Stabilność Uref w ATmega16: Jak poprawić pomiar napięcia i prądu w zasilaczu?

Sun Nov 26, 2006 3:55 pm   

Tak sobie kombinuje woltomierz + amperomierz + dodatki na avr, do
zasilacza laboratoryjnego, i po przetestowaniu partii (~20szt) atmega16
w dil40 rozrzut Uref wewnetrznego (ktory mialby miec 2.56v) jest na
poziomie 2.2v do 2.7v! Moze i jest stabilne to napiecie, ale nijak nie
jest "rowne". Co dziwne - w tqfp rozrzut uref jest duzo mniejszy (na
poziomie 2.45 - 2.60v), ale nadal jest to mocno krzywe... Z takim uref
blad pomiaru bylby zdecydowanie zbyt duzy.
Do bledow pomiaru dochodza jeszcze bledy np rezystancji w dzielniku
napiecia, stad pomiar robi sie conajmniej marny. Kalibracja po prostu
jest wymagana, po stronie cyfrowej przy 10bit przetworniku nie ma ona
sensu, potencjometru tez bym chcial uniknac...
I tak sobie wymyslilem - moze Uref wytwarzac z PWM 16bit ? Stabilnosc
zegara (chocby nawet z RC wewnetrznego, ale raczej kwarc) jest dosc
duza, rozdzielczosc 16bit daje dosc duze pole manewru, przy duzej
czestotliwosci filtr nie musialby byc jakis okrutny... Uref moglbym
wystrugac w zakresie 0 - Ucc (prawie)...
Po pierwsze slyszalem ze ADC w avr nie lubi malych Uref (<2v) - czy to
potwierdzone, bo np do pomiaru pradu bardzo by mi pasowalo Uref 1.023v
Po drugie - kalibracja - poleganie na zasilaniu +5v idealnym i
przyjecie ze np 0x00ff da mi 2.5v - to chyba nie najlepsze rozwiazanie.
Zasilanie moze sie zmienic, byc niestabilne, filtr pwm tez nie bedzie
idealny... Wymyslilem cos takiego:
- procesor ustawia (bo ma taka mozliwosc, np przekaznikiem) pomiar z
nozki na ktorej jest Uref z jakiegos dobrego scalonego Uref np 5v i tak
kombinuje z PWM by zmierzone na ADC napiecie bylo odpowiednie, np dla
zakresu pomiarowego 0.00 - 40.95v pomiar 5.00v dalby wynik z ADC 0x007D
(125). Jesli tak by bylo (i pomiar 0v bylby 0x0000 bo z tym tez bywa
roznie w avr, czasem 0 daje 0x0001 albo 0x0002), to mamy skalibrowane.

Moze za bardzo kombinuje? moze da sie to zrobic prosciej jakos, bez
dobrego Uref wsadzanego do ukladu, moze jednokrotna taka kalibracja i
zapisanie wartosci PWM do eepromu wystarczy?

--
| Bartlomiej Kuzniewski
| sibi@drut.org GG:23319 tel +48 696455098 http://drut.org/
| http://www.allegro.pl/show_user_auctions.php?uid=338173

Sun Nov 26, 2006 4:13 pm   

BartekK napisał(a):

Czytales datasheet? Strona 295 - internal voltage reference min 2,3V,
max 2,7V, typical 2,56V. I wszystko jasne.


Nie prosciej dac zewnetrzne napiecie odniesienia?


Znowu datasheet sie klania - str. 295 - Reference Voltage - for single
ended and differential conversion minimum 2,0V.


Ale jesli masz juz to Uref to po co kombinowac, nie prosciej je
podlaczyc jako napiecie referencyjne do procka?



--
Inteligentny dom - http://idom.wizzard.one.pl
Teraz takze forum dyskusyjne
Zobacz, wyslij uwagi, dolacz sie do projektu.

Sun Nov 26, 2006 4:50 pm   

Użytkownik "BartekK" <sibi@drut.org> napisał w wiadomości
news:ekc9ro$mr2$1@atlantis.news.tpi.pl...


