Készül a Box

A dolognak semmi köze a laborműszerekhez. A kis cég, ahol dolgozom, kis sorozatban gyárt motordiagnosztikai műszereket. Elég gáz, ha a két eladott műszer közül a 12,2V akkufeszültséget az egyik 11,2V, a másik meg 13,1V értékűnek méri. A hitelesítést 1200Ft-os kínai műszerrel végezzük, amiben asszem Microchip ADC van, és valószínűleg ugyanúgy hitelesítették gyártáskor, mint mi.

Nem értem teljesen a hiánycikk fogalmát. A sarki bótban valószínűleg nem fogsz semmit kapni. Ha meg nem ott vásárolsz, akkor bármit. Ehhez persze ismerni kell az alkatrészeket. Sőt, én úgy tervezem az egyes áramköröket, hogy lehetőleg minél több egyforma alkatrészt kelljen vásárolni. Pedig a sorozatnagyság nem indokolja.
Nemrég volt egy speciális esetem. Egy meglévő áramkört kellett bővíteni, konkrétan egy osztó alsó tagját variálni. Mivel általában a TME készletét veszem alapul, (a szomszád utcában van a HR Elektronika), ezért kiszámoltam az alsó tag határértékeit, majd megnéztem a a választékot 780 és 560 Ohm 1% között.

Elárulom a titkot: Bort lehet szőlőből is csinálni.
Ja, nem, az a másik. ;)
Egy mcu bemenetére bármit ráköthetsz. Tudod, van az adatlap, abban meg le van írva mit bír. Egészen addig, amíg a bemeneti jel nem lépi túl a határértékeket, addig nem fog megsérülni.
Azért csak "megsérűlni", mert egyáltalán nem biztos, hogy azonnal tönkremegy. Láttam egy néhány méteres árnyékolt vezeték végén csücsülő réselt optocsatolóval megvalósított impulzusszámlálót. Sztatikus feszültségek voltak, de a bemeneti védelem kifelejtődött. És érdekes módon egyre jobban szaporodtak a kimaradó impulzusok. Valószínűleg a bemeneti fet gate szigetelése átütött és elkezdett "korhadni". Erről a jelenségről 35 éve olvastam, de csak most láttam élőben működni. Tán azért, mert addig ilyen dilettáns és trehány mérnököt sem láttam. :-D

Nézzük azt a méretezési példát:
- mintavételi frekvencia 5000Hz
- osztó R1/R2 = 10k/1,43k

1. Határfrekvencia fh1=5000/2 kHz
fh1 = 1/(2*pi*(R1xR2)*C)
C>50nF - az áramkörbe elég 47nF 50V X7R

Valójában nem túl fontos, mert a további szűrés helyett túlmintavételezek (kb. 10x), így utófeldolgozás nélkül is szép lehet a grafikon.

2. ADC minimális mintavételi idő (alacsonyabb frekvenciákon)
(Gondolom, más SAR ADC is hasonlóan működik, ezért a saját szemétdombomról mutatok példát.
Az alkalmazott mcu pic18f24k50, 10 bites ADC))
Az adatlap 298. oldalán a "18.4 A/D Acquisition Requirements" fejezet alapján számolok.
Rs=R1xR2=1251 Ohm
Tad=4/3 us

Tc=0,2 us
Tacq=5,2 us - a harmadik hőmérséletfüggő tagot elhagytam
Tacq/Tad=3,9 ~ 4 + 1 - itt meg visszanyertem a hőmérsékleti tagot

Tehát Tacq = 5*Tad

Miért van erre szükség? Minél kisebb a mintavételezési időablak, annál pontosabb lesz a mintavétel. Egyrészt szebb lesz a rajzolt görbe, másrészt pontosabb lesz az esetleges további szűrés eredménye is.

