Profesyonel Analog Ölçüm için gerekenler nelerdir?

[Icarus]

Bence yaptığınız şeyi tamamen açık kaynak kodlu, şemalı (BOM dahil) ve pcb'li yaparsanız bence çok daha fazla kişi ilgilenecektir.

[engerex]

 Aslında voltaj bölücüleri sensörleri ayrı ayrı besleme için bahsetmiştim. Referans için zaten bir tane bahsedildi.

[Klein]

Eğer ölçümü yapacağın sistem ratiometric ölçüme müsaitse ratiometric yaparsın.  Müsait değilse de yapamazsın. Zorlamanın da gereği yok. Ratiometric olmuyorsa hayatın sonu da değil.
ADC ve hassasiyet meselesini de çok abartmamak gerek.  Eğer yapacağınız ürün  referans aygıt değilse, yani çok hassas ölçüm yapacak tıbbi bir aygır, laboratuvar cihazı , kalibrasyon aygıtı gibi bir şey değilse çok da abartmayın bu meseleyi.
Özellikle endüstride tartım, dozajlama haricinde hemen hiç bir yerde öyle aman aman bir doğruluk kesinlik ihtiyacı yok.
Bir çok standart endüstriyel sensörün verisine bakın. çoğunun doğruluğunun %2 civarında olduğunu göreceksiniz.  Referans kabul edilen S, R, B tipi ısılçiftlerin A sınıfının (çok özel değilse) doğruluğu bile %0,25
bir çok ısılçiftin doğruluğı %2. 1000 derecede 20 derece hata payı var. 

ADC referansı olarak %1 , %0.5 doğruluğu olan  mümkünse sıcaklık kararlılığı 10-20 ppm/c den daha büyük olmayan bir referans kullanın bir çok işte ihtiyacınızı karşılar.  TL431'in %0.5 doğruluğa sahip modelleri var. Bir çok işte yeterli.

Eğer standart endüstriyel sensörler ile ( 0-10V , 2-10V,  0-5V, 1-5V, 0-20mA, 4-20mA, PT100, PT...) çalşıyorsanız  bir kalibrasyon cihazı edinseniz yeter.  Siz kalibrasyon cihazı ile ayarınızı yaparsınız, bırakın gerisini de sensörü sağlayan, üreten firma düşünsün.   

[engerex]

 5V Basınç kullandığımızı ve oldukça hassas ölçüm yapacağımızı düşünürsek Stm32f4 discovery kit ile adc ölçüm hassasiyetinde nereye varabiliriz? Kiti usb veya bataryayla beslemek ne kadar fark ettirir?

[Klein]

Çok bir şey farkettireceğini düşünmüyorum.
Hassasiyet biraz muğlak bir kavram. Hassasiyet dediğimiz şey tam olarak nedir?
Yüksek çözünürlük mü? Doğruluk mu? Tekrarlanabilirlik mi? sıcaklık kararlılığı mı? tepki süresi mi?

Hassasiyet meselesinden bahsettiğimizde bir çoğumuz ( belki de hepimiz) çözünürlükten bahsediyoruz.
Eğer hassasiyet = çözünürlük ise , Discovery kit ile tam skala çözünürlüğünüz  4096 birim.     
5V giriş için hassasiyet 0,001220703125 V. 

[musti463]

Yani hocam sensörlerin besleme gerilimlerindeki oynamalar sensör çıkışına etkisi göz ardı edilebilir diyorsunuz
Birde Kalibrasyon cihazı dediniz hocam herhangi bir link verebilirmisiniz? Nasıl kullanılır tam olarak neyi kalibre ediyor?

[1nsane]

ADS1255 - 24bit ADC
REF5050 - 5 volt referans ( EP versiyonunu alabilirsen al daha iyi, farklı voltaj seçenekleri mevcut )

Örnek devreleri kurabilirsin.
Her entegrenin gücünü farklı bir regülatör ile ver.
ADS1255 ile REF5050 dip dibe olsun. MCU ile yeteri kadar uzak olsun yakın olmasın gürültü yapar.
Sıcaklık ölçümü ile yazılımsal düzeltmeler yapabilirsin.
Kesinlikle direnç ile voltaj ayarlaması yapmayın voltaj aralığına girebilmek için. Referans voltajınızı değiştirin. Dirençler ısındıkça değerleri değişir. İki direncin hiç bir zaman aynı değişmez dolayısı ile ölçüm isabetiniz azalır.
ADC'ler nemden nefret eder. Ömürleri vardır ve yaşlandıkça ölçümler değişir. Yazılımsal olarak bir miktar düzeltilebilir.

Çözünürlük çok yüksek olabilir ama isabet düşüktür gürültü çoktur. 0.000001 volt çözünürlüğünüz olabilir ama 0.01 volt gürültünüz varsa hiç bir anlam ifade etmez.

[musti463]

@1nsane hocam PIC'in dahili ADC birimini kullanıyorum.Referans gerilim üretici entegreyi MCU'ya yakın mı tutmalıyım uzak mı?.Birde PIC dahili ADC'sini kullanmanın dezavantajı var mıdır?

[1nsane]

@1nsane hocam PIC'in dahili ADC birimini kullanıyorum.Referans gerilim üretici entegreyi MCU'ya yakın mı tutmalıyım uzak mı?.Birde PIC dahili ADC'sini kullanmanın dezavantajı var mıdır?

