Merhaba,daha önceki açtığım konuda da sordum fakat daha uygun bir başlıkta tekrar açmak istedim.İlerleyen zamanlarda bu konu hakkında bilgi toplamak isteyen arkadaşlara da referans olur diye düşünüyorum.
Sorularım şu şekilde cevaplarsanız çok memnun olurum:
1-)Sağlıklı bir analog ölçüm için sağlıklı bir referans gerilimi dolayısıyla sağlıklı bir besleme gerilimi gerekli.Peki bu sağlıklı referans gerilimini,referans gerilimi üreten AD586 gibi bir entegreyle çözdük diyelim.Sensörümüzde aynı kaynaktan veya farklı bir kaynaktan besleneceğinden ve bu beslemede büyük ihtimalle SMPS tipi olacağından gürültü fazlaca olacaktır.Referans gerilimini AD586 ile sağlıklı bir şekilde elde etmiştik.Peki kaynağımızdaki gürültü sensör beslemesini etkilediğinde dolayısıyla sensör çıkış değerlerinde bir kayma olacaktır.En azından ben böyle düşünüyorum belki bazı sensörlerde besleme gerilimi tekrar regüle edilip gürültü engelleniyor olabilir bu konuda bilgim yok.Eğer kullanılan sensörde böyle bir regüle devresi yok ise besleme gürültüsünü nasıl bypass edebiliriz.
2-)SMPS besleme gerilimini MCU'ya ve Sensöre vermeden önce Lineer bir regülatörden geçirerek vermek, SMPS tipi beslemenin; hem sensör çıkış değerlerine hemde MCU'nun veya ADC entegresinin referans gerilimine olan etkisini ortadan kaldırır mı? azaltır mı? yoksa hiçbir etkisi olmaz mı?
3-)Analog sinyal izolasyonu için kullanılan teknikler nelerdir?Hangi elemanlar kullanılır veya siz uygulamalarında neleri tercih ediyorsunuz?
4-)***Son olarak kalibrasyon hakkında detaylı bir bilgi rica ediyorum.Kalibrasyondan kasıt sensörden gelen min. max. değerleri ölçüp aynı şekilde yazılıma geçirmek midir?Tam olarak nedir? ne işe yarar? yapılmaz ise nelere sebep olabilir? **Nasıl yapılır? Sistem kurulmadan önce mi yapılır? Yoksa gerekli algoritmalar oluşturularak dinamik olarak sistemin kendisi tarafından mı yapılır?
Teşekkürler...
Bütün elektronik problemlerini çözebilecek bir tek sihirli reçete olsaydı mühendislere ihtiyaç kalmazdı
bir yerden de başlamak, konu hakkında fikir sahibi olmak gerek ama
?
Gereken en önemli şey bence,
"İhtiyacın belirlenmesidir."
İhtiyaç tam olarak belirlenmez, sadece en iyisi istenirse,
maliyet artar, süreç uzar gider...
Malzeme bilgisi tek başına sadece katalog bilgisi gibi birşeydir,
Aynı zamanda bu malzemelerin nasıl kullanıldığı, maliyetlerin nasıl indirgendiği durumları incelenir.
İhtiyacın ne olduğunu anlayacak seviyeye gelebildiyse kişi, ondan sonrası nispeten daha kolaydır.
Sırasıyla elinde, yurtiçinde, dünyada olan malzemeler vs araştırılabilir.
---------------------------------------------------------------------------------
Diyelim ki uzun bir otobüs yapacaksınız, (80 kişilik fln)
Tasarımda, 25 metreye ulaşan bir boy çıktı...
Şimdi her zaman, 25 metrelik düz bir yol bulmak sıkıntı olabilir. ( idealist mühendisler bunu istiyor )
Pratik mühendisler de otobüsü kesip, ortadan körük ekliyor...