Ebben találod a Figure 23 (36.oldal) tetején:
R114+U9 -> Vref
Szerintem a C58 lehet felejtős is.
A C58 felett ott látod a Vref feliratot. Ezt kell rákötni az mcu "VREF+ Positive reference voltage" lábájára. Az ADC-t meg úgy kell programozni, hogy ezt a feszültséget használja. Ekkor a méréshatár nem 0..Vdd, hanem 0..Vref+ között lesz.

A fenti áramkör méretezése:
R58 < (Vdd-Vref)/1mA - lásd tl431 adatlap: Ika min.
Erre 800 Ohm jön ki, tehát azért 470, mert akkor nem túl meleg. ;)

Én a ST Microelectronics TL431AID típust használom, mert jobban tetszik a kompenzációja.

Értem én, neked működik.
Nekem meg van rá két referencia értékű példám. ;)

Nagyértékű elődöm egy (négy) 12V-os nyomásmérővel dolgozott. A gyártó óvatosan megtervezett 8V-os áramkörét beollózta egy 5V-os áramkörbe. (Ezzel kinyírva a hőkompenzációt.) Működött, el is adtak belőle vagy 500 darabot.
Mindig akadt valami probléma, ezért terveztem egy másikat, ami akár 10x olcsóbb és legalább 20x kisebb lett. Aztán elkezdett dühöngeni a szoftveresünk, hogy már megint majdnem elkészült, de a főnöknek már megint újabb ötletei támadtak. Ezért aztán végigszámoltam a régi áramkört, megnéztem a szoftvert is. Csak annyi történt, hogy a főnök - aki elég jól ért a motorokhoz - újabb részleteket fedezett fel a nyomásgörbéken. Az új áramkör meg maximum 2000, de minimum 500 százalékkal pontosabb lett.
Ha az új áramkör is jó messze van egy "laborműszertől", akkor minek neveznéd a másikat?
Én hulladéknak, de működött és vitték mint a cukrot. :-D

Ennél kisebb szenzáció egy másik segédáramkör. Sok év alatt sok ezer példányt vettek belőle. Aztán megkaptam a kérdést: Miért lett húszból húsz selejt?
Csak azért, mert a referenciának is használt 78L05 ebben a sorozatban véletlenül a tűrés szélére került. Feldobtam egy grafikonra, és megmondtam melyik két tartományban van a hiba. És ott is volt.
A dilettáns kolléga választott egy "jó pontos" áramkört, csak elfelejtette kiszámolni az adatlap alapján a türések hatását.

Hidd el egy öreg szakembernek, hogy egy opamp nem zavarszűrő és túlfeszültségvédő alkatrész!
Itt egy multifunkciós műszer. Ugyan használat közben nincs rajta hosszú kábel, de a 4 db 12V-os bemenet a gyújtótrafóra van kötve (300V hosszabb impulzuszavarra méretezve), meg ott a kék gyűrűvel (egy másikkal) 1200A-ig tudunk áramot mérni. Ha megfigyeled, ott a 4 db BAT54S is. 7 bemenet közvetlenül az mcu bemenetére van kötve, egy meg opampon keresztül, mert ott egy differenciál integrátorra volt szükség. Biztosan nem fog elromlani, hiszen én terveztem. :-D

Szóval nem érdemes sem jól, sem pontosan dolgozni, mert minek. Úgy is működik.
Nekem meg soha nem kellett sem cpu-t sem mást cserélni.

Hogy válaszoljak is valamit. ;)

Igazad van abban, hogy kétpontszabályzáshoz nem kell űrrakéta.
Ahova meg erősítés vagy illesztés kell, oda kell!

A problémám csak az lm358 hibás és felesleges alkalmazásával volt az adott áramkörben.
A határértékek hibás figyelembevétele okozott már néhány kalamajkát.
- Jurassic park - a dínók számáról azt hitték, hogy csak kevesebb lehet
- Apollo 13 - a szuperhideg tartályról nem gondolták, hogy jól felmelegedhet
- az első ózonlyuk mérések - a túl magas értékeket eldobták mint mérési hibát
- 5V kimenetről beszéltél - azt hitted, hogy az lm358 rail to rail kimenetű
:-D