Кобра III

> Там есть внутренний источник опорного напряжения 2,56 В - судя по всему, надо использовать его? Но как это отразится на разрешении (точности?) преобразования однополярных входов АЦП, ибо в проекте предполагется одновременное использование и однополярных, и дифференциальных входов?

"If the user has a fixed voltage source connected to the AREF pin, the user may not use the other reference voltage options in the application, as they will be shorted to the external voltage. If no external voltage is applied to the AREF pin, the user may switch between AVCC and 2.56V as reference selection. The first ADC conversion result after switching reference voltage source may be inaccurate, and the user is advised to discard this result."

Немного непонятно - значит ли процитированное выше, что в моём случае проще всего убрать перемычку между AREF и AVCC, и программно переключать опорку между внутренним 2,56 В при дифференциальном режиме, и AVCC при однополярном режиме АЦП?

То что перемычку надо убрать - это однозначно. На AREF повесить отдельный конденсатор на землю, думаю обычного 0.1 мкф хватит. Переключать референс на ходу - че-то не нравится мне эта идея, медленно. И вообще дифрежим не нравится У него время устаканивания 125 мс - так за 130 мс можно промерять эти два канала в однополярном режиме и вычесть

В общем, перемычку убирай и ставь конденсатор. Дальше можно будет экспериментировать - либо выбрать программно aref=vcc, мерить все однополярно и вычитать, либо выбрать 2.56 и работать в диф. режиме. Но тогда нужно добавить резисторы в плюсовый провод потенциометров gimbal sensor и поменять номиналы делителя измерения напряжения питания 12В - ведь aref это верх диапазона АЦП, т.е. все сигналы надо приводить к нему. Gimbal sensor питать все равно надо от 5 вольт, на aref ничего грузить нельзя, внутренний источник опоры на это не расчитан.

А резисторы у солнечного датчика надо выбирать исходя из того, какие токи ожидаются от фототранзисторов. Скорее всего экспериментально, чтобы напряжения были в районе середины питания при равномерной засветке. Ты вообще эту часть схемы тестировал, какие там типовые токи/напряжения в засвеченном и в незасвеченном состояниях?

alex_zeed> В общем, перемычку убирай и ставь конденсатор.

ОК, в ДШ я тоже нашёл про конденсатор от AREF на землю.


> Gimbal sensor питать все равно надо от 5 вольт, на aref ничего грузить нельзя, внутренний источник опоры на это не расчитан.

Да, в ДШ написано, что AREF можно только ёмкостью нагружать, а если мерить напругу - то только прибором с высоким входным сопротивлением. Но я AREF грузить и не собирался, там просто так схема красиво получилась, что как будто датчик кардана питается от AREF (через перемычку на AVCC).


alex_zeed> А резисторы у солнечного датчика надо выбирать исходя из того, какие токи ожидаются от фототранзисторов. Скорее всего экспериментально, чтобы напряжения были в районе середины питания при равномерной засветке. Ты вообще эту часть схемы тестировал, какие там типовые токи/напряжения в засвеченном и в незасвеченном состояниях?

Да, схему я тестировал, правда только в диф. режиме - сигнал снимал не относительно земли, а между эмиттерами. Эмиттерные резисторы были по 51К. В незасвеченном состоянии сопротивление КЭ очень велико, т.е. тестер на эмиттерном резисторе показывает ноль или единицы милливольт. В засвеченном состоянии (стоваттная лампа накаливания под потолком) сопротивление КЭ ~ 1К5. Т.е. принимая во внимание 51К эмиттерного резистора, можно предположить, что выходное напряжение освещённого сенсора будет близко к напряжению питания.

Т.е. по поводу "половины напряжения питания" - выходное напряжение сенсора практически целиком зависит не от номинала эмиттерного резистора, а от уровня освещённости фототранзистора. Или от разности уровней освещённости двух смежных плеч моста. Максимальное выходное напряжение сенсора (и диапазон его изменения) зависит от напряжения питания сенсора.

Существует некоторое ограничение скорости преобразования импедансом сенсора: "The ADC is optimized for analog signals with an output impedance of approximately 10 kΩ or less. If such a source is used, the sampling time will be negligible. If a source with higher impedance is used, the sampling time will depend on how long time the source needs to charge the S/H capacitor, with can vary widely. The user is recommended to only use low impedant sources with slowly varying signals, since this minimizes the required charge transfer to the S/H capacitor."
Думаю, что во все эти рамки мы вписываемся уверенно, т.е. скорость изменения сигнала у нас небольшая, а импеданс невысокий.

