Неужели нельзя как-то подправить, чтобы подходил ширпотреб типа MCP6001?

Все зависит от того, какая точность нужна. И от начальных значений емкостей. Если точности невысокие, а емкости большие, то можно снизить частоту возбуждения и использовать медленные операционники. Вообще все ответы на все вопросы можно получить в любом удобном симуляторе

Добрый день!

с длительнростью импульса получается хуже, чем с генератором. Повторяемость результата измерения низкая.
Я уже пробовал одновибратор на таймере + счет импульсов, библиотеку touch, интегратор + генератор + АЦП и пр.
Ошибка очень большая, с причинами ошибки разбираться не имеет смысла особо.
Мне надо оценить изменение состава диэлектрика между обкладками конденсатора (газопылевой смеси + водяной пар).
Качественно отражает этот параметр изменение частоты генератора (изменение емкости и ESR влияют на частоту генератора известным образом)
аналогичная схема приведена тут
Генерация в меньшей степени зависит от качества питания (в т.ч. от стабильности питания).
По изменению ЧХ имеется методика измерения (и схема уже работает). Потом, стоимость 74hct14, для примера, серьезно ниже, чем ОУ с обвязкой.


У меня была идея сократить схему до одного МК + резистор + камера измерения + приемо-передатчик сигнализации.
Поэтому я и задал изначальный вопрос: как реализовать генератор на МК (желательно без прерываний, возможностью измерения девиации частоты, режимом энергосбережения, и пр.)

Спасибо!

Сообщение отредактировал rtype - May 29 2017, 19:01

Разве я предлагал измерять длительность импульса?

при подаче импульса, длительность спада или нарастания нестабильна.
при подаче частоты в интегратор собранный из оцениваемой емкости и сопротивления - напряжение на выходе нестабильно.
также есть проблема с защитой измерительной схемы от среды (влажность).

измерение производится путем усреднения значения частоты в течение нескольких секунд.
сейчас схема стенда состоит из
1. старая: датчиков на 2х генераторов на КР1533ЛН1, сумматора на диодах, стрелочного частотомера на интеграторе + АЦП.
2. новая: генератор на 74hct14 + stm32

городить схему из ОУ, стабилизированного источника питания и пр. не имеет смысла.
аналогичная методика измерения приведена по ссылке выше

я же хочу вообще избавиться от внешних элементов: в идеале останется только МК (напр. stm8) + камера + трансмиттер сигнализации (телеметрия).
и потом попробовать избавиться и от проводов.

PS вероятно, помогло бы что-то типа CLC, как у Microchip PIC.


Сообщение отредактировал rtype - May 29 2017, 21:35

Предлагаемое мною решение не имеет отношения к этим проблемам.

а) Стабильного источника питания не нужно, достаточно, чтобы опорное напряжение АЦП было напряжением питания GPIO.
б) Измерение производится не в момент спада или нарастания.
в) Это не интегратор. Это зарядовый усилитель, коэффициент передачи которого определяется соотношением емкостей.
г) Активная проводимость среды в таком измерителе не влияет на результат.

Подобная схема применялась мной в измерителях уровня светлых нефтепродуктов. За время ~100мс вполне измерялось 12-14 бит результат без особых проблем с типичной емкостью датчика ~40пФ, т.е. точность порядка 10^-4. Кстати, длина кабелей к датчику достигала 20 метров, что для всяких генераторов просто невозможно в принципе.

я не оспариваю ваш метод, если вы делали измерительные схемы, то согласитесь с тем, что особой ценностью обладает признанная методика измерения.
я использую готовую метрологическую методику. Городить что-то еще нет резона (для проверки я все равно пробовал разные способы измерения).
потом, схема с доп. рассыпухой будет хороша на штучных экземплярах, а вот если у меня для аналитических данных минимальное поле датчиков 200+ шт, то тут уже технологичность конструкции тоже начинает влиять:
указанный ОУ AD8065 при партии в 250шт стоит примерно 150..230руб шт.
stm8s003f4p6 при аналогичной партии 10руб за шт
74hct14 6руб шт
SAW передатчик 20руб
изм. камера (она же корпус), термодатчик, рассыпуха, плата, аккумулятор - еще рублей 40.
Весь датчик в моем варианте выходит менее 100руб со сборкой. цены адекватные, не левые.

и это при отсутствии аналоговой части и обвязки. надежность и энергопотребление тоже важны, поэтому я хочу минимизировать схему.
а если, например, появляется ОУ, то это принципиально поменяет экономику. Деньги я не печатаю, и не из тумбочки беру

вопрос про независимую генерацию на МК остается открытым

Вы пока не пробовали запускать встроенный в МК генератор, рассчитанный на кварц, с колебательным контуром, образованным вашим датчиком и катушкой? Если получится, то партия 250шт катушек будет стоить недорого.

Вероятно я что-то не понимаю.



