Базовая плата: аналоговые входы

frig
contributor
contributor
Posts: 569
Joined: Wed Oct 23, 2013 8:05 pm

Базовая плата: аналоговые входы

Post by frig »

В этой теме вырабатываем схемы аналоговых входов. Цель - схема аналоговых входов.
Вот есть рабочий вариант http://rusefi.com/hardwave/adc_inputs/ который у russian трудится,
вот есть http://rusefi.com/forum/viewtopic.php?f=4&t=201 схема Sergey89
Вот http://www.msextra.com/doc/general/pix/v3pcb_2.gif megasquirt, но это 5В
Предлагаю обсудить и, возможно, принять один из этих вариантов.
skype: frig_frig
zavdimka
Posts: 176
Joined: Mon Nov 11, 2013 7:42 pm

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by zavdimka »

Image
мой вариант
skype: dime_zav
KOT
Posts: 291
Joined: Sun Nov 17, 2013 8:15 am
Location: Ukraine, Zaporizhia

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by KOT »

Если честно то я до сих пор не вкурсе какой МК ипользуем, STM32F4xx ?
Смотрю я документ http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/datasheet/DM00035129.pdf
страница 131, там есть формула RAIN max formula, при моем знании английского я понимаю что это расчет максимального сопротивления источника аналогового сигнала, поэтому нужно чем то жертвовать, также я хочу выполнить рекомендацию СТМ и не допускать прохождения тока через внутренние диоды, поэтому я за ОУ по всем входам, получим защиту и быстродействие.
mpro
contributor
contributor
Posts: 64
Joined: Sun Nov 10, 2013 8:31 pm
Location: Moscow

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by mpro »

KOT wrote:Если честно то я до сих пор не вкурсе какой МК ипользуем, STM32F4xx ?
Смотрю я документ http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/datasheet/DM00035129.pdf
страница 131, там есть формула RAIN max formula, при моем знании английского я понимаю что это расчет максимального сопротивления источника аналогового сигнала, поэтому нужно чем то жертвовать, также я хочу выполнить рекомендацию СТМ и не допускать прохождения тока через внутренние диоды, поэтому я за ОУ по всем входам, получим защиту и быстродействие.
Однозначно поддержу.
User avatar
AndreyB
Site Admin
Posts: 11404
Joined: Wed Aug 28, 2013 1:28 am
Location: Jersey City
Github Username: rusefillc
Slack: Andrey B

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by AndreyB »

KOT wrote:Если честно то я до сих пор не вкурсе какой МК ипользуем, STM32F4xx ?
Да, STM32F407VG
https://rusefi.com/s/howtocontribute
very limited telepathic abilities - please post logs & tunes where appropriate - http://rusefi.com/s/questions
my skype is arro239
User avatar
Sergey89
contributor
contributor
Posts: 839
Joined: Wed Sep 25, 2013 5:30 pm
Location: Russia, Velikiy Novgorod

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by Sergey89 »

Я не уверен, что LQFP-100 хватит.
KOT
Posts: 291
Joined: Sun Nov 17, 2013 8:15 am
Location: Ukraine, Zaporizhia

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by KOT »

Если выбор остановится на входах с ОУ то предлагаю сразу его и выбрать мне пока в голову приходя либо AD8544 либо MCP6004, последний по некоторым характеристикам лучше и дешевле. Но благо они есть в одинаковых корпусах с одинаковой распиновкой.
frig
contributor
contributor
Posts: 569
Joined: Wed Oct 23, 2013 8:05 pm

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by frig »

поэтому я за ОУ по всем входам, получим защиту и быстродействие.
+1
Я не уверен, что LQFP-100 хватит.
Пока это решение не горит, для начала надо разобраться с платами расширения, как они будут подключаться и сколько мы вообще потенциально хотим на них видеть каналов. В любом случае - не та тема :)
skype: frig_frig
zavdimka
Posts: 176
Joined: Mon Nov 11, 2013 7:42 pm

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by zavdimka »