По поводу дифрежима - я не настаиваю... Только если это действительно дифференциальный вход (пусть и через входные мультиплексоры), то имхо он просто обязан отсеивать синфазные наводки... Если только эти самые мультиплексоры переключаются синфазно. ))

Т.е. я хочу сказать, что если в народе укоренилось мнение, что диф. режим АЦП Меги32 - отстой, то давайте перейдём на однополярные измерения с последующим вычитанием. Тем более, что временного выигрыша, как иы пишешь, диф. режим по существу не даёт. Тогда имхо нужно добавить RC ФНЧ и на "солнечные" входы АЦП...

Да, питание солнечного датчика я тоже переподключу с VCC на AVCC. Так будет логичнее.

Мне кажется, что достоверно мы мысленно ничего не придумаем, пробовать надо. Я вживую с этим дифрежимом так и не поработал, только изучал (была пара проектов, в которых хотел его применить, но они не пощли). Т.е. мои мысли - тоже только из чтения даташита. Потому я и предлагаю разрабатывать схему так, чтобы она годилась и для диф. варианта, и для однополярного. Да, я тут погуглил и обнаружил, что люди вполне себе используют aref=vcc в дифрежиме. Та что не совсем понятно, какие последствия нарушения этого требования - может просто этот дифусилитель не умеет выдавать напряжения выше vcc-0.5?

Фототранзистор - он по сути источник тока, зависящего от освещенности, т.е. то, что показывает омметр - штука довольно относительная. Но похоже, 51к многовато. Нужно не допускать насыщения (напряжение КЭ < 0.5-1 В). Тогда датчик будет хорошо (и линейно!) чувствовать даже малые отклонения от вертикали. Это я и имел в виду - чтобы при максимальной освещенности и точном направлении датчика на источник света напряжение выше скажем 3В не уходило.

Вот мои фототранзисторы: http://www.vishay.com/docs/81531/bpw85.pdf

Это график "фототок коллектора vs напряжение КЭ". Из него видно, что насыщение фототранзистора начинается (от 0,2 В) при увеличении тока коллектора выше от 0,1 до 1 мА для разных уровней освещённости.

Вот я что нагуглил: http://www.terraelectronica.ru/print.php?from=3&ID=30

Не хотелось бы этим заниматься, уж лучше диафрагму подобрать под конкретную освещённость. Когда я собирал мостовую схему (два фототранзистора и два резистора) и снимал сигнал дифференциально, то чисто субъективно, по картине перемещения линии развёртки осциллографа в зависимости от направления разваленной пары светодиодов на источник света, всё работало вполне нормально. Причём вроде бы независимо от дистанции до источника света... Надо будет повторить.

Мне кажется, что надо сначала сделать основную плату, запустить АЦП, а потом уже подключить к нему датчики. Солнечный - сначала что попроще, дифференциальный к примеру (мост из двух пар разваленных фототранзисторов). Датчик положения кардана - тоже самый простой, резистивный. И посмотреть не тестером, а как белый человек - на компе - наложенные друг на друга графики солнечного датчика и датчика положения кардана. Для этого достаточно будет просто прицепить солнечный датчик на кардан: датчик положения кардана покажет угол отклонения по-своему, а солнечный датчик - по-своему. Датчик положения кардана предварительно откалибровать геометрически, лазерной указкой и мишенью (такая попытка уже предпринималась, и не без результатов). Таким образом мы установим однозначное соответствие показаний двух конкретных датчиков друг другу. Даже если нелинейность будет значительной, то можно будет написать массив (таблицу?) и таким образом линеаризовать систему в целом, а не мучиться с датчиками по отдельности...

Ведь в конечном итоге именно это и требуется от системы УВТ - измерять отклонение корпуса (от вертикали, от направления на Солнце) и реагировать на это событие соответствующим отклонением оси кардана от ЦТ...

Non-conformist> И посмотреть не тестером, а как белый человек - на компе - наложенные друг на друга графики солнечного датчика и датчика положения кардана.