HSI я использую как тактовую частоту
LSI - как источник тактовой для сна
к HSE подключаю внешний колебательный контур. допустим, схемотехника HSE позволяет работать генератору на частотах в десятки килогерц.

Но, дальше стоит переключатель источника тактовой частоты, и там нет нескольких каналов.
поясните пожалуйста.


Clock controller
The clock controller distributes the system clock (fMASTER) coming from different oscillators
to the core and the peripherals. It also manages clock gating for low power modes and
ensures clock robustness.
Features
•
Clock prescaler
:
To get the best compromise between speed and current
consumption the clock frequency to the
CPU and peripherals can be adjusted by a
programmable prescaler.
•
Safe clock switching
:
Clock sources can be changed safely on the fly in run mode
through a configuration register. The clock
signal is not switched until the new clock
source is ready. The design guarantees glitch-free switching.
•
Clock management
:
To reduce power consumption, th
e clock controller can stop the
clock to the core, individual peripherals or memory.
•
Master clock sources
:
Four different clock sources can be used to drive the master
clock:
–
1-16 MHz high-speed external crystal (HSE)
–
Up to 16 MHz high-speed user-external clock (HSE user-ext)
–
16 MHz high-speed internal RC oscillator (HSI)
–
128 kHz low-speed internal RC (LSI)
•
Startup clock
:
After reset, the microcontroller restarts by default with an internal
2 MHz clock (HSI/8). The prescaler ratio
and clock source can
be changed by the
application program as soon as the code execution starts.
•
Clock security system (CSS)
:
This feature can be enabled by software. If an HSE
clock failure occurs, the internal RC (16 MH
z/8) is automatically selected by the CSS
and an interrupt can optionally be generated.
•
Configurable main clock output (CCO)
:
This outputs an external clock for use by the
application.

У меня не отображается картинка в вашем сообщении.
"The microcontroller clock output (MCO) capability allows the clock to be output onto the
external MCO pin".
Вывод МСО можно соединить со входом таймера, чтобы мерить частоту HSE.
Можно сэкономить 2 вывода: см. Reference manual STM32F030x
7.2.12 Internal/external clock measurement with TIM14.

да, действительно хорошая идея. Спасибо, попробую, несмотря на то, что в документации на МК указано - 4МГц минимальная частота для STM32F030.
По идее, катушку можно даже на плате сделать, печатным проводником.
Я по аналогии QI зарядным уже делал такие катушки, еще есть хороший ферромагнитный материал в виде клейкой ленты. можно небольшой кусочек наклеить поверх проводника.

Для STM8, по аналогии, наверное можно пробовать снять сигнал генератора с ножки Resonator/crystal out? RCL резонатор может и не заглохнет.

еще нашел логику в SOT-23, например, SN74LVC2G14DBVRG4, но она дороже обычной 74 в планаре.

PS
UPD1 RCC_MCO нет на корпусах 20 или 14 ног.
UPD2 LC контур получается нехороший - 25000uH считается как минимум, для максимальной частоты LC контура 100КГц (емкость 10..100pF).

Сообщение отредактировал rtype - Jun 1 2017, 18:55

Без макетирования не узнать заглохнет ли. Вполне вероятно, т. к. добротность контура значительно ниже, чем кварца, а вы его ещё нагрузите. Чтобы снизить нагрузку, можно использовать эмиттерный повторитель. Его нагрузкой будет подтягивающий резистор внутри МК.

Для HSE рекомендуется кварц 4 .. 32 MHz. Контур с индуктивностью 10 мкГн уложится в этот диапазон. Откуда взялись 100КГц?

Ha cлучай, если не получится с HSE, существует таймер LMC555 в корпусе 1.43mm × 1.41mm.

100кГц - максимальная частота генератора, используемого для измерения (оценки) параметров газо-пылевой смеси и влажности среды в измерительной камере.
методика измерения оперитует частотами в диапазоне 10..100, типично 10...40..60кГц.
вопрос был про запуск RC генератора на МК непосредственно, без рассыпухи.
использовать RC в качестве цепочки перезапуска однорвибратора на таймере у меня не получилось, параметры полученной системы отличаются в худшую сторону от образцового на 74hc14.

Теперь понимаю почему не подходит вариант с LC контуром.

Можно сделать генератор на встроенном компараторе STM32L0. Например, STM32L041G6 в корпусе UFQFPN 28 4x4mm. Можно вывести оба входа и выход компараторa на GPIO. Cм. сomparator 1 and 2 block diagrams на c. 321 reference manual. сделать схему:

да, годно, небюджетненько.
если брать не в Китае, то выходит так:
STM32L041G6 > $1.20
STM32F030F4P6 > $.80
STM8S003F3P6 > $.50
В Китае - минимум 50% дискаунт. но пропорции теже.
думаю, что поставлю мелкую логику в SOT23-6 и не буду по этому поводу мучаться.
Спасибо!