У оу есть своя задержка это раз.
Какая защита, ну ребят, вы опять о чем? Ноги у оу более защищены чем у мк? Да чушь это...
Какие платы расширения? Вы опять о чем??
skype: dime_zav
KOT
Posts: 291
Joined: Sun Nov 17, 2013 8:15 am
Location: Ukraine, Zaporizhia

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by KOT »

zavdimka wrote:У оу есть своя задержка это раз.
Какая защита, ну ребят, вы опять о чем? Ноги у оу более защищены чем у мк? Да чушь это...
Какие платы расширения? Вы опять о чем??
В документации на ОУ MCP6004 сказано Analog Inputs (VIN+, VIN–) VSS –1.0VtoVDD +1.0V в даташите не стм -0,3 +0,7 и то + 0,7 это уже критично через внутренние диоды ограничение 5 милиампер у стм, на ОУ напряжение на входе благодаря шотки не достигнет выше чем +-0,7.
Задержка да при чем тут задержка я говрю от точности АЦП на СТМ32 при высокой чатсоте дискритизации ОУ успеет за налоговым сигналом на авто.
zavdimka
Posts: 176
Joined: Mon Nov 11, 2013 7:42 pm

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by zavdimka »

А чем не устраивает поставить 2 внешних диода в 3х ногом корпусе? Для защиты достаточно.
skype: dime_zav
frig
contributor
contributor
Posts: 569
Joined: Wed Oct 23, 2013 8:05 pm

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by frig »

В качестве рабочего варианта предлагаю рассмотреть схему Sergey89

Image
skype: frig_frig
KOT
Posts: 291
Joined: Sun Nov 17, 2013 8:15 am
Location: Ukraine, Zaporizhia

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by KOT »

Предлагаю немного изменить схему Sergey89. перенести конденсатор, изменить их номиналы, сразу по входу особенно с МАП убрать конденсатор с4
Или обсудить необходимость в С1,2,3,4 в схеме. Перенести конденсаторы С5-С8 на входы ОУ после R9-R12
С10-С13 емкостью не более 1 нан, Делители после ОУ пересчитать чтоб бы с коэффициентом где-то 1/1,52 т.е максимальное напряжение на АЦП =3,3 вольта а не 2,5.
Attachments
ОУ.PNG
ОУ.PNG (17.46 KiB) Viewed 11707 times
User avatar
Sergey89
contributor
contributor
Posts: 839
Joined: Wed Sep 25, 2013 5:30 pm
Location: Russia, Velikiy Novgorod

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by Sergey89 »

По поводу C1-C4. Я подсмотрел это решение в заводском ЭБУ. Там все входы и выходы подключены к земле через конденсаторы, но лучше какое-то обоснование найти.

Image

С5-С8 я поставил параллельно диодам, чтобы они проглатывали импульсные помехи и не открывали диоды.

По поводу C10-C13 не уверен. Большой конденсатор зарядит встроенный в АЦП конденсатор за короткое время при этом из-за большого отличия в ёмкости потенциал практически не изменится.

В делителе я поставил одинаковый номинал из того соображения, что достать качественные резисторы с низким ТКС одного номинала проще чем нескольких и если использовать внешнюю опору АЦП, то это уже не так важно.
KOT
Posts: 291
Joined: Sun Nov 17, 2013 8:15 am
Location: Ukraine, Zaporizhia

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by KOT »

На счет конденсаторов по входам мне как-то не нравится, особенно если какой-то слаботочный транзистор в мап сенсоре будет его заряжать. На счет емкости паралельно диоду так у диодов есть паразитные емкости, хоть и маленькие. На счет емкостей паралельно АЦП ну на термодатчики я не против ставить и 1 микрофарад и 10, а вот на мап, если вдруг в алгоритме заходят оцифровать в какой-то фазе деление на впуске, то конденсатор внесет свою коррективу и мы не получим истинное значние. я побаловался с АЦП на STM32F103 ну поставил конденсатор паралельно АЦП на 100 пик, частота дискритезации 400 кгц, по входу ОУ стоят только диоды. Ну подавал различные сигналы, очень неплохой результат.
User avatar
Sergey89
contributor
contributor
Posts: 839
Joined: Wed Sep 25, 2013 5:30 pm
Location: Russia, Velikiy Novgorod