Ja to widzę na dwa sposoby.
1. Program kalibracyjny. Wkładamy procek zaprogramowany w układ
elektroniczny docelowy i program kalibracyjny podaje nam jakąś stałą, która
po wstawieniu do programu oryginalnego jest stałą korekcji.
1' metoda mniej dokładna: mierzymy Uref dla każdego procesora i wstawiamy do
programu.
2. Kalibracja programowa - po wyzwoleniu procek przechodzi do kalibracji
mierzy napięcie zewnętrzne i jakąś stałą zapisuje do pamięci nieulotnej.

--
Desoft
http://217.96.144.226/desoft

Sun Nov 26, 2006 5:24 pm   

T.M.F. napisał(a):

innego rozwiazania. Niedawno mnie tu ktos zjechal "przeciez atmega ma
bardzo dobre, stabilne, wewnetrzne, zawsze rowne 2.56v uref"...


mozliwosc zmieniania - np (w uproszczeniu) miec Uref=4.095v dla pomiaru
do 40.95v (z krokiem 0.01v), a gdy zmierzone napiecie jest <20v to
przelaczyc Uref = 2.047v i mnozyc wynik x2, uzyskujac krok/rozdzielczosc
0.005v itd... A przy pomiarze pradu jeszcze inaczej...


mierzyc, bedzie zle mierzyc... ?



--
| Bartlomiej Kuzniewski
| sibi@drut.org GG:23319 tel +48 696455098 http://drut.org/
| http://www.allegro.pl/show_user_auctions.php?uid=338173

Sun Nov 26, 2006 5:27 pm   

Desoft napisał(a):

przynajmniej przy rozdzielczosci 10bit wewnetrznego przetwornika. W tym
caly sens manewrowania z Uref, by krok/rozdzielczosc pomiaru wychodzila
"rowna" - tzn np. 1bit = 0.1v, bo co mi z pomiaru przy ktorym zmiana o
jeden bit jest rowna 0.082456v ? Jak to wyswietlac? Zaokraglac? To co
pare bitow wyjdzie przeskok o 0.2v zamiast o 0.1v...

--
| Bartlomiej Kuzniewski
| sibi@drut.org GG:23319 tel +48 696455098 http://drut.org/
| http://www.allegro.pl/show_user_auctions.php?uid=338173

Sun Nov 26, 2006 6:23 pm   

BartekK napisał(a):

Jako zrodlo referencyjne proponuje LM431 (np.
http://www.national.com/ds/LM/LM431.pdf)
Spisuje sie bardzo dobrze w takich zastosowaniach.

Pozdr
AK

>

Sun Nov 26, 2006 8:35 pm   

Użytkownik "BartekK" <sibi@drut.org> napisał w wiadomości
news:ekcf6v$c57$1@atlantis.news.tpi.pl...


Równa, to znaczy jaka? 0,1V przecież procesory liczą w systemie dwójkowym.
Raczej napięcie odniesienia powinno wynosić 2,56V - byłoby "okrągłe"
tylko jak przenieść to na dziesiętny wyświetlacz?

Są dwie metody rozwiązywania tego typu problemów:
sprzętowa (można się nawet obyć bez procesora) i programowa.

--
Desoft
http://217.96.144.226/desoft

Sun Nov 26, 2006 8:44 pm   

BartekK napisał(a):

No to podlacz pod stabilizowane 5V zasilajace uklad poprzez filtr.


Skoro potrzebujesz rozne to wewnetrzne Uref i tak ci nic nie daje.
Poza tym okresl z jaka dokladnosci potrzebujesz dokonac pomiaru. ATMega
umozliwia uzyskanie rozdzielczosci rzedu 2mV, Obnizajac Uref i tak
wiekszej nie uzyskasz. Pomysl nad wykorzystaniem mozliwosci wzmocnienia
sygnalu przez ATMege, masz o ile sie nie myle do wyboru 10 i 200x.


Pewnie bedzie mierzyc, niesadze zeby wybuchlo. Ale policzmy
2,0V/2^10=1,95mV. Poniewaz rozdzielczosc przetwornika jest na poziomie
2mV (gdzies o tym pisza w datasheet) to zmniejszajac napiecie
odniesienia nic nie zyskujesz. A wrecz tracisz.

--
Inteligentny dom - http://idom.wizzard.one.pl
Teraz takze forum dyskusyjne
Zobacz, wyslij uwagi, dolacz sie do projektu.

