Easyelectronics.ru

Электроника для всех
Текущее время: 15 окт 2019, 07:19

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: 24 ] 
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: STM32, АЦП, 3.3->5 вольт in
СообщениеДобавлено: 20 апр 2018, 16:40 
Только пришел

Зарегистрирован: 20 апр 2018, 12:19
Сообщения: 17
Всем привет.
Не профи в код ПО и электроники. Прежде чем разместить небольшой заказ хочу найти ответы на некоторые вопросы.
Цель - на МК STM32F103....... сделать USB устройство, драйвер ОС который джойстик.
Особенности - большое количество подключенных датчиков, ss49е (3.3 вольта) от 7 до 13 штук и ss495 (5вольт) от 3 до 5 штук. В общем обуздать надо все 16 in АЦП. Все подробности наверное в тему с поиском исполнителя. Вопросы:

1) STM32F103 лишь только с корпусом R и выше позволяет без всяческих CD74HC4067 подключить все 16ть входов? То есть придется брать плату типа этой https://ru.aliexpress.com/item/STM32F103RET6-ARM-STM32-Minimum-System-Development-Board-Module-For-arduino-Minimum-System-Board-STM32F103C8T6-upgrade-version/32802522664.html?spm=a2g0s.13010208.99999999.283.84rnS6 И как узнать, выведены ли все ноги МК на подобных готовых платах? На практике, все ножки подобных готовых предложений обычно имеют на плате распаянный вывод всех ног МК?[/b]

2)Правильно ли я понял из статьи http://easyelectronics.ru/arm-uchebnyj- ... -gpio.html слова:
Цитата:
С железной части порты бывают двух видов стандартные и устойчивые к напряжению в 5 вольт. При том, что напряжение питания у STM32 максимум 3.3 вольта. Разница у портов в схемотехнике. А точнее в том, что у 5V tolerant входов защитные диоды видут на какую то особую шину питания Vdd_ft. Полагаю, что там стоит нечто вроде небольшого повышателя, накачивающего напругу до 5 вольт.
...что можно к корпусу со 100 ногами подключить датчики на 5 вольт и они отработают в диапазоне от 0 до 5ти вольт и таких входов имеется пять?

3) Еще мне давали совет по вопросу использования датчика на 5 вольт с АЦП 3.3. Это:
Цитата:
"схема согласования уровней - простой делитель из двух резисторов"
Вопрос: какие недостатки может нести в себе "бубен" виде такой схемы подключения? Нелинейность, шумы, задержка, не надежность ? И можно ли n-е количество датчиков подключить к одной такой схеме, или для каждого датчика нужна своя пара резисторов?

Надеюсь я не очень смешно поставил свои вопросы и не сделал глупых тех. ошибок.
Спасибо.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: STM32, АЦП, 3.3->5 вольт in
СообщениеДобавлено: 20 апр 2018, 17:19 
Старожил

Зарегистрирован: 26 ноя 2012, 10:28
Сообщения: 3994
Откуда: КЧР, поселок Нижний Архыз
1. открой даташит на искомую микросхему и смотри, в каких корпусах какие ноги выведены.
2. количество 5v-tolerant входов тоже зависит от корпуса, можно посмотреть в табличке в том же даташите. Только учти, что 5v-tolerant означает лишь, что 5В не выжгут защиту на входе. АЦП все равно дальше, чем rail-to-rail работать не будет. Для АЦП ставим обычный резистивный делитель с защитой обычным стабилитроном или специальным суппрессором.
3. никаких проблем не будет с резистивным делителем, особенно если подобрать резисторы с низким температурным коэффициентом уползания сопротивления. Ну и номиналы не слишком большие, иначе шумов будет больше. На основе делителя при помощи кондера можно RC-фильтр организовать, который будет снижать шумы. Все зависит от того, что за сигнал должен регистрироваться.
Если хватит несчастных 12бит АЦП STM32, то можно просто навтыкать на его входы все эти датчики. Если нужно не 10бит иметь, а, скажем, 16, то понадобится уже 24-битный внешний АЦП с мультиплексорами. Самая точная схема — с переключением опорных токов и тремя мультиплексорами (трехпроводная схема), если надо, поищу статью китайца, в которой об этом узнал; у меня после калибровки с помощью этой схемы очень надежно замерялась температура от жидкого азота до комнатной с точностью не хуже 0.1°C и воспроизводимостью не хуже 0.03°C.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: STM32, АЦП, 3.3->5 вольт in
СообщениеДобавлено: 20 апр 2018, 17:36 
Старожил

Зарегистрирован: 19 мар 2011, 05:05
Сообщения: 2638
АЦП ноги по-моему не являются 5V tolerant. во всяком случае в stm32f103


