عدم تعادل خروجی adc میکرو stm32f103

[mohammadne]

سلام در میکروهای AVR وقتی یه مقدار انالوگ رو اندازه گیری میکنیم و دو مقاومت 1 کیلو بین 0 تا 5 ولت قرار داده باشیم خروجی مقدار انالوگ بین این دو مقاومت عدد 512 هست و ممکنه بین 511 و 512 خروجی تغییر کنه اما وقتی همین دو مقاومت رو بین 0 تا 3.3 قرار میدیم و با میکروکنترلر STM32F103RET6 قصد اندازه گیری این مقدار انالوگ رو داریم خروجی خیلی نوسان داره، مثلا بجای اینکه مقدار خروجی بین 0 تا 4096 یعنی 2048 باشه این عدد بین 1980 تا 2100 مدام در حال تغییر هست. تغذیه میکرو هم از فیلتر سلفو خازن استفاده کردم حتی یبار پین VDDA رو از تغذیه میکرو جدا کردم و به رگولاتور زنری TL431 وصل کردم اما خروجی تغییر محصوصی نکرد.
برای قسمت برنامه نویسی هم تقسیم کلاک قسمت ADC رو افزایش و کاهش دادم تغییری نکرد.
کسی راه حل یا نکته ای به نظرش نمیرسه ؟؟ اگه خروجیش اینقدر بی تعادل باشه که از مبدل انالوگ به دیجیتال AVR هم ضعیف تره.

[rozeh]

این تاپیک رو ببینید:
http://www.iranmicro.ir/forum/14590-...A7-%D8%9F.html

...کسی راه حل یا نکته ای به نظرش نمیرسه ؟؟ اگه خروجیش اینقدر بی تعادل باشه که از مبدل انالوگ به دیجیتال AVR هم ضعیف تره.

اتفاقا بر عکس.

[rozeh]

یادتون باشه دارید با یه ADC 12بیتی کار میکنید.

بیشتر در مورد تنظیمات ADC بگید. PCBتون چطوره؟

توی این تاپیک هم در مورد ADCها مطالب مفیدی گذاشتم.

http://www.iranmicro.ir/forum/14034-lpc1788-adc.html

درسته که واسه LPC هستش ولی خیلی فسمت هاش واسه همین STM32 هم صدق میکنه.

[mzarkoob]

اتفاقا adc در stm بسیار پایدار است و نوسان کمی داره. حالا اگه وقت بشه یه فیلم کتاهی درست کنم از خواندن یک کانال در دو میکرو lpc و stm

[mohammadne]

ممنون از پاسخ، مثل اینکه این مشکل به صورت تخصصی در این دو تاپیک بررسی شده
اگه میکرو منم همچین خروجی داشته باشه دیگه مشکلی ندارم :
http://www.iranmicro.ir/forum/14034-...tml#post101448
برد من اینه که روی برد برد قرارش میدم.


دوتا تاپیک رو خوندم اما هنوز نتونستم خروجی ثابتی از این میکرو بگیرم.

[rozeh]

نمیشه با اون شکل نظری داد.(یه برد دو رو که فقط روش تقریبا معلومه)
شما پین های/کانال های دیگه رو هم امتحان کنید.
تنظیمات adc چطوره؟ فقط کلاک adc مهم نیست. سرعت نمونه برداری هم مهمه.
خطوط رو با اوسیلوسکوپ بررسی کردید؟ حتما باید از همین خطوط باشه. خروجی مقاومت ها رو با چی اندازه میگیرید؟ مولتی متر؟ خطاها رو هم توی محاسباتتون در نظر میگیرید؟
فعلا فقط همین یه کار رو میکروتون داره انجام میده؟
با بافر امتحان کردید؟(البته نباید همچین پیشنهادی بدم. چون نیازی نباید باشه. صرفا جهت امتحان هستش.)