Sun Nov 26, 2006 9:36 pm   

Desoft napisał(a):

Dla ulatwienia przyjmijmy przetwornik 2bitowy - 4 poziomy
11 = Umax = Uref
10 = 2/3*Uref
01 = 1/3*Uref
00 = 0 * Uref
I teraz chcialoby sie wyswietlic zmierzone napiecie w postaci
"dziesietnej" - powiedzmy na wyswietlaczu lcd tekstowym zeby byla duza
dowolnosc. Napiecie wejsciowe (mierzone) dzielisz dzielnikiem
rezystancyjnym - aby zakres napiec sie zmiescil (lub z lekkim zapasem,
by krok byl wygodny do wyswietlenia) miedzy 0 a Uref.
Powiedzmy ze chcemy mierzyc napiecia w okolicy 0-9v, czyli 0v, 3v, 6v i
9v. Ustawiamy w takim wypadku Uref na 3v, podzial na dzielniku
rezystancyjnym /3, wynik (binarnie) mnozymy przez 3 i wyswietlamy i
gotowe ?
Niestety nasz dzielnik na opornikach nie jest idealny, oporniki maja
jakas tam precyzje i wyszedl nam podzial /3.8
Jak to skompensujesz po stronie cyfrowej?
Nijak, bo zmierzysz 9v/3.8 = 2,368v, co zalapie sie moze na wartosc
binarna 10, a moze na 11? (zaleznie od histerezy komparacji napiecia w ADC).
Ale wystarczyloby zmodyfikowac Uref dla tago nieidealnego dzielnika na
2.368v, i juz mamy skale i dokladnosc zachowana.

--
| Bartlomiej Kuzniewski
| sibi@drut.org GG:23319 tel +48 696455098 http://drut.org/
| http://www.allegro.pl/show_user_auctions.php?uid=338173

Sun Nov 26, 2006 10:06 pm   

Użytkownik "BartekK" <sibi@drut.org> napisał w wiadomości
news:ekcu0d$o2e$1@nemesis.news.tpi.pl...



No chyba nic z tego nie rozumiem...
i ile pokaże wyświetlacz przy wartości napięcia wejściowego 4,5V?


--
Desoft
http://217.96.144.226/desoft

Sun Nov 26, 2006 10:29 pm   

BartekK wrote:


A stronie cyfrowej to dokładnie wisi -

Ja bym raczej porównał ADC do analogowego miernika wskazówkowego :
pamiętasz tam zasadę działania ? tam był zakres, ilość działek na skali,
z tego otrzymywało się ilość np. woltów na działkę i MNOŻYŁO przez ilość
odczytanych działek już w głowie aby otrzymać odczyt w woltach... Przy
kwantyzacji ADC masz podobnie : masz zakres przetwornika i ilość
możliwych kombinacji bitów; reszta to już tylko matematyka; część
'głowy' przeniesiona do elektroniki.



2.368 < 3.0 więc 'załapie się' na 00.



naprawdę mierzą.

el es

(no offence

Mon Nov 27, 2006 1:04 am   

BartekK napisał(a):


Napięcie odniesienia z marnego źródła Uref, które jest w procesorze,
może się zmieniać w zależności od temperatury i samopoczucia procesora
w dość szerokim zakresie, cytowano tu już odpowiedni fragment PDFa.

Najlepiej byłoby robić autokalibrację okresowo (np. co minutę) a jeżeli
robisz rzadko szybkie pomiary to przed każdym pomiarem. Wystarczy, że
zasilasz procesor z porządnego stabilizatora liniowego (dającego np.
równe 5V) i możesz zmierzyć napięcie VBG wybierając VCC (twoje 5V) jako
Uref. A wtedy szybkie wyliczenie poprawki i po problemie.

Nie ma sensu przejmować się "nierównymi" wynikami obliczeń. Wystarczy
liczyć wszystko np. w uV na całkowitych liczbach 32-bitowych. A jeżeli
poprawka do wprowadzenia wyjdzie na przykład 2,3845 to po prostu wykonaj
operację (x * 23845) / 10000.

Przykładowe wyświetlenie napięcia podanego w uV do 3 cyfr po przecinku:
printf_P (PSTR ("%lu,%03lu"), x / 1000000UL, (x / 1000UL) % 1000UL);

--
Adam Dybkowski
http://www.amwaw.edu.pl/~adybkows/

Uwaga: przed wysłaniem do mnie maila usuń cyfry z adresu.