(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/33/Cropped_jumbo.jpg/800px-Cropped_jumbo.jpg)
Buna benzeyen "imaj aracı", (sanırım Limuzin'di) yollarımızda rahatlıkla karşılaştığımız bir engel de takılarak kaldığını görmüştüm.
http://www.haberler.com/obama-nin-canavari-rampaya-takildi-2746708-haberi/ (http://www.haberler.com/obama-nin-canavari-rampaya-takildi-2746708-haberi/)
İhtiyacım kararlı,dayanıklı bir analog ölçüm yapabilmeyi öğrenmek Allegro hocam :)
Alıntı yapılan: musti463 - 02 Ocak 2014, 18:51:40
İhtiyacım kararlı,dayanıklı bir analog ölçüm yapabilmeyi öğrenmek Allegro hocam :)
kardeş şu adresteki bilgiler belki işine yarar
http://www.mcu-turkey.com/adc-kullanimi-uzerine/ (http://www.mcu-turkey.com/adc-kullanimi-uzerine/)
@ahmetbudak sağolun hocam bu yazıyı okumuştum faydalı bilgiler var fakat kafamdaki kalibrasyon ve sensör beslemesinde dalgalanma olayları hakkında sorular devam ediyor
Alıntı yapılan: musti463 - 02 Ocak 2014, 18:51:40
İhtiyacım kararlı,dayanıklı bir analog ölçüm yapabilmeyi öğrenmek Allegro hocam :)
Teorik sorulara teorik cevaplar verilebilir ancak.
O halde sana 'ratiometric' diyerek bir anahtar kelime vereyim.
@Allegro hocam az önce araştırdım; ratiometric sensörler besleme gerilimi değiştiği zaman çıkış gerilimlerinde de değişiklik gözlenen sensörler imiş.Fakat bazı kaynaklarda sensörün besleme gerilimindeki 1V değişiklikte sensör çıkış gerilimi yaklaşık 2mV değişirmiş.Bu kadar oynama benim sistemimi etkilemez.Ama sensörleri incelerken hiç gözüme ratiometric tir değildir diye rastlamadım yada ne olduğunu bilmediğim için gözümden kaçtı.
Ratiometric ile kastedilen şey şu sensör ratiometric bu sensör ratiometric diye bir şey değil.
Örneğin Loadcell ile ağırlık ölçüyorsunuz.
Eğer Loadcelll'inizi beslediğiniz gerilimden bir gerilim bölücü ile referans sağlarsanız, bu ratiometric bir ölçüm olur.
LoadCell'i 10V ile besliyorsunuz diyelim. Buradan 1/4 gerilim bölücü ile 2,5V referans aldınız. Yük hücreniz 10V ile beslenirken tam yükte 20mV çıkış veriyor. 100Kat yükseltip ADC'ye giridiniz. ADC çözünürlüğünüz 10 bit.
şimdi hesaplayalım.
tam yükte ADC girişiniz 2V. Referansınız 2,5V ( 1/4 bölücü apmıştık).
1024 / Referans * ADC girişi = 1024 / 2,5 * 2 = 819.
Tam yükte ADC'den okuyacağınız değer 819.
Bir sebepten yük hücresiniğn beslemesi %10 düştü. besleme 9V oldu.
Besleme %10 düştüğü için tam yük çıkışımız da %10 düşer. bu durumda Yük hücresi çıkışı tam yükte 18mV olur.
Amplifikatör çıkışında ise 1,8V olur.
Şimdi ölçüm yöntemimizin ratiometric olmadığını, referansımızın başka bir referans üreticiden 2,5V verdiğimizi düşünerek çıkışı hesaplayalım.
1024 / Referans * Giriş = 1024 / 2,5 * 1,8 = 737.
Şimdi de ratiometric ölçüm yaptığımızı düşünerek yeniden hesaplayalım.
Referansımız yük hücresinin beslemesinden 1/4 bölücü ile alınıyordu. Besleme 9V olduğunda referans gerilimimiz
9 / 4 = 2,25 V olur.
Şimdi ADC değerimize bakalım.
ADC = 1024 / Referans * Giriş = 1024 / 2,25 * 1,8 = 819.
Gördüğün gibi ilk değerle aynı.
Klein hocam çok teşekkürler. Anlattıklarınıza göre ratiometric ölçümü tercih etmeliyiz,besleme dalgalanmalarından etkilenmemek için.Fakat benim kuracağım sistemde 4 ayrı sensör ve dolayısıyla 4 ayrı analog giriş var ve besleme gerilimleride farklı bu durumda ratiometric ölçümü nasıl kullanabiliriz veya kullanabilirmiyiz?
?
Besleme gerilimleri farklıysa her biri için 1/4, 1/3, 1/2 gibi farklı voltaj bölücü kullanabilirsin. Yanlış mıyım @Klein ?
