Новый проект: Baro-Clock

Продолжается часостроительная эпопея.
На сей раз в задумке не просто часы, а небольшое информационное табло из 6+4+4 семисегментных индикаторов в статической индикации. В нормальном режиме будет отображать время, температуру и атмосферное давление, но имеется возможность подключить кучу других датчиков, т.к. наружу выведены 1-Wire, UART, IIC и даже один свободный вход АЦП.
Наработки под катом…
Печатная плата получилась сложновата для домашнего изготовления, поэтому срезу нацелился на производство. Поэтому, пока не отправил, хотел-бы услышать критику и советы сообщества, касаемо схемы, т.к. потом исправить косяки будет проблематично — долго и дорого. Собственно, вот схема:

Изображение - savepic.ru — сервис хранения изображений

Датчик давления (MPX4115A) соединён через ОУ с вычитанием, чтобы растянуть диапазон измерения 700-800мм.рт.ст по напряжению как можно шире, а так же запитан вместе с ОУ от AVCC (датчик полностью аналоговый). ИОН поставил на случай, если придётся использовать вход АЦП, выведенный наружу, в нормальном режиме опора АЦП = AVCC.

TSOP2136 — управление будет с пульта.

Два стабилизатора LM7805, один питает маленькие индикаторы и всю цифру, второй чисто на большие индикаторы, общий вывод его можно подпереть стабилитронами, запараллеленными с джамперами, т.е. ступенчато можно регулировать напряжение на больших индикаторах.

DS18B20 — ну это само собой.
С МК не определился, или AtMega8, или AtMega48, благо совпадает цоколёвка.

Вот что получилось с платой (размер примерно 95х160)

Изображение - savepic.net — сервис хранения изображений

Изображение - savepic.net — сервис хранения изображений

Изображение - savepic.net — сервис хранения изображений
  • 0
  • 18 августа 2011, 22:18
  • ploop

Комментарии (47)

RSS свернуть / развернуть
… а в качестве индикации нужны именно 7-сегментники, или использовали то что было? если не обязательны, ИМХО, экономичней использовать стандартный 2x16 LCD, меньше жрет и больше информации может выводить (для будующих датчиков), да и с разводкой меньше замарочек
0
А мне эти индикаторы почему-то жутко не нравятся. Для отладки на пинбоарде удобно, а в реальном девайсе не смотрится. Ну у меня они ассоциируются с таксофонами 90х годов, может поэтому. А может потому что используются в слишком многих любительских и студенческих проектах в инете, термометрах, индикаторах к компу и тому подобном.
0
… ну, это всего лишь одно предложение, выбор за автором. А вообще на этих дисплэях можно замутить нехилую индикацию.
0
Есть у меня ЖК-индикаторы разных видов.
А семисегментники я специально покупал для этого проекта. Попробуй рассмотреть время на ЖК с 3-5 метров…
0
Семисегментники 34мм высотой.
0
Датчик давления (MPX4115A) где взял?
0
В ЧипНН
0
Как точность?
0
Я его еще не испытывал, вот плату сделают — заодно и поковыряю. А вообще хз, как его калибровать. Нужен эталонный прибор.
Благо у меня по соседству метеостанция, думаю туда заглянуть…
0
Что бы мерить давление с точностью в 1 мм.рт.с. нужно мерять напряжение на выходе с точностью не меньше 0.005В. Ну и напряжение питание должно быть весьм стабильным.
Как пример, при Uпит=4.096В и Uвых=4.0В давление будет 799,19мм. А при Uвых=4.005В давление будет 800.05мм.
0
Для того и ОУ.
0


Собственно мне надо измерять давление от 95 до 110 кПа, т.е. напряжение примерно от 3,75 до 4,5В.
Вот этот диапазон и растягиваем, грубо говоря от 0 до 5В.
0
Во, даже посчитал точно: диапазон от 700 до 800 мм.рт.ст это 0.5999520040 вольта, ~0.6В
0
А зачем такой широкий диапазон от 640 до 745? Для универсальности?
Я тоже операционник ставить буду. Правда думаю что-то вроде AD620 воткнуть и подстроечниками задавать вычитаемое напряжение и коэффициент усиления.
0
А зачем такой широкий диапазон от 640 до 745?
Я вроде от 700 до 800 хотел…
Если ты про напряжения в посте с графиком, так я там просто по графику сонным глазом прикинул. А чуть ниже — рассчитал по формуле.
0
Я купил AD8541ARZ для этого дела, R2R.
0
Он еще сильно от питания зависит. Я думал для питания ставить ИОН на 4.096В.
0
Как это, «ИОН для питания»?
ИОН есть ИОН, а питание сделано так: сам датчик, ОУ, и опора АЦП висят на одной линии — AVCC. Небольшие колебания напряжения на ней будут равны во всей аналоговой части, а самое главное — на опоре, т.е. показания не изменятся при колебаниях напряжения (в разумных пределах, разумеется)
0
ну ион же может несколько миллиампер выдать. Вот и на питание его. Правда может он от нагрузки уплывет :)