А если строить такие графики - возможно ли будет записывать координаты точек нажатием одной из кнопок клавиатуры компьютера, когда устройство и комп будут соединены через COM-UART? Или лучше предусмотреть что-то типа кнопки "ВВОД" на плате устройства?

Я так предполагаю: прогоняем ось "Х", к примеру. Солнечный датчик закреплён на кардане, рядом с ним - лазерная указка. Устройство (труба с закреплённым внутри карданом) лежит на стуле, геометрически точно размеченная мишень закреплена на стене. В центре мишени - фонарик с лампой накаливания. Вращаем колёсико на резьбе - перемещаем лазерное пятно на первую отметку шкалы мишени. Нажимаем кнопку на клаве - данные с двух датчиков ушли в файл. Крутим колёсико на следующую отметку. И так проходим всю шкалу, от упора до упора. Открываем получившийся файл в Экселе - смотрим графики. Больше ради любопытства, потому что данные для привязки датчиков друг к другу и их программной линеаризации будут содержаться уже в полученном файле...

Ладно, не заморачивайся пока насыщением ФТ. От него всегда можно избавиться, перепаяв резисторы на меньшие.

Выложи последнюю схему, я гляну, может еще кто глянет - и можно собирать
Кнопку на схеме - нафиг, через уарт вполне можно посылать команды и получить режим калибровки, про который ты пишешь.

alex_zeed> Выложи последнюю схему, я гляну, может еще кто глянет - и можно собирать
К понедельнику, ко второй половине дня подготовлю. Выходные - семья внимания требует, нет возможности сосредоточиться и ещё раз проверить ошибки.

alex_zeed> Кнопку на схеме - нафиг, через уарт вполне можно посылать команды и получить режим калибровки, про который ты пишешь.

С кнопкой всё-таки удобнее имхо. Какова максимально допустимая длина кабеля COM-UART? Если не более метра - то сильно неудобно будет, метра три хотя бы надо. Т.е. проще кнопку на плате сделать. ???

Да, аппаратный антидребезг на контакт подъёма надо бы добавить... ФНЧ на ADC0 - ADC3... Позиционные обозначения... В общем, ещё немного позаниматься надо.

Non-conformist> Какова максимально допустимая длина кабеля COM-UART?

Для RS232C при скорости 115200 максимальная длина кабеля 15 метров (50 футов).
Это при стандартных драйверах с выходным сопротивлением около 1 килоома.
Во сколько раз скорость меньше, во столько раз длина может быть больше.
Для 9600 - 180 метров, стало быть.

Длина USB кабеля всего несколько метров (точно не помню), так как там обязаны быть маленькие задержки.

А, ну тада да... ))

Это RS232. ±12 вольт. А у нас простой uart 5-вольтовый. Но думаю 3-5 метров не будут проблемой.

Антидребезг легко делается программный, аппаратный особо не нужен. Кнопку - ну раз ног хватает, и правда можно сделать, удобнее будет. ФНЧ на солнечный датчик - просто конденсаторы на землю, резисторы у него уже свои есть.

alex_zeed> Это RS232. ±12 вольт. А у нас простой uart 5-вольтовый. Но думаю 3-5 метров не будут проблемой.

В схемах, которые я встретил в сети, микросхема преобразователя часто питается от компа, от четвёртой и седьмой ног DB-9 (DTR и RTS). Как будет правильнее - питать преобразователь от компа, или от платы устройства? Ещё вопрос: много разговоров о том, что чипы преобразователей часто выходят из строя. То ли статикой пробиваются, то ли из-за включения "на горячую". Хотелось бы внести ясность в эти моменты. Может в базовую схему (см. рис.) стОит добавить какие-то дополнительные элементы защиты (суппрессоры на линии, етс.)?

Правильнее питать от устройства. И вообще, я не понимаю, зачем сейчас делать преобразователь UART-RS232 если сейчас с помощью той же одной микросхемы можно сделать преобразователь UART-USB.

Non-conformist> Ещё вопрос: много разговоров о том, что чипы преобразователей часто выходят из строя. То ли статикой пробиваются, то ли из-за включения "на горячую".

1. Обязательно соединять корпус (металл) разъёма с землёй устройства;
2. Включить в разрыв линий Tx и Rx резисторы на несколько килоом (при этом максимальная длина кабеля уменьшится, уже писал);
3. Если устройство питается от сетевого источника, то сначала подключать компорт, а потом источник.