[mohammadne]

منظورم از این عکس اینه که بردم خیلی ساده، پشت برد چیزی نیست، تغذیه یه رگولاتور 1117 و سه خازن صافی 104 - 105 - 107 هست. VDDA به تغذیه وصله و پینهای A0-A7 مبدل انالوگ به دیجیتال مستقیم به خروجی پین هدر وصل شدن.
بله پینهای کانالهای دیگه هم تست کردم.

برنامه این سه تا تابع هم داخل فایل متنی گذاشتم.
RCC_Configuration
NVIC_Configuration
InitADC1


فایل پیوست 9041

فکر کنم مقدار سرعت نمونه برداری این مقدار باشه : ADC_SampleTime_55Cycles5

الان میخام مقدار بین دو مقاومت 1 کیلو رو اندازه گیری کنم با مقاومت ها هم خازن 100 نانو و 1 نانو موازی کردم ،خروجی به این شکله:

2039 2041 2040 2038 2044 2036 2039 2040 2041 2033 2039 2041

حالا اگه دستمم به ورودی انالوگ وصل کنم دامنه اختلافات بیشتر میشه که خب زیاد خوب نیس، مثلا اگه سنسور با یه سیم شیلد دار در فاصله چند متری میکرو باشه نویز محیط خیلی روی خروجی تاثیر میذاره.
خطای مقاومتها که ثابته و دیگه تغییری نمیکنه ، فقط میخام خروجی ثابت بمونه.

اره برنامه بجز خوندن مقدار adc کار دیگه ای انجام نمیده.
بافر منظورتون استفاده از یه op-amp مثل TL082 هست ؟ اینو داخل یه برد دیگه دیدم اما هنوز اینجا تست نکردم.

[rozeh]

برنامه رو نتونستم بگیرم.
شما توی این کارتون دقت برات مهمه یا سرعت؟ اگه دقت پس سرعت رو تا جای ممکن کم کن. اگه سرعت پس می تونید 1 یا 2 بیت کم ارزش رو حساب نکنید.
بذارید براتون با یه حساب کتاب سر انگشتی بگم که چرا وقتی با AVR کار میکردید زیاد مشکلی با ADC نداشتید. می خواییم بگیم که چه تفاوتی در اندازه گیری مثلا 10ولت با ADC هشت یا ده یا دوازده بیتی هستش. فرض کنیم با AVR توی مد 8بیتی کار میکردید پس:
2 به توان 8 میشه 256 که این میشه رزولشن ADC
حالا 10 تقسیم بر 256 میشه حدودا 39میلی ولت

حالا فرض کنیم در مد 10بیتی کار میکردید پس:
2 به توان 10 میشه 1024 که این میشه رزولشن ADC
حالا 10 تقسیم بر 1024 میشه حدودا 9.7میلی ولت

حالا فرض کنیم با همین میکروی STM32 با رزولیشن 12بیتی کار میکنید پس:
2 به توان 12 میشه 4096 که این میشه رزولشن ADC
حالا 10 تقسیم بر 4096 میشه حدودا 2.4میلی ولت!!
یعنی هر 2.4میلی ولت یه یک به میزان ولتاژ خوانده شده می تونه اضافه کنه. این یعنی ADC این میکرو 16برابر دقیقتر و حساستر از ADC یه میکرو AVR در حالت 8 بیتی هستش.

یه ADC با این حساسیت خیلی راحت پذیرای هر نویزی رو خط ورودیش خواهد بود. گاهی وقتا طراحان دستگاه ها راهی جز ایزوله کردن مدارشون نمی بینند(مثلا قرار دادن شیلدهای فلزی). مثلا این رو ببین:

ground - Why do multimeters have an aluminium foil at the back? - Electrical Engineering Stack Exchange

فکر کنم مقدار سرعت نمونه برداری این مقدار باشه : ADC_SampleTime_55Cycles5

الان میخام مقدار بین دو مقاومت 1 کیلو رو اندازه گیری کنم با مقاومت ها هم خازن 100 نانو و 1 نانو موازی کردم ،خروجی به این شکله:

2039 2041 2040 2038 2044 2036 2039 2040 2041 2033 2039 2041

حالا اگه دستمم به ورودی انالوگ وصل کنم دامنه اختلافات بیشتر میشه که خب زیاد خوب نیس، مثلا اگه سنسور با یه سیم شیلد دار در فاصله چند متری میکرو باشه نویز محیط خیلی روی خروجی تاثیر میذاره.

