !!), в F0 это F072. Есть еще, но они или дороже и "не лучше", или мало распространены. Я делал на F030 из спортивного интереса, не повторяйте этого дома. ))
Другой вариант, перейти от "хламоподобного" на что-то более адекватное. И тут, сразу, упираемся в F303C*. В отличии от F0/F1, применение F303 позволяет резко повысить частоту сигнала, а это, как я понял, для вас очень важнО. Точных цифр не скажу, на 303 свои заморочки, но 200-300 кГц получить "легко, в-лёт ".
Давайте, что вы думаете по железу, я же не могу залезть вам в голову. )) После чего перейду к способу измерения.
Если есть только демо-плата с процессором без DAC - тоже не проблема, можно и на ней, но будет "кривее".


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 112 ]  На страницу 1, 2, 3, 4, 5  След.

Часовой пояс: UTC + 5 часов


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  

Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Русская поддержка phpBB