АЦП для многооборотного потенциометра.

Tofer
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2017

Добрый день!

 

Сразу скажу, я новичок. У меня есть проект - электронный Follow Focus, в которм требуется довольно точное определениие вращения руучки и положения вала мотора примерно 10 оборотов. У меня есть многооборотный потенциометер 10К вот такой. АЦП Arduino обладает довольно слабой разрешающей способностью 1024 шага. Думаю, а можно ли использовать внешний АЦП, который бы преобразовывал аналоговый сигнал с потенциометра в цифровой и посылать его уже на цифровой канал Arduino. По моим скромным представлениям мне могло бы подойти что вроде этого. 24бита. Но не знаю с чего начать? Нужно ли будет добавлять что-то еще в схему или просто достотачно подключить потенциометер с питанием и подключить цифровой канал к Arduino? 

 

 

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

Забудьте про 24 бита. И про 16 тоже лучше пока забыть. Высокие разрядности предъявляют серъезные требования к схемотехнике. Если не соблюсти всех требований, то измерять этими много-битами вы будете шум, помехи, черти что, но только не то, чего собирались.

Tofer
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2017

А можно как-то разбить показания потенциометра на два канала ARDUINO? 

dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

Tofer, вы сначала объясните накой пёс вам вообще переменный резистор и АЦП. Такие задачи решаются с помощью энкодера.

vvadim
Offline
Зарегистрирован: 23.05.2012

если не секрет, какой объектив требует 10 оборотов ?

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

Юзаю AD1115. 16бит по i2c, не быстрый, 4 канала. Младший разряд не скачет, все точно.

///достотачно подключить потенциометер с питанием

если сопротивление потенциометра не сильно большое, и расположен рядом с АЦП то достаточно. Правда еще качество питания потенциометра надо обеспечить.

Энкодер точно не хотите?

nik182
Offline
Зарегистрирован: 04.05.2015

А у меня MCP3421S и с плохим питанием но одновременно на резистор и чип даёт 18 бит, и тоже скачет только нижний разряд. с помощью резистора измеряем микронные перемещения, получается.

Tofer
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2017

Устройство представляет из себя два объектива. Один - объектив 80мм биометар фокусировочное кольцо вращается на 350 градусов, второй - аноморфная насадка от кинопроектора, которая крепится спереди к биометару - вращается на 350 градусов. Проблема в том, что каждый нужно фокусировать, а это довольно сложно. Хочу автоматизировать процесс. Схема такая: обычный фоллоуфокус вращает первый объектив. С помощью потенциометра я определяю его угол вращения и передаю на многооборотныцй сервопривод, который контролируется таким же потенциометром. Своего потенциометра в сервомоторе нет. 

 

dimax

В соседней ветке посоветовали потенциометер, потому что, как там писали у энкодора с высоким разрешением - очень высокая цена. 

vvadim 

Объектив делает 360, но у него такой диаметер, что при адекватном размере шестеренки на сервоприводе, он сделает один оборот, а серво все 10. 

Logik

Я бы обошелся и энкодером:) Какой посоветуете? Только мне нужно два - один в ручку управления, а другой на сервопривод, посколько он многооборотный и без встроенного потенциометра. 

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

Вообще, конечно, забавная картина вырисовывается. Производители микроэлектроники плодят методики и техники правильной организации аналого-цифровых преобразований, порой довольно объемные и непростые. Без следования им, по мнению производителей, должного результата не получить. В противоположность этому, на форуме ардуиноводов существует своя правда -- для получения правильного результата нужно взять готовую платку, прикрутить ее к схеме, как получиться и лишь убедиться, что младший разряд не скачет, а если скачет, то не сильно. Все остальное никакого значения не имеет, путь к высокоточным измерениям открыт.

Специалистам по скаканию младшего разряда все же следует учесть, что заявленная битность АЦП и эффективная -- суть две большие разницы. Из за механизма оверсемплинга, которые является неотъемлимой частью алгоритма сигма-дельта преобразования, там может и не скакать ничего, но и не измеряться толком тоже.

Если отбросить все остальные нюансы, которые влияют на точность и ограничиться только шумовой составляющей сигнала, то в любой методичке можно найти простую формулу эффективного разрешения АЦП в зависимости от уровня зашумленности измеряемого сигнала:

RESOLUTION = LOG2( Vfs / Vnoise ), где Vfs -- диапазон измеряемых напряжений, а Vnoise -- шумовая составляющая (RMS или амплитудная).

Предположим, что юный ардуиновод (или лицо к нему приравненное) чудом и наитием ухитрился соблюсти все требования по организации измерений и шумы остались только те, от которых уже никуда не деться. Например, шум опорника, собственный шум переменника, шумы квантования, шумы пролезшие по земле и питанию и т.п. Оптимистично предположим, что совокупно они составят где-то 100--200мкв (амплитудн.) В этом случае, при измерении входного сигнала уместно расчитывать на 14-15 значащих бит на выходе АЦП (и то условиях идеальной картины мира).

С учетом же, что с соблюдением всех требований никто особо не запаривается, 10-12 бит -- наше все и стоящий, как вкопаный младший разряд -- в качестве награды за немыслимый интеллектуальный прорыв и глубокое понимание сути происходящего.

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

Краткое содержание предыдущего поста: расказал сказку, отфонаря предположил 100-200мВ, посчитал  14-15 разрядов, что не непонравилось, округлил до 10-12. Псяка.. )) 

dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

Logik, a5021 писал про 100-200 микровольт.  Но ежу понятно, что юный ардуиновод повесит питание переменника на шину Vcc, и получит все 50mV шума :)

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

Ниче тут не понятно. Сделает как захочет. Я об этом сразу отписал - "Правда еще качество питания потенциометра надо обеспечить."