این مقادیر به نظر من خیلی خوبه. بدون میانگیری گرفتین؟ اگه بدون میانگیری هستش خوبه. فرض کنیم مقدار اصلی 2036 باشه. بیشترین مقدار 2044 هستش. کم که کنیم میشه 8 حالا ضرب در 2.4 میشه 19.2 میلی ولت عمرا یه ADC هشت بیتی با این مقدار اندازه گیریش تکون بخوره. اگه 10 بیتی باشه تقسیم بر 9.7 بکنیم میشه 1.97 پس فقط یه رقم بیشتر نشون میده. ADC میکرو STM32 حدود 8 برابر نشونش داد. فکر کنم کاملا واضحه و نیاز به توضیحی نیست.

بله منظورم مثلا یه Op-Amp هستش. البته اگه دقت زیاد براتون خیلی مهمه. مثلا من اگه بخوام یه اوسیلوسکوپ با این میکرو بسازم حتما یه بافر خوب میذارم. به چند دلیل که یکیش همین موضوع هستش.

راستی اگه خواستی خیالت راحت بشه که میکروت داره خیلی عالی کارش رو انجام میده می تونی مولتی مترت رو روی مثلا 2ولت قرار بدی و مثلا توی دستت بگیری یا جاهای پور نویز قرار بدی تا متوجه بشی که فقط میکروت اینجوری نیست. تازه میکرو بیچاره داره لخت لخت عالی کار میکنه. اگه مثلا مثل مولتی متر ایزوله بشه که باید بهتر کار کنه.

[mohammadne]

برنامه رو جای دیگه ای اپلود کردم.
11222

این مقادیر خام متوالی هستن که مبدل خونده.
بنظرم مبدل میکروهای STM32F103Cxx و STM32F103Rxx از مبدل میکروهای STM32F103VET و STM32F103ZET ضعیف تره، چون این میکروهای دومی پین VREF رو بر خلاف میکروهای دسته اول جدا از پین VDDA که مربوط به تغذیه قسمت انالوگ هست قرار دادن. حالا ممکنه شما برخلاف من از میکروهای دسته دوم استفاده میکنین.
اهم متر من به احتمال زیاد 11 بیتی هست و وقتی قصد دارم یه مقاومت رو اندازه گیری کنم با اینکه پروبها رو به دست گرفتم هیچ تغییری در خروجی دیده نمیشه اما اگه با میکرو بخام این اندازه گیری رو انجام بدم حتی با اینکه سیمهاشو دست نگرفتم اختلاف داده ها خیلی زیاده، البته این احتمالم میدم که پردازنده مولتی متر هم میانگین گیری انجام میده، چون وقتی پرابها از هم جدا هستن مقداری رو نمایش نمیده و وقتی یه مقاومتی بین دو پراب قرار بگیره عدد نمایش داده شده به یک باره مقدار مقاومت رو نمایش نمیده و این عدد به ارومی کم میشه تا به مقدار مقاومت برسه، درست مثل اینکه پردازنده داره به طور مداوم 10 سمپل قبلی رو با هم جمع و تقسیم 10 میکنه.
یه مبدل AD7715 تهیه کردم امشب برنامشو برای STM می نویسم و تستش میکنم. شرایط هم سعی میکنم بین ADC STM32 و مبدل AD7715 یکسان باشه تا داده های خروجیشون رو باهم مقایسه کنم.
بعد داده ها رو به ترتیب در یه صفحه ایکس ثبت میکنم و انحراف معیارشون رو محاسبه میکنم. مبدل STM32 دوازده بیتیه و مبدل AD7715 شانزده بیتی، پس اگر به گفته شما میکرو STM32 در حال اندازه گیری ولتاژ 10 ولت باشه و افزایش هر 2.4 میلی ولت باعث افزایش 1 شماره در خروجی بشه پس افزایش این میزان ولتاژ باعث افزایش 16 شماره در خروجی مبدل AD7715 میشه، حال اگر انحراف معیار تغییرات این دو مبدل با هم متناسب بودن مشکل از عوامل بیرون میکرو مثل تغذیه و نویز محیط هست و اگر مبدل AD7715 انحراف معیار کمتری داشت نشون میده که مبدل میکرو دقت خوبی نداره.