А вообще твоя идея лучше
0
ИОН конечно можно использовать для питания, таким способом:
ИОН — ОУ — регулирующий элемент (транзистор). На ОУ даём напряжение с ИОН, и обратную связь с выхода. Получится обычный стабилизатор, точность которого зависит от точности ИОН и ОУ, а мощность — от транзистора.
Тогда вообще можно будет от сотет мА до целых ампер снимать.
0
Хрен его знает. В формуле получения результата напряжение питания тоже участвует. И как его изменение повлияет на результат надо посчитать.
0
Ну так из формулы же видно — линейно. Правда пределы тоже указаны: Vs = 5.1 V ± 0.25 Vdc
Плюс оно фигурирует в ошибке, как 0.009 x Vs, этим, думаю, можно пренебречь.
0
Я не про это. Вот сделал измерение, затем к примеру, у тебя уменьшается аналоговое питание на 0.03В на датчике и опорном. Как при этом изменятся результаты?
0
Никак. На выходе датчика напряжение изменится пропорционально питающему, но т.к. опора так же изменится, то АЦП отсчитает то же число.
0
Как мне кажется изменение опорного напряжения повлияет сильнее. Хотя тут конечно пробовать нужно. Больно уж для этих датчиков мелкий шаг измерений нужен.
Я планировал делать питание датчика от ИОН (потребляет он мизер, ИОН справится) при этом не будет зависимости от изменений напряжения питания, а сами измерения делать на стм8. У нее можно мерить напряжение внутреннего опорного и у меня получалась точность чисто программными методами ~0.02-0.03В. При растяжке диапазона точность будет вполне годной:)
0

Что насчитает 8-битный АЦП на этой схеме при Vs=4В и при Vs=2В?
0
128:)
А как измениться напряжение на выходе MPX при питании 5.1В и 5.0В? Так же линейно?
0
Ну да, вот же формула: Vout = VS (P x 0.009 — 0.095)
0
Да, что то я плохо подумал:) Поигрался с ним, меряя напряжения мультиметром и охреневая от нужной точности.
0
А есть ли вообще смысл так сильно извращаться с Vref, если точность самого датчика по ДШ ±1,5% от полного диапазона, т.е. около 1,5 кПа?
0
Шума меньше.
0
может быть имеет смысл просто программно усреднять по 10-20 измерениям? на точность, мне кажется, не должно сильно повлиять… тем более 1мм рт.ст от такого датчика, к сожалению, все равно не добиться.
0
Я немного не так выразился: шум тут не при чём. При дрейфе питания будут плавать показания.
А извращений с Vref я никаких не вижу, это обычная практика, использовать в качестве опоры напряжение питания аналогового датчика.

Усреднение конечно делается, но не по 10-20 измерениям, а по 65536 измерениям. Это очень просто реализуется программно, даёт задержку обновления индикации в 10-20 секунд, и, разумеется, избавляет от любых шумов.

Собственно, девайс уже работает давно :)
0
Под извращеними я имел в виду ИОНы и иже с ними=) то что Vref=напр. питания аналогового датчика не обсуждается=)Просто хочу понять, как сильно повлияет на показания датчика с такой точность использование напряжения напрямую с 7805.
У самого валяется датчик smd085, вот думаю куда-нить его применить.

Про 65536 измерений- круто!
0
Я сначала сделал 256 измерений — очень быстро дрыгаются показания при переходе через границу, хотя шумы фильтруются неплохо. Зачем лепить тупую задержку — подумал я — когда можно в это время еще круче фильтровать :)

Ну разводка получилась не очень оптимальна. Сейчас уже вижу ошибки. Там рядом ШИМ молотит, помех много…
0
ещё как вариант можно взять дифференциальный датчик на 15-20 кПа, и в одну дырдочку задувать эталонную атмосферу(или просто залепить её чем нибудь, когда будет среднее давление), а вторую оставить мерить атмосферное давление, тогда шумов АЦП будет меньше, чем от усилителя, и точность возрастёт.
0
хотя нет, надо залеплять вторую дырку когда будет минимальное давление, в горах например.
взять в горы с собой датчик, барометр и эпоксидку и заклеить там
0
А потом пересчитывать образцовое давление по показаниям с термодатчика?)
0
проконсультировался я тут со знающим человеком, он говорит что хуйня получится, а почему не объясняет
0
а почему не объясняет
Нормальный расклад :)
0
Не вариант.
Это датчик абсолютного давления, на таком же принципе основаны цифровые калиброванные датчики, например бошевский (не помню марку) — определяет изменение высоты по барометрическому давлению начиная с полутора метров.

Тут, конечно, такой точности и близко не будет, но всё же.
К тому же абсолютная точность не нужна, гораздо важнее динамика изменения давления (вниз пошло, или вверх)
0
ploop, прости засранца. Нечайно кликнул тачпад и надо же так на минусе кликнул(( Каюсь.
0
эм… я и не заметил ничего :)
0
Я его в терре брал. Стоил он что-то около 170р. Правда у меня АР, но разницы никакой.
0
а тут стоит 275
0
Он стоил под 400 еще весной. Потом цену скинули.
0
Отправил заказ в pcb4u.ru. 2 платы размером 158.27 x 94.45 мм 860 руб — вполне неплохо.

Красиво сделан онлайн-просмотрщик файлов:
Изображение - savepic.org — сервис хранения изображений Изображение - savepic.ru — сервис хранения изображений
0
  • avatar
  • ploop
  • 21 августа 2011, 21:16
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.