вступление
В ответ на этот вопрос об адаптивных усилителях было рекомендовано, что для работы с переменными условиями может быть более экономичным просто использовать АЦП с более высоким разрешением, чтобы мне не нужно было беспокоиться об усилении, и я мог бы выполнять масштабирование в программном обеспечении.
обзор
Я пытаюсь спроектировать схему сбора данных для текстильных датчиков растяжения на кузове. Текстиль изменяет сопротивление по мере растяжения (около 1 порядка, 10k -100k с 30% растяжением). Точные диапазоны будут меняться в зависимости от того, как нарезается текстиль, пропитан ли он потом, температурой, сколько лет материалу, как он монтируется и т. Д. Все это должно быть как можно меньше, потому что оно монтируется на руке Таким образом, минимизация количества компонентов является большим плюсом.
Кроме того, я хотел бы, чтобы схема была многоразовой для других приложений, которые могут иметь худшую производительность. Например, если я использую более дешевую версию текстиля, мой диапазон сопротивления может быть таким же плохим, как от 100 до 300 Омега .
Путь сигнала
[Текстиль] -> [Мост Уитстона] -> [Низкочастотный диапазон] -> [Усилитель инструментовки] -> [АЦП] -> [AVR]
Требования
Итак, я ищу АЦП, который будет соответствовать моим требованиям. АЦП должен быть:
- 16bits +
- Как можно проще в использовании: гораздо лучше, если для AVR / Arduino уже написан интерфейсный код ...
- ... и в то же время настолько всеобъемлющий, насколько это возможно: я видел некоторые АЦП с низкочастотными фильтрами и встроенными PGA - тем лучше, если это не мешает настройке
- 8+ каналов или, если это достаточно просто реализовать, 2x 4+ каналов. РЕДАКТИРОВАТЬ: Если я использую мост Уитстона, возможно, я хочу 8 дифференциальных входных каналов (так 16 каналов) ...
- Я не думаю, что рабочее напряжение имеет значение ... (лучше всего, если не выше 5 В)
- Поверхностный монтаж
- Не должен быть дешевым (это разовое)
- SPI против I2C не имеет значения, я думаю ...
- 100+ Гц
Исследование
До сих пор через Google, я нашел следующие чипы:
- Линейные устройства предлагают различные 16-24-битные АЦП с дельта-сигмой, некоторые из которых я рекомендовал: http://parametric.linear.com/html/no_latency_delta_sigma_adcs?p=5312974
- Микрочип имеет ряд опций, некоторые из которых я рекомендовал: http://www.microchip.com/ParamChartSearch/chart.aspx?branchID=11022&mid=10&lang=en&pageId=79
- Аналоговые устройства имеют ряд комплексных микросхем сбора данных с усилителями и фильтрами (нет необходимости во внешней обработке сигналов):
- Я еще не посмотрел чипы TI ...
и следующие уроки:
- http://arduino.cc/blog/2010/11/29/tired-of-a-10-bit-res-hook-up-a-better-analog-to-digital-converter/ (LTC2400)
- http://www.arduino.cc/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1275676171 (TI ADS8341)
- http://forums.adafruit.com/viewtopic.php?f=31&t=12269 (MCP3424)
- http://www.arduino.cc/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1248751435 (LTC2410)
Опорное напряжение?
Наконец, некоторые люди рекомендуют точный эталон напряжения, такой как серия Analog Devices REF19x . Вы считаете это необходимым? Разрешение определенно важно для меня.
Вывод
Дайте мне знать, если у вас есть какие-либо рекомендации! Я также не уверен, что именно я ищу, поэтому советы о том, как принять решение, также приветствуются.
Ответы:
ADS1256 от TI имеет восемь несимметричных 24-битных каналов с высокоимпедансным входным буфером и PGA. Проект OpenEXG имеет PIC-код для взаимодействия с ним (они используют двухканальную версию ADS1255, но она должна быть одинаковой).
Если вам нужны дифференциальные входы, то есть ADS1298 с 8 каналами, PGA и A / D, внутренним заданием, плюс схемы ЭКГ / ЭЭГ, которые вы можете игнорировать. Я не уверен, что вы можете найти какой-либо пример кода для этого, хотя.
Если вы ищете разрешение, то точный, низкий уровень шума является обязательным.
источник
Может быть, нетрадиционная идея, мне интересно, что вы, ребята, думаете об этом:
Один порядок величины кажется достаточно большим изменением, чтобы измерить его непосредственно в цепи делителя напряжения.
Затем вы можете использовать меньший АЦП и изменять ток через датчик. Фильтрованный источник напряжения ШИМ + повторитель напряжения (может быть одним NPN-транзистором, если вы бедра в космосе) может существенно улучшить ваш динамический диапазон.
Вы можете использовать один или два из них и переключать напряжение при измерении разных датчиков.
источник
Если ваша основная проблема заключается в том, чтобы иметь широкий динамический диапазон для любого данного «датчика», вы можете рассмотреть возможность использования ЦАП (или даже просто источников напряжения, управляемых с помощью MPU) для регулировки смещения / усиления усилителя, чтобы изменить производительность системы для различных материалов.
Вы также можете следить за этой ступенью переменного усиления с помощью схемы интегрирования заряда, чтобы вы могли получить чувствительность сигнала точной настройки, регулируя период «экспозиции».
источник
Если у вас достаточно вычислительной мощности для необходимой частоты дискретизации, подумайте о цифровой фильтрации. Савицкого-Голея фильтр, ф / ех.
источник
Почему бы не включить его до 11, а просто использовать TI ADS1262 . Это 32-разрядный АЦП, с 11 входами и PGA!
С 32-битным вы можете в значительной степени сэмплировать что угодно. И это даже не так дорого. Более того, если вы делаете только один из них, просто получите бесплатный образец .
Другой вариант - использовать PSoC. Это микроконтроллеры, содержащие реконфигурируемые аналоговые и цифровые блоки, которые вы можете использовать для создания всевозможных функций. Вы можете выбрать один с 16-разрядным АЦП, PGA, ЦАП и цифровым фильтром, чтобы сделать свой собственный автоматический выбор диапазона, автоматическую подстройку, передискретизацию, цифровую фильтрацию, АЦП!
Программирование этих вещей - пустяк, поскольку вы просто рисуете желаемую схему, выбирая предварительно определенные функции из списка. Затем напишите немного кода на C, и вы уйдете.
источник