[rozeh]

...
بنظرم مبدل میکروهای STM32F103Cxx و STM32F103Rxx از مبدل میکروهای STM32F103VET و STM32F103ZET ضعیف تره، چون این میکروهای دومی پین VREF رو بر خلاف میکروهای دسته اول جدا از پین VDDA که مربوط به تغذیه قسمت انالوگ هست قرار دادن. حالا ممکنه شما برخلاف من از میکروهای دسته دوم استفاده میکنین...

ممکنه. من هر دو رو دارم. بیشتر هم با STM32F103RET6 کار کردم. ازش راضی بودم.
شاید حرف شما درست باشه. من امتحان نکردم.

...
اهم متر من به احتمال زیاد 11 بیتی هست و وقتی قصد دارم یه مقاومت رو اندازه گیری کنم با اینکه پروبها رو به دست گرفتم هیچ تغییری در خروجی دیده نمیشه اما اگه با میکرو بخام این اندازه گیری رو انجام بدم حتی با اینکه سیمهاشو دست نگرفتم اختلاف داده ها خیلی زیاده، البته این احتمالم میدم که پردازنده مولتی متر هم میانگین گیری انجام میده، چون وقتی پرابها از هم جدا هستن مقداری رو نمایش نمیده و وقتی یه مقاومتی بین دو پراب قرار بگیره عدد نمایش داده شده به یک باره مقدار مقاومت رو نمایش نمیده و این عدد به ارومی کم میشه تا به مقدار مقاومت برسه، درست مثل اینکه پردازنده داره به طور مداوم 10 سمپل قبلی رو با هم جمع و تقسیم 10 میکنه...

مولتی متر شما چیه؟ من یه ویکتور 9805 دارم. چینیه. سازنده ها معمولا روشهای متفاوتی رو استفاده میکنن تا دقت بهتری بگیرن.

...
یه مبدل AD7715 تهیه کردم امشب برنامشو برای STM می نویسم و تستش میکنم. شرایط هم سعی میکنم بین ADC STM32 و مبدل AD7715 یکسان باشه تا داده های خروجیشون رو باهم مقایسه کنم.
بعد داده ها رو به ترتیب در یه صفحه ایکس ثبت میکنم و انحراف معیارشون رو محاسبه میکنم. مبدل STM32 دوازده بیتیه و مبدل AD7715 شانزده بیتی، پس اگر به گفته شما میکرو STM32 در حال اندازه گیری ولتاژ 10 ولت باشه و افزایش هر 2.4 میلی ولت باعث افزایش 1 شماره در خروجی بشه پس افزایش این میزان ولتاژ باعث افزایش 16 شماره در خروجی مبدل AD7715 میشه، حال اگر انحراف معیار تغییرات این دو مبدل با هم متناسب بودن مشکل از عوامل بیرون میکرو مثل تغذیه و نویز محیط هست و اگر مبدل AD7715 انحراف معیار کمتری داشت نشون میده که مبدل میکرو دقت خوبی نداره.