Çok uzak tutmaman lazım, uzun yol elektriksel gürültüyü arttırır. Çok yakında tutmaman lazım MCU bir miktar gürültü yaratabilir.

PIC'in ile çok fazla güç harcayacak şeyler yapmıyorsan, atıyorum 7-8 tane transistör sürmek, harici referans çokta gerekli olmayabilir. İyi bir osiloskop ile bakmak lazım. Referansı ADC ile ölçersin ( harici referans olmadan ) bakarsın ne kadar gürültü var. Sonra 7-8 tane ledi aç kapa yaparsın farklı pinlerde. Açma kapamalarda adc ölçümlerine bakarsın dalgalanma var mı.

Tam olarak gereken çözünürlük ve istediğin isabet ne?

[Okan AKÇA]

yüksek çözünürlük kullanıldıgı zaman  mesela ref 2.5 v kullanıldıgı zaman dalgalanma pic adc modülündende kaynaklanmaktadır.

[Erol YILMAZ]

Birde PIC dahili ADC'sini kullanmanın dezavantajı var mıdır?

Dahili ADC kullanılırsa tasarım biraz amatör,  hem de ucuz ve  temini kolay olur
Profesyonel dediğin tasarımın, malzemesi 3 aydan önce bulunmamalı.

Referansı da, mümkün olduğu kadar uzak tut ki, iyice parazit alsın, ölçümler geniş aralığa yayılsın...

Böylece ADC de haricen eklenilen Beyaz gürültüye de ihtiyacın kalmaz.

[Klein]

Yani hocam sensörlerin besleme gerilimlerindeki oynamalar sensör çıkışına etkisi göz ardı edilebilir diyorsunuz
Birde Kalibrasyon cihazı dediniz hocam herhangi bir link verebilirmisiniz? Nasıl kullanılır tam olarak neyi kalibre ediyor?

Tam olarak öyle demiyorum.   Bu biraz işe bağlı.
Örn 16 bar basınç sensörü kullanıyorsunuz. Sizden beklenen 0.1 bar aralıklarla  basıncı doğru göstermenizir. Endüstride hemen hemen hiç kimse sizden 0-16 Bar aralığında  0.01 bar çözünürlükte ölçüm yapmanızı beklemez. bu da 8 bitten daha az çözünürlüğe ihtiyacınız var demektir. Bu yüzden USB ile veya Pil ile beslemeniz bir şey değiştirmez. USB'den gelecek gürültü en fazla 1LSB dalalanma yaratır o da bu projede önemsenmez, ihmal edilebilir diyorum.

Sonuç olarak şunu söyüyorum. Bir işe başlamadan önce işin gerekiliklerini iyi araştırın.  Gereksiz kaynak sarfetmeyin.  İş %1'lik bir hatayı affediyorsa, fellik fellik %0.5  toleranslı referans aramayın.  Noktadan sonra 1 hane göstermek yeterliyse, noktadan sonra bilmem kaç hane göstereceğim diye 24Bit ADC peşinde koşmayın. 

Eğer ticari ve seri bir ürün üretmiyorsan, kalibratör gereksiz pahalı bir yatırım olur. Ancak apacağın ürün ticari olacak ve seri üğretim olacaksa, kalibratör almanı kesinlikle öneririm.

http://www.fluke.com/fluke/trtr/Process-Calibration-Tools/Multifunction-Calibrators/Fluke-725.htm?PID=56117

Kalibratör nedir? kaibreli kaynak ve /veya lçü aleti. Neyi kalibre etmek istediğine bağlı olarak çeşitleri değişir. Endüstriyel aygıtlar üreten bir firma için linkteki gibi bir  kalibratör hemen her  konudaki kalibrasyon ihtiyacını karşılar.

[musti463]

Verdiğiniz bilgiler için çok teşekkürler.

0 dan 80 dereceye açı ölçeceğim hata en fazla %1 olmalı.
Fakat şöyle birşeyde var yapacağım cihazın ithal muadillerinin bir videosunu izlediğimde açı değeri en fazla 0.1 derece değişiyordu.  (örn:54.3-54.2 arasında gidip geliyordu) burda hatanın +/- 0.1 derece olduğunu ve sensörün ölçüm aralığının -10 ile 90 derece olduğunu biliyoruz.O zaman hata oranı yaklaşık %0.1 mi olmuş oluyor? Buradan gereken bit değerini hesaplarsak (100/2^x)<0.1'den 10 bit çözünürlüklü bir ADC işimizi görür diyebilirmiyiz?

[Okan AKÇA]

işlemci hızına göre adc bölme oranını  datasheet'den bakarak ayarlanmalıdır.

[yamak]

Dahili ADC kullanılırsa tasarım biraz amatör,  hem de ucuz ve  temini kolay olur
Profesyonel dediğin tasarımın, malzemesi 3 aydan önce bulunmamalı.

Referansı da, mümkün olduğu kadar uzak tut ki, iyice parazit alsın, ölçümler geniş aralığa yayılsın...

Böylece ADC de haricen eklenilen Beyaz gürültüye de ihtiyacın kalmaz.

Hocam dahili ADC kullanılırsa tasarım amatör olur derken bu pic için mi geçerli yoksa diğer MCU'lar için de geçerli mi?Şu an stm in cortex-m4 çekirdekli MCU'larını ADC'leri baya kalite söylediğiniz bu tarz MCU'lar için de geçerli mi?
Bir referansı neden uzakta tutlamalıyız tam anlamadım.Biraz açıklayabilir misiniz?