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: STM32, АЦП, 3.3->5 вольт in
СообщениеДобавлено: 20 апр 2018, 17:47 
Только пришел

Зарегистрирован: 20 апр 2018, 12:19
Сообщения: 17
(я не специалист в данной области)
1) Ну так вроде насколько я могу понять наковырял и по МК понятно вроде, 10 (48ножек корпус) или 16 (от 64ножек корпус)ног ацп 12 бит, надеюсь на платах готовых все ноги распаяны.
2) Насчет tolerant это ответ то что надо, я понял. Про 5 вольт ацп все вроде ясно, если я понял фразу rail-to-rail в данном случае ставит крест на сигнал выше 3.3 вольта....(но правда ваш коллега по ссылке первого поста использует слово "вроде" и "полагаю, что не совсем утверждение)
3) Да, нужно просто 12 бит точность с выше указанных датчиков получить Я похоже задал таки глупый вопрос, но еще раз повторю его:

1)На каждый датчик должен быть свой делитель? Или можно какую то общую схемку сделать на 3 три 5ти вольтовых датчика? Или в этом нет упрощения, возможности и логики?
2)Ну калькулятор делителя чисто математички мне понятен, а вот выбор номинала пары резисторов мне не понятен, тк можно выбрать пару 2.2+1 ом 5+10 ом и тд. Какой выбор для моего случая более правильный? И чем это обоснованно ?


Большое Спасибо.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: STM32, АЦП, 3.3->5 вольт in
СообщениеДобавлено: 20 апр 2018, 17:56 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 6204
Датчик понятие абстрактное. Как часто вы собираетесь читать значения?
Датчик может быть и на 5В, но выходное значение гораздо меньше.

Учтите, ADC у STM32 очень шумный. Если вы собираетесь использовать режим "считал=выходная величина", то рассчитывайте на разрядность результата 10 бит. Уточню - 1000 значений от 0 до Vcc, или 3mV на тик.
Если надо точнее и/или достовернее, то читать надо горааааааааааааааааааздо чаще.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: STM32, АЦП, 3.3->5 вольт in
СообщениеДобавлено: 20 апр 2018, 18:02 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 23 сен 2012, 20:35
Сообщения: 2471
j_ctrl писал(а):
(я не специалист в данной области)
1) Ну так вроде насколько я могу понять наковырял и по МК понятно вроде, 10 (48ножек корпус) или 16 (от 64ножек корпус)ног ацп 12 бит, надеюсь на платах готовых все ноги распаяны.

Обычно все свободные ноги распаяны. Лучше всего подходят как раз такие китайские платы или nucleo, там внешних наворотов минимум, от силы пара кнопок и светодиод.

j_ctrl писал(а):
1)На каждый датчик должен быть свой делитель?

Да. Иначе что вы будете мерять?

j_ctrl писал(а):
2)Ну калькулятор делителя чисто математички мне понятен, а вот выбор номинала пары резисторов мне не понятен, тк можно выбрать пару 2.2+1 ом 5+10 ом и тд. Какой выбор для моего случая более правильный? И чем это обоснованно ?

Нижний предел задается выходным сопротивлением источника сигнала (сопротивление делителя желательно на порядок выше этой величины). Верхний предел задается шумами делителя и АЦП. А вообще советую почитать вот этот документ.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: STM32, АЦП, 3.3->5 вольт in
СообщениеДобавлено: 20 апр 2018, 18:04 
Старожил

Зарегистрирован: 26 ноя 2012, 10:28
Сообщения: 3994
Откуда: КЧР, поселок Нижний Архыз
Естественно, по 1 делителю на каждый датчик. Либо ставить мультиплексор и тогда можно одним делителем обойтись (что проще с точки зрения калибровки).
Точные значения резисторов можно подобрать на основе цепных дробей. В той же octave есть функция, раскладывающая рациональное число в цепную дробь. Чем больше берем членов дроби, тем более точное число получаем. В случае резисторов, понятное дело, мы ограничены выбранным рядом номиналов. И выбранную дробь стоит уменьшить, согласно имеющимся номиналам (скажем, если сигнал 12В, лучше подобрать делитель так, чтобы и 15В на входе не давали больше 3.3В).
Я у себя в ЖЖ как-то писал, как рассчитывал резисторы в делитель, а у меня на гитхабе можно найти, как сделать эмуляцию EEPROM во flash-памяти МК, чтобы хранить настройки + как оптимально использовать STM32, где нет флоатов (я использую либо фиксированную точку, либо вообще целочисленное представление — компьютеру проще преобразовать результаты, нежели мучить МК тем, для чего он не предназначен).
Для масштабирования показания АЦП к вольтам, амперам и т.п. я просто калибрую по нескольким точкам, нахожу наиболее подходящую аппроксимацию прямой, затем через цепные дроби коэффициент наклона преобразую в дробь из небольших чисел и сохраняю числитель и знаменатель во флеш-памяти МК. А он уже, имея сведения о числителе и знаменателе, умножает значение с АЦП на числитель, затем делит на знаменатель и в таком виде отдает результат.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: STM32, АЦП, 3.3->5 вольт in
СообщениеДобавлено: 20 апр 2018, 18:05 
Старожил

Зарегистрирован: 26 ноя 2012, 10:28
Сообщения: 3994
Откуда: КЧР, поселок Нижний Архыз
u37 писал(а):
Если надо точнее и/или достовернее, то читать надо горааааааааааааааааааздо чаще.