نه نمیشه! شما اون دوتا تاپیکی که من دادم رو به خوبی نخوندین. AD7715 معماریش Δ-Σ (دلتا-سیگما)(Delta-sigma) هستش. معماری ADC میکروها در اکثر مواقع SAR هستش. مثل همین STM32 و یا AVR. شما نمی تونین AD7715 رو با ADC میکروهای AVR یا STM32 مقایسه کنید. توی این آزمایش شما قاعدتا AD7715 باید نتایج بهتری ارائه بده. این دو رو بخون:

Choosing SAR versus high-speed delta-sigma ADCs | EDN

Planet Analog - Maithil Pachchigar - Which Is Better: SAR or Delta-Sigma ADCs?

همچنین وضعیت یه ADC توی یه میکرو با یه ADC بیرونی فرق میکنه. گفته بودم حتی هسته میکرو هم می تونه رو نتایج اثر بذاره. اگه درست بخاطر بیارم میکرو AVR یه مد کاری واسه ADCیش داره که وقتی می خواد نمونه گیری کنه هسته رو غیر فعال میکرد. درست میگم؟
در هر صورت این مقایسه خوبی نیست. شما می خوایید یه ADC رو با یه میکرو مقایسه کنید که قیمت فقط ADC حدود سه برابر اون میکرو هستش.

[mohammadne]

سلام بله مثل اینکه این دو مبدل اصلا باهم قابل مقایسه نیستند، زمان نمونه برداری stm32 حداکثر 1us و زمان نمونه برداری AD7715 حداکثر 2 میلی ثانیه که از نظر سرعت STM بهتره اما از نظر دقت این مقادیر خروجی که پشت سر هم از مبدل AD7715 گرفتم.
33326 33325 33325 33326 33325 33326 33325 33325 33325 33324 33325 33325
میکرو STM هم دوباره ورودی کانالشو به بین این دو مقاومت متصل کردم و همون مقادیر پست قبل رو در خروجی ثبت کرد.
2039 2041 2040 2038 2044 2036 2039 2040 2041 2033 2039 2041

این هم مقادیری که با میکرو AVR ATTINY13 در خروجی ثبت شد:
511 512 512 512 511 512 512 512 511 512 512 512 511 512

و اگر دقت میکرو STM از AVR بالاتر بود باید حداکثر اختلاف بین ارقام خروجی از 4 رقم کمتر بود.
پس میشه به این نتیجه رسید که ثابت نبودن خروجی STM بخاطر نویز محیط نیست و ممکنه به برنامه مربوط باشه. در AVR هم قابلیتی برای غیر فعال کردن هسته در زمان نمونه برداری وجود نداره، مبدل کار خودشو انجام میده وقتی تبدیل انجام شد با ایجاد یک وقفه برنامه رو متوقف میکنه تا میکرو مقدار تبدیل شده رو بخونه.
قیمت این مبدل الان در بازار 13 تومنه و میکرو stm32f103ret6 هم 13 تومنه.
امروز روی رجیسترهای مبدل میکرو STM کار میکنم ، شاید بشه سرعت نمونه برداری رو خیلی کم کرد تا خروجی دقت بالاتری داشته باش.

[rozeh]

...
و اگر دقت میکرو STM از AVR بالاتر بود باید حداکثر اختلاف بین ارقام خروجی از 4 رقم کمتر بود.
پس میشه به این نتیجه رسید که ثابت نبودن خروجی STM بخاطر نویز محیط نیست و ممکنه به برنامه مربوط باشه...

نه، احتمالش کمه که از برنامه باشه(علت های اصلی احتمال زیاد همونایی هستش که گفتم. این نکات معمولا علت اصلی هستش.). شاید با رعایت کردن نکاتی که توی تاپیک LPC گفتم یه مقدار پایداری ADC میکرو بهتر بشه. مثلا زمین کردن بقیه پین های ADC میکرو.

...
در AVR هم قابلیتی برای غیر فعال کردن هسته در زمان نمونه برداری وجود نداره، مبدل کار خودشو انجام میده وقتی تبدیل انجام شد با ایجاد یک وقفه برنامه رو متوقف میکنه تا میکرو مقدار تبدیل شده رو بخونه.
...