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by Sergey89 »

Посмотри в даташит на mpx4250 для примера. Там на рекомендуемой схеме включения ставится на выход конденсатор 470 pF. На тех номиналах что на схеме я не настаиваю. А конденсатор перед АЦП нужно рассчитывать для каждого канала на свою частоту среза. Для ДАД это одно, а для ДТОЖ это совсем другое значение.
KOT
Posts: 291
Joined: Sun Nov 17, 2013 8:15 am
Location: Ukraine, Zaporizhia

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by KOT »

Ну раз производитель нарисовал то я не уж точно против не буду))
На счет частоты среза, есть ли смысл сильно интегрировать входной сигнал по тому же ДТОЖ, ведь каналаы можно поменять местами или сделать четкую привязку? Я в смысле того чтоб как-то унифицировать каналы, к примеру будут с подятжкой, значить по входу будет стоять какой-то термистор, можно прилепить конденстор к примеру в 1 мкф, ну а лямбда, ДАД, ну 1 нан перед АЦП и 470 пик по входу думаю вполне достаточно.
У меня в голове нет четких критериев расчиета данной цепи, т.к. я не знаю скорости с которой может изменятся показания датчика, есть только предположения.

Ну с номиналами можно и пожже обсудить, предлагаю остановится на выборе схемы, по входу будет стоять конденсатор - ну пусть стоит у меня нет аргументов против него хотя и четких за тоже нет.
Конденсатор паралельно диоду - я как бы непротив но смысла не вижу. Конденсатор непосредственно на входе ОУ - ну как по мне это такой же конденсатор как на ноге АЦП, да и тот же резистор может шуметь пусть конденсатор этот шум и глотает.
Вот резистор R1 нужен ли? с одной стороны если к примеру ОУ выдерживать по входам +/- 1В от VCC, GND то диоды шоттки ограничят напряжение в заданном диапазоне, но если взять другой ОУ у которого +/- 0,3 т VCC, GND тот этот резистор считаю уместным.

В общем послединий вопрос что делаем с конденсатором паралельно диоду? И лепим ли конденсатор паралеьно входам ОУ?
frig
contributor
contributor
Posts: 569
Joined: Wed Oct 23, 2013 8:05 pm

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by frig »

ведь каналаы можно поменять местами или сделать четкую привязку?
Не хотелось бы жестких привязок. Набор датчиков может несколько отличаться и универсальными входами можно покрыть некоторое разнообразие.
Хотя это, в общем то, может быть вопросом номиналов при сборке. Кому надо ДТОЖ - впаяет один конденсатор, кому надо лямбду на этом канале - другой. Или не впаяет вовсе.
Например.
skype: frig_frig
User avatar
Sergey89
contributor
contributor
Posts: 839
Joined: Wed Sep 25, 2013 5:30 pm
Location: Russia, Velikiy Novgorod

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by Sergey89 »

Наверное, стоит предусмотреть подтяжки на землю, а не только на питание для входов. Пригодится для датчиков у которых токовый выход (как выяснилось у russian ДМРВ именно такой) и для входа датчика кислорода пригодится. Можно не на всех сделать, а только на нескольких.
User avatar
Sergey89
contributor
contributor
Posts: 839
Joined: Wed Sep 25, 2013 5:30 pm
Location: Russia, Velikiy Novgorod

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by Sergey89 »

Схемы входов для ДК из заводских блоков. Во всех на входе смещение делается.