Микруху питать от устройства.

GOGI> И вообще, я не понимаю, зачем сейчас делать преобразователь UART-RS232 если сейчас с помощью той же одной микросхемы можно сделать преобразователь UART-USB.

Но если делать USB-UART, то в преобразователь добавляется микроконтроллер? Не может же голый преобразователь уровней преобразовать протоколы?

Xan> 1. Обязательно соединять корпус (металл) разъёма с землёй устройства;
Понял. А чтобы первыми соединялись земляные штырьки, остальные нужно примерно на один миллиметр снять болгаркой по высоте? По аналогии с разъёмами УСБ?

Xan> 2. Включить в разрыв линий Tx и Rx резисторы на несколько килоом (при этом максимальная длина кабеля уменьшится, уже писал);
Суппрессоров на землю не надо?

Xan> 3. Если устройство питается от сетевого источника, то сначала подключать компорт, а потом источник.
Сначала вставлять разъём DB-9 в комп, потом PLD-фишку в плату устройства (можно наоборот), и только потом подавать питание на устройство?

GOGI> И вообще, я не понимаю, зачем сейчас делать преобразователь UART-RS232 если сейчас с помощью той же одной микросхемы можно сделать преобразователь UART-USB.

Я вообще так и собирался сделать, но потом что-то решил, что без МК будет быстрее, а сейчас вот опять решил, наверное, сразу USB-UART сделать, чтобы к этому вопросу больше не возвращаться.

Вот схемку нашёл, и детали под неё закупил уже: 041-UART to USB – простой преобразователь на ATtiny2313. | www.GetChip.net

Физическая реализация, конечно, немного другая будет - там что-то автор с платой намудрил... Главное, чтобы работало.

Non-conformist> Понял. А чтобы первыми соединялись земляные штырьки, остальные нужно примерно на один миллиметр снять болгаркой по высоте? По аналогии с разъёмами УСБ?

Если совсем параноить, то можно сначала корпус компа соединять с землёй устройства. Отдельным проводом.
Это если устройство уже в розетку включено.

Non-conformist> Но если делать USB-UART, то в преобразователь добавляется микроконтроллер?

Нет, там кикруха достаточно "умная".

Но вот лично мне нравится не RS232, а RS485. Преобразователи USB-RS485 продаются.
Интерфейсных микрух для него валом, вроде MAX485. Соик-8, кондюров лишних не надо, экономия места на плате.
Только МК в усторойстве должен направлением управлять, так как это полудуплекс.

Non-conformist> Суппрессоров на землю не надо?

Они, как раз, могут помочь убить микрухи. Если в момент подключения первым контачит сигнальный, а между устройствами напруга, то монтажная ёмкость между устройством и компом разрядится через низкоомный супрессор и даст большой ток.
Лучше резисторы. Если очень хочется, можно их прямо в разъёме ставить на обоих концах кабеля.
Но я ничего этого не делаю!!!

Non-conformist> Сначала вставлять разъём DB-9 в комп, потом PLD-фишку в плату устройства (можно наоборот), и только потом подавать питание на устройство?

Сначала DB9, а потом уже хоть низковольтный разъём, хоть вилку в розетку.

Non-conformist>> Но если делать USB-UART, то в преобразователь добавляется микроконтроллер?
Xan> Нет, там микруха достаточно "умная".

Настолько умная, что даже не требуется МК? У меня есть MAX3232. Можно ли на ней одной сделать преобразователь USB-UART-USB?

Non-conformist> Настолько умная, что даже не требуется МК? У меня есть MAX3232.

Не, микруха со стороны USB.
Называется FT232.
К ней подключается или max232 или max485.

Future Technology Devices International Ltd.
FT232BL/BQ USB UART IC

USB-UART - это совсем отдельная микруха. Умная, но совсем не такая, как для RS232-UART. Примеры - FT232BM, FT232RL, PL2303, CP2103. Питается от USB.

alex_zeed> ФНЧ на солнечный датчик - просто конденсаторы на землю, резисторы у него уже свои есть.
Т.е. вместо резисторов в ФНЧ будут работать фототранзисторы? А не лучше ли на всякий случай вот так сделать, явным образом?

В контакт подъёма я всё-таки добавил железный антидребезг - уж больно ответственная цепь. Думаю, он там не помешает...