مجبورم کردی دوباره به گذشته برگردم و تو دیتاشیت AVR یه گریز سریعی بزنم.
آهاااان! پیداش کردم. این خدمت شما:


من دیتاشیت مگا8 رو نگاه کردم. ولی مطمئنا بیشتر AVRها این گزینه رو دارند(تقریبا همه AVRهای توی ایران). صفحه 187 دیتاشیت

...
قیمت این مبدل الان در بازار 13 تومنه و میکرو stm32f103ret6 هم 13 تومنه.
امروز روی رجیسترهای مبدل میکرو STM کار میکنم ، شاید بشه سرعت نمونه برداری رو خیلی کم کرد تا خروجی دقت بالاتری داشته باش.

وا! مگه میشه!؟ من آخرین بار از اینجا استعلام کردم. ببین:

آی سی AD7715, فروشگاه قطعات الکترونیک ، مخابرات ، روباتيک و ابزار آلات

شما کجا خریدین؟

[mohammadne]

لینک خرید قطعه رو به صورت پیام فرستادم که تبلیغ نباشه.
البته اگه به تعداد بخای از چین سفارش بدی دونه ای 7500-8000 قیمتشه.

[rozeh]

لینک خرید قطعه رو به صورت پیام فرستادم که تبلیغ نباشه.
البته اگه به تعداد بخای از چین سفارش بدی دونه ای 7500-8000 قیمتشه.

ممنون.
بعضی ها خیلی...

[taktrashe]

لینک خرید قطعه رو به صورت پیام فرستادم که تبلیغ نباشه.
البته اگه به تعداد بخای از چین سفارش بدی دونه ای 7500-8000 قیمتشه.

اتفاقا سوال منم هست این اختلاف قیمت ها !! اگر میشد همین جا میگذاشتید آدرس فروشنده رو !! ممنون

[rozeh]

اتفاقا سوال منم هست این اختلاف قیمت ها !! اگر میشد همین جا میگذاشتید آدرس فروشنده رو !! ممنون

مبدل آنالوگ به دیجیتال AD7715ANZ-5

[jonbakhsh]

آقا آخرش فهمیدی مشکل کجاست
من باavr adc میکرو تقسیم بر 204 کردم . ولتاژ ثابت 2.5 ولت بهش عددی که به من میداد ثابت بود
ولی همون ولتاژ با stm خوندم و تقسیم بر 1241 کردم . عدد ثابت نبود خیلی پرش داشت ؟؟؟

[jonbakhsh]

کسی نیست کمک کنه .
من به جز این مشکل یه مشکل دیگه ای دارم که توی تست هایی که زدم adc خطی نیست ؟؟؟
یعنی اگه برنامه بنویسیم که عدد adc میلی ولتی نمایش بده و روی 2.5 ولت تنظیمش کنیم اون موقع 3.2 ولت 3.0 و 1.5 ولت 1.65 نمایش میده
اصلا هنگ کردم
میکرو من stm32f103vet6 هست؟؟؟روی 2 تا برد هم تست زدم نشد ؟؟؟

[mzarkoob]

سلام
ثبات adc در stm خیلی بهتر از lpc بود.
در مورد خطی بودن یا نبودن بررسی نکردم
شمل منوال adc که st داده مطالعه کرده اید؟ یه منوال جدا داره برای این پریفرال و نکاتی را شرح داده است.

[jonbakhsh]

بله من اونو دیدم ولی خیلی جالبه . پین میکرو من به زمین که میزنم اعداد بین 10 تا 45 اعداد متغیره با اینکه 10 بار نمونه میگیرم
به 3.3 که بزنم عدد بیشتر از 4053 نمیشه که باید 4095 باشه؟؟؟ حتی با اینکه تغذیه میکرو 3.3 بود این پین من به 3.6 دادم باز بیشتر نشد؟؟؟