Я использую циклическое чтение при помощи DMA, заполняя буферы по 9 величин на каждый канал АЦП. Как надо считать данные, просто провожу быструю медианную фильтрацию этих девяти чисел. Вуаля — шумы почти в 3 раза снижаются!


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: STM32, АЦП, 3.3->5 вольт in
СообщениеДобавлено: 21 апр 2018, 10:27 
Только пришел

Зарегистрирован: 20 апр 2018, 12:19
Сообщения: 17
Парни, огромное спасибо, почти все понял. Чуть переварю и думаю можно тему с моей задачей размещать.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: STM32, АЦП, 3.3->5 вольт in
СообщениеДобавлено: 21 апр 2019, 13:25 
Только пришел

Зарегистрирован: 20 апр 2018, 12:19
Сообщения: 17
А как можно расширить диапазон сигнала без ОУ? Ни как?
Есть датчик 3.3 вольта и АЦП 3.3 вольта и вообще источник питания только 3.3 вольта, но при данном напряжение питания датчик выдает что то вроде 0,5 хода на весь АЦП 3.3, схема возможна только с помощью ОУ? Какой посоветуете путь к увеличению диапазона и + возможно фильтрации выходного сигнала без заметного увеличения времени отклика датчика с минимальным целесообразным количеством элементов с точки зрения пайки и цен?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: STM32, АЦП, 3.3->5 вольт in
СообщениеДобавлено: 21 апр 2019, 14:02 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 6204
Считывать как можно чаще и дольше, потом применить цифровую обработку сигнала и получить искомое.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: STM32, АЦП, 3.3->5 вольт in
СообщениеДобавлено: 21 апр 2019, 14:59 
Только пришел

Зарегистрирован: 20 апр 2018, 12:19
Сообщения: 17
u37 писал(а):
Считывать как можно чаще и дольше, потом применить цифровую обработку сигнала и получить искомое.

У меня 3 контроллера, на STM32F103C8T6 "блэк пил боард",на PIC18F2550-I/SO и промикро, так вот шум на STM32 минимум в 2 раза выше невооруженным взглядом при одинаковом датчике, разве может быть АЦП настолько хуже? Надо наверное грешить на то что фильтрация для STM32 просто написана плохо? Или все таки STM32 отличается настолько плохим АЦП? Чтобы прекратить шум на STM32 в прошивке редактировал сглаживание на значение которое приводило к задержке реакции оси заметной на глаз.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: STM32, АЦП, 3.3->5 вольт in
СообщениеДобавлено: 21 апр 2019, 17:11 
Старожил

Зарегистрирован: 26 ноя 2012, 10:28
Сообщения: 3994
Откуда: КЧР, поселок Нижний Архыз
Ну говорили же уже: чтобы снизить шум, нужно увеличить количество выборок и уменьшить скорость обработки. Если брать по сто выборок и вычислять медиану, то шум снизится на порядок!


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: STM32, АЦП, 3.3->5 вольт in
СообщениеДобавлено: 21 апр 2019, 22:30 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 6204
А еще, в ADC1->SMPR надо писать далеко не 0. И делитель из резисторов не 100К.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: STM32, АЦП, 3.3->5 вольт in
СообщениеДобавлено: 22 апр 2019, 00:58 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 янв 2010, 20:18
Сообщения: 543
u37 писал(а):
Учтите, ADC у STM32 очень шумный. Если вы собираетесь использовать режим "считал=выходная величина", то рассчитывайте на разрядность результата 10 бит. Уточню - 1000 значений от 0 до Vcc, или 3mV на тик.
Если надо точнее и/или достовернее, то читать надо горааааааааааааааааааздо чаще.