Alıntı YapBesleme %10 düştüğü için tam yük çıkışımız da %10 düşer
bu her sensör için geçerli midir hocam
@engerex hocam fakat ADC için tek referans verilmiyor mu?
Bence yaptığınız şeyi tamamen açık kaynak kodlu, şemalı (BOM dahil) ve pcb'li yaparsanız bence çok daha fazla kişi ilgilenecektir.
Aslında voltaj bölücüleri sensörleri ayrı ayrı besleme için bahsetmiştim. Referans için zaten bir tane bahsedildi.
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.
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?
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.
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?
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.
@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?
Alıntı yapılan: musti463 - 07 Ocak 2014, 21:22:32
@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?
yüksek çözünürlük kullanıldıgı zaman mesela ref 2.5 v kullanıldıgı zaman dalgalanma pic adc modülündende kaynaklanmaktadır.
Alıntı yapılan: musti463 - 07 Ocak 2014, 21:22:32
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.
Alıntı yapılan: musti463 - 07 Ocak 2014, 21:08:48
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 (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.
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?
işlemci hızına göre adc bölme oranını datasheet'den bakarak ayarlanmalıdır.
Alıntı yapılan: Allegro - 08 Ocak 2014, 17:53:57
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?
Alıntı yapılan: yamak - 08 Ocak 2014, 22:27:29
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?
@Allegro hocam referansın uzak tutulması konusunda esprili bir cevap vermiş.Edebiyatta kinaye sanatı mı ne diyorlardı galiba.
http://www.muratamems.fi/en/products/inclinometers/sca61t-inclinometers (http://www.muratamems.fi/en/products/inclinometers/sca61t-inclinometers)
ADS1255 - 24bit ADC
REF5050 - 5 volt referans ( EP versiyonunu alabilirsen al daha iyi, farklı voltaj seçenekleri mevcut )
18bit hatasız ölçümün var. 0.02 milivolt çözünürlük verir. Sensörü rahatlıkla kullanırsın.
@1nsane hocam "18bit hatasız ölçümün var" demişsininzi bu kısmı anlayamadım.Birde 24 bit ADC gereksiz olmaz mı 14 bitlik bir ADC yeterli gibi görünüyor
Alıntı yapılan: musti463 - 09 Ocak 2014, 18:49:18
@1nsane hocam "18bit hatasız ölçümün var" demişsininzi bu kısmı anlayamadım.Birde 24 bit ADC gereksiz olmaz mı 14 bitlik bir ADC yeterli gibi görünüyor
Aynı voltaj kaynağını 100 defa ölç, 18 bit hiç değişmeyecek. İsabet 18 bit. Kalan kısmın gürültü. 5 volt referansın varsa 5000/2^24 = 0,000298 milivolt çözünürlüğün var. Her ölçüm sonundaki 6 bit gürültü. Çözünürlük x 127 = 0,037 milivolt. Ölçtüğün değer +- 0.037 milivolt. Kusursuz 1 volt verdin diyelim. Ölçümünün sana verebileceği aralık : 0,999963 - 1,000037 volt.
12 bit ADC ile ölçüm yapıyorsan sondaki 2-3 bit gürültü olabilir. 5 volt referansın varsa 5000/2^12 = 1,22 milivolt çözünürlük. Sondaki 3 bit gürültü ise 1,22 x 7 = 8,54 milivolt. 1 volt ölçümün 0,99146 - 1,00854.
İki örneği aradaki farkın ne kadar büyük olduğunu görmen için verdim.
gürültü bitinin ne kadar olacağını neye göre belirliyorsunuz hocam.Birde CS1180 'e baktım direnc.net de varmış 50 tl diyot :) .Ve tek girişli benim 4 kanala ihtiyacım var.Yani toplamda 200 TL ADC entegresi tutuyor.
şöyle bir soru sormuştum ama cevap gelmedi:
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?
bu iş için nasıl bir donanım yeterli olur?
?
4051 diye bir entegre var
8 girişli multiplexer
ben kendi devremde bununla analog girişleri çoğaltıyorum
Bir başka seçeneğin 3 eksen bir ivme ölçer kullanırsın. Sabit hareketsiz bir objenin maruz kaldığı G kuvveti 1 civarındadır. Sensör eğimine göre 3 eksen ölçümün değişir ama toplam hep aynıdır. Matematiksel hesaplama ile açıyı bulursun.
Yapacağın hassas ölçüm ürününün ithal üründen ucuz olacağını sanmam.