چگونه :صفر کنم ولتاژ پایه های adc را ؟

[hamze-20]

دوستان سلام - ADC تراشه STM32F103Zet6 رو راه اندازی کردم و با کالیبراسیون اولیه (قبل از شروع تبدیل) رنج کاملی از 0 تا 4096 رو در بازه 0-3.3 ولت دریافت می کنم . مشکل اینه که وقتی یه شبکه مقاومتی می چینم تا ولتاژ 5 یا 30 ولت رو در بازه 0 تا 3.3 اندازه گیری کنم پایه های ADC هر کدوم یه ولتاژ بین 1تا 3 ولت میسازن!چرا نمی دونم.!
یه مسئله دیگه هم هست و اونم اینه که وقتی ولتاژ مثلا خارجی که دارم اندازه گیری میکنم رو قطع کنم و پایه ADC رو PULL Down می کنم بازم یه ولتاژی روی این پایه ها هست .که نباید باشه.
دوستانی که در این مورد تجربه ای دارن ممنون می شم کمک کنن.

[hamze-20]

شاید یک ایده یا نظر جرقه ای در ذهن ها ایجاد کنه که به پاسخ نهایی منتج بشه .

[rozeh]

مقسم شما یعنی دقیق داره 5-30ولت رو به 0-3.3ولت تبدیل میکنه؟ فکر نکنم! یه بررسی بکنید. لطفا هم با مولتی متر و هم اسیلوسکوپ چک کنید. اصلا هر وقت ADC درست کار نکنه باید با اسیلوسکوپ همه خطوط سیگنالهایی که به ADC راه داره رو چک کنید.

سرعت نمونه برداری در کاهش این مشکل اندازه گیری دقیق خیلی مهمه. سرعت های پایین تر بهترن. ولتاژ مرجع پایدار هستش؟ معمولا این یه موضوع مهم هستش همیشه. می تونید با یه فریت بید یا زنر قابل برنامه ریزی یا دیگر تکنیک ها یه ولتاژ پایدار به این پین بدید. باید با اسکوپ بررسی کنید. در مورد VCC و GND خود میکرو هم دوباره این موضوع اهمیت پیدا میکنه(معمولا اینا به نوع تغذیه خیلی مرتبط هستش). در بیشتر موارد یه LDO جهت تغذیه واسه شما یه جریان پایدار رو تامین میکنه. گاهی وقتا که یه پایه میکرو یه بار سنگین(جریان بالا) رو سوئیچ میکنه یا یه پین میکرو یه ولتاژ بیش از حد رو دریافت بکنه که دیود های body رو هم فعال کنه(جریان اضافه ازشون رد بشه) اینم باعث اخلال در کار میشه. گاهی وقتا سیگنال ورودی نمی تونه بار ورودی ADC رو تامین کنه جهت کارکرد درست پس اینم می تونه مشکل ایجاد کنه. گاهی وقتا هم که هسته میکرو داره کار میکنه یا داره با بالاترین سرعت کار میکنه، ترانزیستورهاش که داره سوئیچ میکنن می تونن باعث اخلال در کار ADC بشه.

گاهی وقتا هم خود سیگنال ورودی مشکل داره. می تونی با یه فیلتر پایین گذر این مشکل رو حل بکنی.

کلا ADC بالای 8بیت حساس هستن و باید حرفه ای تر باشید توی استفاده ازشون.

موفق باشید.

[alghasi]

پایه میکرو رو اشتباه کانفیگ نکردی؟
مثلا پولاپ داخلیش بالا باشه؟

[hamze-20]

ممنون از وقتی که گذاشتید .
1 - از ولتمتر Sanwa CD771 که ولتمتر نسبتا دقیقی هست استفاده می کنم
2 - مقسم ولتاژم با مقاومت های نظامی 0.1 درصد خطا ساخته شده و به درستی مقسمی ولتاژ میشه . یعنی با ولتمتر تستش کردم
3 - کلاک CPU 72MHz و کلاک ADC 12MHz هست .
4 - مدار من یه زمین داره و 2 ولتاژ DC . یکی تغذیه 5 ولت با یه رگولاتور 3.3 و یه ولتاژ نمونه 0 تا 5 با شبکه مقسم .
5 - مرجع ولتاژم فیلتر پایین گذر دو مرحله ای داره
6 - جریان ورودی به پایه های ADC هم تامین میشه.