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

Tofer пишет:

Я бы обошелся и энкодером:) Какой посоветуете? Только мне нужно два - один в ручку управления, а другой на сервопривод, посколько он многооборотный и без встроенного потенциометра. 

В той схеме, что вы описали с энкодером наверно не выйдет. В отличии от потенциометра энкодер не выдаст абсолютное положение, только его изменение. А из последнего поста Вам вроде такое не подойдет.

Tofer
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2017

dimax

Так вы скажите, как надо) 

Logik

А чем его обеспечить стабилизатор нужен? Посмотрел про a5021. Его еще как-то программируют? Каким программатором? Или для моих нужд можно использовать в стоковом состоянии? 

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

Logik пишет:

Краткое содержание предыдущего поста: расказал сказку, отфонаря предположил 100-200мВ, посчитал  14-15 разрядов, что не непонравилось, округлил до 10-12. Псяка.. )) 

По себе о людях судите, ложик. Я описал, что и как считал. Считаете результат неверным? Пересчитайте, как нужно. Не можете? Тогда и рот прикройте.

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

a5021 пишет:

Logik пишет:

Краткое содержание предыдущего поста: расказал сказку, отфонаря предположил 100-200мВ, посчитал  14-15 разрядов, что не непонравилось, округлил до 10-12. Псяка.. )) 

По себе о людях судите, ложик. Я описал, что и как считал. Считаете результат неверным? Пересчитайте, как нужно. Не можете? Тогда и рот прикройте.

ДЗ. просто идиот. Действительно считаеш ту формулу непосильной вершиной сложности расчета?!

Для сигнала 5В и 100мВ шума. Log2(5В/0,0001В)=Log2(50000)=15,6 разрядов. Очевидно 16 бит - самое оно.

На что сам вали в пень, писяка хренов.

 

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

Tofer пишет:

А чем его обеспечить стабилизатор нужен?

Да, спецом для такого делают источник опорного напряжения (ИОН), простейшего хватит, копеешного. 

Tofer пишет:

Посмотрел про a5021. Его еще как-то программируют? Каким программатором? Или для моих нужд можно использовать в стоковом состоянии? 

)))))

В стоковом он нафиг не годен, токо на форуме марает.

))))

для програмирования тоже непригоден.

ПС. Спасибо, поржал.

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

Logik пишет:
ДЗ. просто идиот. Действительно считаеш ту формулу непосильной вершиной сложности расчета?!

А чего вы там рассчитали, позвольте полюбопытствовать? Вы изначально отвергли мои данные и расчеты, а когда я попросил привести свои, вы взяли приведенную мной формулу, вставили в нее приведенные мной данные, получили те же результаты, что и я, отчего возрадовались и вострубили о своей правоте. Логичный вы наш, а где же логика, когда вы сначала называете результаты негодными, а потом их же используете в собственных доказательствах? Вопрос, кто же здесь идиот остается открытым.

PS. На закуску, ложик: популярный в околоардуиновской среде LD1117-5.0 имеет уровень собственных шумов 100-150мкв, которые для идеальных условий я вообще в расчет не брал. 16-бит, говорите? Фантазируйте дальше.

dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

Tofer пишет:

В соседней ветке посоветовали потенциометер, потому что, как там писали у энкодора с высоким разрешением - очень высокая цена. 

Качественный  потенциометр тоже недешевый. Как думаете, в чём разница вот этого  и этого переменника? - в том что первый подделка второго, и через сотню оборотов у него начнётся дребезг контактов. Потому что собран из некачественных материалов -пружинки не пружинят, контакты чернеют, итп.  А второй прослужит долгие годы. 

Tofer
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2017

dimax пишет:

Tofer пишет:

В соседней ветке посоветовали потенциометер, потому что, как там писали у энкодора с высоким разрешением - очень высокая цена. 

Качественный  потенциометр тоже недешевый. Как думаете, в чём разница вот этого  и этого переменника? - в том что первый подделка второго, и через сотню оборотов у него начнётся дребезг контактов. Потому что собран из некачественных материалов -пружинки не пружинят, контакты чернеют, итп.  А второй прослужит долгие годы. 

Хороший энокодер стоит от 4000₽, ну и как тут уже правильно заметили не подходит для моей схемы. А на счёт подделок - не факт. Знаете, как работает сборочная китайская линия? Если хороший бренд заказал на заводе, скажем, 1 млн этих потенциометров, то линия выпускает их 5 млн, потому что онарассчитана на 5 и не работает, как свет на кухне - включил-выключил. Вот этот миллион идёт под брендом в чипедипе по 650р с транспортировкой и наценкой в 250%, а те, остальные 4млн идут без шильдика на али и в китайские товары по 150р. Нет смысла заниматься подделками, когда производство так устроено. 

dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

Tofer, насчёт подделок -именно факт. Боурнс продаёт такие потенциометры порядка 10$/шт в партии 1000шт, для крупных постоянных покупателей у них есть дополнительные скидки, но в любом случае  Чип-дип накидывает к цене немного. О том что  потенциометры по 100р говно -говорю не теоритически, сам покупал такие на пробу. С родными они схожи только внешне, достаточно даже просто покрутить вал у родного и подделки что бы заметить разницу. У подделок очень быстро начинается дребезг -средний вывод при вращении теряет контакт, и на мгновенье его сопротвление относительно других выводов становится == бесконечности. У меня стоял такой в схеме стабилизатора на lm317, и при дребезге вместо нужного напряжения шло максимальное. Я из-за этого переменника М.К. сжёг. 

Tofer
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2017

Это как повезёт) можно и в чип на подделку попасть.