Если источник не шумный то вполне получается на уровне одного младшего разряда. А если медленный сигнал, то и все 12 получаются. Но это F4.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: STM32, АЦП, 3.3->5 вольт in
СообщениеДобавлено: 23 апр 2019, 16:26 
Старожил

Зарегистрирован: 08 июл 2013, 17:00
Сообщения: 222
https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q ... k6AYyEuNVm


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: STM32, АЦП, 3.3->5 вольт in
СообщениеДобавлено: 23 апр 2019, 18:40 
Старожил

Зарегистрирован: 10 июн 2011, 23:01
Сообщения: 3297
tonyk писал(а):
https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwiSjqu-jebhAhVN1qYKHSDvD8wQFjAAegQIAxAC&url=https%3A%2F%2Fwww.analog.com%2Fmedia%2Fen%2Ftechnical-documentation%2Fdata-sheets%2Fad7607.pdf&usg=AOvVaw004mWISIoXiBk6AYyEuNVm

для этих, так сказать, датчиков такой АЦП совсем избыточен.

да и вместо аналоговых датчиков Холла нынче есть tlv493d, als31300, mlx90333, ...


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: STM32, АЦП, 3.3->5 вольт in
СообщениеДобавлено: 26 апр 2019, 01:35 
Только пришел

Зарегистрирован: 20 апр 2018, 12:19
Сообщения: 17
Дело в цене - датчиков много на одно устройство и цена множится, да и на контроллерах что указывал выше результат оч хороший (я не знаю как он достигается, но факт).
После моего вопросительного поста выше про АЦП на STM32F103C8T6 нашел некую прошивку - тоже показывает отличную скорость реакции на ось и и стабильность. То есть вопрос про сравнительный потенциал АЦП на STM32F103C8T6 снимается. Всем спасибо.
Зато главный вопрос написания ПО для STM32F103C8T6 остается открытым тк все проекты что есть (готовые) чем то не подходят, требуют дороботки.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: STM32, АЦП, 3.3->5 вольт in
СообщениеДобавлено: 26 апр 2019, 01:55 
Старожил

Зарегистрирован: 10 июн 2011, 23:01
Сообщения: 3297
вышеперечисленные цифровые датчики, особенно tlv493d, мало того со встроенным АЦП и трехосевые, они стоят дешевле чем ss49е, да и подключаются к любому МК хоть сотнями штук.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: STM32, АЦП, 3.3->5 вольт in
СообщениеДобавлено: 26 апр 2019, 22:11 
Только пришел

Зарегистрирован: 20 апр 2018, 12:19
Сообщения: 17
не смею спорить, но я 49-ые по 5 рублей взял, ровно по 5, технология видать уже прокатанная и деревни в Китае работают на всю мощность))


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: STM32, АЦП, 3.3->5 вольт in
СообщениеДобавлено: 27 апр 2019, 02:38 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 18 май 2013, 20:43
Сообщения: 4331
Откуда: Кемеровская область, Киселевск
Переплатили целый рубль, есть по 4р
https://ru.aliexpress.com/item/10-49E-O ... 16c2eb5-16

_________________
RADIOWOLF.RU


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: STM32, АЦП, 3.3->5 вольт in
СообщениеДобавлено: 27 апр 2019, 13:49 
Только пришел

Зарегистрирован: 20 апр 2018, 12:19
Сообщения: 17
Я боялся что будет какая то бяка, но работают отменно, сравнивал с оригинальными которые есть в наличие.
Не большой оффтоп - я тут где то на форуме видел с год назад ссылку на одно страничный сайт где были в небольшом окошке предложения по разработке ПП(рисование, а не производство), в виде инфо содержащей имя, место жительства, опыта, цены из расчета на количество контактов. Ни кто не может подсказать такую ссылку?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: STM32, АЦП, 3.3->5 вольт in
СообщениеДобавлено: 27 апр 2019, 16:05 
Только пришел

Зарегистрирован: 20 апр 2018, 12:19
Сообщения: 17
Eddy_Em писал(а):
Ну говорили же уже: чтобы снизить шум, нужно увеличить количество выборок и уменьшить скорость обработки. Если брать по сто выборок и вычислять медиану, то шум снизится на порядок!

Не спорю,но хочу спросить, а почему не ср. арефм., а медиану? Потому, что возможно присутствие в выборке данных с датчика внезапного скачка, кратковременного, и эта цифра при ср. арифметическом расчете утянет конечную величину?


Последний раз редактировалось j_ctrl 28 апр 2019, 17:35, всего редактировалось 1 раз.

Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: STM32, АЦП, 3.3->5 вольт in
СообщениеДобавлено: 27 апр 2019, 23:26 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 23 янв 2013, 12:33
Сообщения: 1785
Откуда: Донецк, ДНР
Для опроса 5-вольтовых датчиков лучше внешний 5в АЦП поставить. Точнее будет измерять, чем на делителях.
Я подключал HIH-3610 и MPX4115 через MCP3202 к F103C8T6 по SPI. АЦП SPI-ный, 5-вольтовый. SPI у него с вывихом конечно, но работало нормально.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 24 ] 

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