Январь 7.2
janvar_7.2_o2.PNG
janvar_7.2_o2.PNG (4.78 KiB) Viewed 11668 times
Микас 7.1
mikas_o2.PNG
mikas_o2.PNG (74.94 KiB) Viewed 11668 times
Эту схемы я восстановил из своего блока Nissan
unisia_jecs_o2.PNG
unisia_jecs_o2.PNG (13.67 KiB) Viewed 11668 times
KOT
Posts: 291
Joined: Sun Nov 17, 2013 8:15 am
Location: Ukraine, Zaporizhia

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by KOT »

Сергей, плата которая на фото выше? это плата с какого ЭБУ? просто 2 из 3-х схемы тобою приведенных не содержат конденсатора по входу.
подтягивать входа АЦП к + или - или к VCC/2 я за, какой нибудь мегаомный резистор поставить.
Last edited by KOT on Sun Dec 08, 2013 3:47 pm, edited 1 time in total.
User avatar
Sergey89
contributor
contributor
Posts: 839
Joined: Wed Sep 25, 2013 5:30 pm
Location: Russia, Velikiy Novgorod

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by Sergey89 »

Конденсатор на входе есть во всех 3 схемах, просто он нарисован в другой части схемы.
frig
contributor
contributor
Posts: 569
Joined: Wed Oct 23, 2013 8:05 pm

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by frig »

Оффтоп: Ребята, я тащусь когда вы работаете. Спасибо!
skype: frig_frig
User avatar
Sergey89
contributor
contributor
Posts: 839
Joined: Wed Sep 25, 2013 5:30 pm
Location: Russia, Velikiy Novgorod

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by Sergey89 »

KOT wrote:Сергей, плата которая на фото выше? это плата с какого ЭБУ?
Nissan 98 года.

Что насчет входа, который измеряет напряжение АКБ. Просто делитель и конденсатор без ОУ?
KOT
Posts: 291
Joined: Sun Nov 17, 2013 8:15 am
Location: Ukraine, Zaporizhia

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by KOT »

Sergey89 wrote:
KOT wrote:Сергей, плата которая на фото выше? это плата с какого ЭБУ?
Nissan 98 года.

Что насчет входа, который измеряет напряжение АКБ. Просто делитель и конденсатор без ОУ?
Да, чтоб нижний резистор был где-то килоом. Может быть стабилитрон, но если будет стоять варистор или сопрессор по входу питания то вроде ненада.
User avatar
Sergey89
contributor
contributor
Posts: 839
Joined: Wed Sep 25, 2013 5:30 pm
Location: Russia, Velikiy Novgorod

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by Sergey89 »

А из каких соображений нижний резистор 1 кОм?

Вот нарисовал сразу с куском схемы защиты. На входе tvs диод с напряжением фиксации 30 В. Делитель выбран из того расчёта, чтобы обеспечить при этом напряжение не больше 3.3В на входе АЦП. Диапазон конечно сужается рабочий, но я не думаю, что это критично.
Attachments
batv.PNG
batv.PNG (10.13 KiB) Viewed 11776 times
KOT
Posts: 291
Joined: Sun Nov 17, 2013 8:15 am
Location: Ukraine, Zaporizhia

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by KOT »

ну нужно просмотреть по даташиту на стм, 1 килоом, чтоб обеспечивал необходимое сопротивление источника сигнала на АЦП при максимальной дискретизации, где-то такая цифра запомнилась
frig
contributor
contributor
Posts: 569
Joined: Wed Oct 23, 2013 8:05 pm

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by frig »

С аналоговыми входами каких типов уже разобрались? Термисторы? MAP? Лямбда? Охота галочки расставить :)
skype: frig_frig
User avatar
Sergey89
contributor
contributor
Posts: 839
Joined: Wed Sep 25, 2013 5:30 pm
Location: Russia, Velikiy Novgorod

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by Sergey89 »

Пока что все входы универсальные получаются.
frig
contributor
contributor
Posts: 569
Joined: Wed Oct 23, 2013 8:05 pm

Re: Базовая плата: аналоговые входы

Post by frig »

Ага. А не решили только ставить ли там на входе конденсатор или уже все решили, только зарисовать осталось?
skype: frig_frig
Post Reply