الان مسئله اینه که پایه های ADC برا خودشون یه ولتاژ دارن (3,2v , 1,7v برای پایه های A0 و A1) که از طرف پایه های میکرو داره به شبکه مقسم من تزریق میشه و کارو خراب میکنه .
آیا نرم افزاری میشه (پول آپ و پول دان که در مد آنالوگ غیرفعال هسن) یا باید کلک سخت افزاری سوار کنم . اصلا وجود این ولتاژ روی پایه های ADC طبیعی هست یا ...
ممنونم به خاطر پاسختون

- - - Updated - - -

مینی برد STM32F103ZET6

از این برد هم استفاده می کنم

[hamze-20]

یه نکته .
مادامی که ولتاژ 3.3 بعد از رگولاتور رو به مقسم ولتاژ می دم adc من مثل کره کار می کنه حتی با وجود ولتاژ ناخواسته روی پایه های adc!
اما وقتی ولتاژ قبل از رگولاتور رو به شبکه تقسیم مقاومتی می دم adc توی همه رنج کار نمی کنه و ولتاژ روی پایه adc روی شبکه مقاومتی تاثیر می ذاره .

[hamze-20]

نتیجه تا الان .
یکی از دیود های (بالا کش) روی a0 آسیب دیده بود به خاطر همین برای اندازه گیری بالای 3.3 مشکل داشت . از یه کانال دیگه استفاده کردم درست شد.
یه خازن 10 نانو در نزدیک ترین محل به پایه های adc قرار دادم کلا درست شد و تمام محدوده 0 تا 33 ولت با مقسم ولتاژ رو به خوبی پوشش می ده .
بنا دارم برای نمایش ملایم و بدون لرزش ولتاژ با سه رقم اعشار از محاسبه شیب تغییرات و درون یابی خطی استفاده کنم.
دوستان نکته ای در این باب بود یاد آوری کنید .
بازم ممنون

[rozeh]

سلام
مثل اینکه دیر رسیدم. عذرخواهی میکنم. خوشحالم که مشکلتون حل شده.
خازن 10نانو! زیاد نیست؟! من فکر کردم شما خازن پارازیتیک(parasitic) رو گذاشتید. ببینید شما عموما باید اینجوری سیگنالتون رو به ADC وصل کنید:



معماری ADC این میکرو SAR هستش. شما ممکنه واسه یه معماری دیگه مجبور باشید طور دیگه ای مدارتون رو پیکربندی بکنید. خازن پارازیتیک نباید اینقدر باشه. اگه براتون مهم نیست پس دست بهش نزنید فقط یادتون باشه که اگه دقت براتون مهمه پس مقدار زیاد خازن می تونه دقت رو بیاره پایین که برای حل این مشکل می تونید سرعت ADC رو بیارین پایین(یا خازن رو کمتر کنید). مقدار این خازن هم باید همون مجموع مقادیر ظرفیت خازنی خطوط PCB + پدها + پین ها+ هر چیز دیگه ای که بین ADC میکرو و منبع سیگنال هستش(بعضی مقادیر توی دیتاشیت و رفرنس مانوال هست). برای مقدار مقاومت Rain هم می تونید از این فرمول و جدول استفاده کنید:



این مقاومت واسه تطبیق امپدانس هستش. من خودم معمولا پیش میاد که این مقاومت یا خازن رو نمی ذارم خصوصا اگه دقت زیاد مدنظر نباشه(مهم نباشه). اگه نرخ نمونه برداری و سرعت ADC بالا باشه حتما از این موارد گفته شده پیروی کنید(که ظاهرا با توجه به 12 مگ بودن سرعت، لازمه بهش توجه کنید).

...
بنا دارم برای نمایش ملایم و بدون لرزش ولتاژ با سه رقم اعشار از محاسبه شیب تغییرات و درون یابی خطی استفاده کنم.
...

معمولا توی اندازه گیری اینجوری، 1 یا 2 رقم کم ارزش ADC رو میشه نادیده گرفت یا همین درون یابی استفاده کنید. هر طور مایلید.

- - - Updated - - -

یه چیزی هم من یادم رفت بگم در مورد این برد.
این برد خوبیه ولی خیلی بد مونتاژ شده. من یکیشو الان خونه دارم. بعضی از خاژن ها یا مقاومت ها انگار آویزان شدن. تا این حد کج شدن.

[hadiabdi]

شما هر کاری کنید یک مقداری تو ورودی نویز دارید که نقطه صفر و خودتون نرم افزاری باید درست کنید تو 12 بیت به بالا نویز تو مدار هست نه که از باتری استفاده کنید که اونم اگه تو مدار سلف و خازنی وجود داشته باشد با عمل سویچ کردن بازم ریپل هایی تو گراند به وجود میاد

[hamze-20]

ممنونم از پاسختون - با کاهش فرکانس نمونه برداری و تطبیق امپدانس صحیح در ورودی آنالوگ و همینطور اوریج گیری خوب و نیز مقسم ولتاژی با مقاومت های کم خطا ، ولتمتر خوبی ایجاد میکنه .

[hamze-20]

مقسم ولتاژ باید اهم بالایی داشته باشه تا باعث افت ولتاژ ورودی نشه. از طرفی جریان مورد نیاز پایه adc نیز باید تامین بشه . در این حالت از یه بافر یا تعقیب کننده ولتاژ برای انتقال و لتاژ به پایه adc لازمه.