Очень хочется разобраться в МК... Для этого был куплен ATmega8 и поставлена перед собой задача собрать устройство контроля уровня бензина в баке. В баке стоит переменный резистор с поплавком, диапазон примерно 0-60 Ом. Зависимость сопротивление/литры неизвестна
К МК подключен сдвоенный семисегментный индикатор от старого системного блока (показывал раньше крутые мегагерцы). У этого индикатора выводы общих анодов запараллелены...из-за этого динамической индикации не получилось и индикатор занимает 14 ног
Устройство должно мереть падение напряжения на резисторе в баке и выводить результат в литрах на индикатор.
Сам пока написал функцию для вывода числа 0-99 на индикатор.

Подскажите пожалуйста:
1) как организовать подключение резистора к АЦП (с учетом того, что резистор в баке и токи там должны быть маленькие)
2) как интерпретировать значение АЦП с учетом нелинейности сопротивление/литры?
Спасибо.

З.Ы.:не пинайте сильно...это мой первый опыт работы с МК.

С подключением датчика вроде все понятно. Нужно сделать делитель и выбрать номиналы сопротивлений такими, чтоб максимальный ток был не больше 10 мА например...
А каким образом мне перевести результат АЦП в литры?

неужели никто мне не поможет?

ну для начала...смотреть какой ток должен быть...это бензобак...искра и привет...больше писать здесь не придется...
а далее стандарт...делитель...фильтр герц на 10...оцифровка....накопление и усреднение....
для перевода...есть процедура калибровки...налей воды...100 литров...спусти 3 литра в банку...считай значения...слей 3 литра...считай значения...и так далее...по другому никак...

и делитель запитывать от высокоточного опорника...ну типа высокоточного...ща блин заклюют...REF19x...и придет к тебе щастя

теперь самое веселое...это питание...оно скачет аки собака...шпильки до 300 в есть...искровые разряды дают до гиг полосу грязи...итак...фильтр мощнейший на вход...с супрессорами и катушками...через резистор цементовый в 10-25 ом..дросселя россыпями ставить...конденсаторов по питанию не жалеть...перед опорниками фильтр...после тоже...сам ставлю типа LQH32...перед питанием меги и после тоже...корпус металл...

Massi, калибровку так себе и представлял. Бак всего 38 литров и заливать буду по литру и снимать значения. В итоге получу некую таблицу соответствия результата АЦП и литров. Как потом в проге реализовать эту таблицу? неужели через IF... Хотелось бы чтоб на индикатор выводилась челая часть литров, а дробная с округлением до 0,5 литра обозначалась запятой. Можно где-нибудь посмотреть на примеры?

Насчет токов в баке:
В заводской системе они там нехилые. В цепи резистора там бывает до 0,1А и еще есть контакт, который моммутирует лампу на 2Вт (замыкается если меньше 5 литров). Ничего не взрывается (да и взрываться там ИМХО нечему-это отдельный разговор).
Насчет опорного. Нужна ли в такой задаче высокая точность? Что получится если использовать Uпит.?
Прочитав про фильтрацию питания стало страшно Вот сейчас на столе лежит автомобильный тахометр/вольтметр и т.д. и питание там на 7805 в стандартной обвязке. Расчитывал сделать также. Это возможно? Где можно подсмотреть примеры готовых решений с питанием для авто?

З.Ы.: извиняюсь что много написАл. Просто тема очень интересна для меня и многое еще непонятно. Надеюсь на помощь!

можно функцию написать...а поправочные коэфициенты хранить в памяти...прогу тебе никто не напишет кроме тебя самого...помочь с затыком да...а работу твою никто выполнять не станет...идею подбросить можно...реализацию тоже...тоесть куда бежать и где рыть...
тахометр система инерционная...стрелка там тяжелая...она фильтр сама по себе...тахометры на мотиках горят на три пятнадцать...особенно на ижах и днепрах...
и дубовые они...они просто копят импульсы на конденсаторе...посему и 7805 стоит...шумы там по барабану...но 7805 всего 35 в максимум...как повезет...
я тебе уже ответил...цементовый резистор...предохранитель...конденсатор на 1 кВ 10 нан...дроссель
типа PLT09HN2003R0P1B...супресор 1,5КЕ18СА конденсатор пленка на 1 мкф и єлектролит на 470 мкф 50 в...далее дроссель типа CDR27 на 22микрогенри и конденсаторы впаралель 100 мкф и 1 мкф...вот теперь можно и на 7805 подавать...после 7805 конденсатор 50 мкф и 1 мкф керамика...далее дроссель и опять конденсатор 50 мкф...вот теперь можно брать питание...
далее...АЦП надо вывести к 8 разрядам...ибо потом усреднять будет нечего...а это опорник нужен какой нибудь...
все остальное от лукавого...
ибо лучче перебдеть чем недобдеть...

Прогу за меня писать не надо, мне самому интересно Просто хочется посмотреть чей-то исходник...
Под тахометром я имел ввиду МК устройство (часы, будильник, тахометр и т.д.).
Совет по питанию постараюсь реализовать. Но что-то мне кажется что он уж очень навороченый...у будущего устройства в принципе функция не особо ответсвенная - просто показывать сколько у меня еще в баке бензина.
Что такое супресор?

а хаотичные ресеты и подвисания проца это тоже будет заложено в функции устройства...
супрессор...защитный мощный стабилитрон...СА двуханодный...

Если с точностью до 0,5 литра - то, скорее всего, не получится (да и зачем?). При движении авто уровень бензина в баке непостоянен, также будут меняться и показания уровнемера.
Выход - многократные измерения в течение нескольких секунд (мо-быть - десятков секунд) с последующим усреднением значений.
Что касается требований по питанию, то они не так сташны, как описано выше, но проблемы, все таки, могут быть.
Занимаюсь разработкой автоэлектроники много лет (на уровне "для души"), опыт использования AVR показывает, что желательно развязывать бортовую сеть и питание контроллера LC-фильтром с последующей стабилизацией параметрикой. И кренки 78хх - не лучший вариант. Предпочтительнее что-нить более интересное.

В "Схемотехнике 1-07" - "Датчик уровня топлива на АВР -микроконтроллере"
Принцип основан на измерении емкости датчика , сравниваются частоты двух RC генераторов на 555 таймерах, образцового и измерит.
Достоинство- ни каких движущихся деталей.

muravei, спасибо! Жаль что в сети в свободном доступе только оглавление этого журнала Статью так и не получилось найти.
У вас случаем нет ее?

Есть, но нет сканера.
Схема там простая, можно на пальцах, рисунок конструкции датчика обещан на сайте, но там пока ничего не нашел.

Схемотехника 2007_01

Old1, спасибо огромное, читаю...

Вот так собираюсь сделать питание... Какие будут замечания?

Пожалуй, схема близка к оптимальной.

Валентиныч, ОК! Значит сегодня травлю платку

Еще вопрос по ИОН. Если верхнее плечо делителя питать от VCC и вход AREF АЦП соединить с VCC, то как я понимаю возможные скачки напряжения не будут влиять на результат АЦП?

Не стоит AREF цеплять на VCC, лучше использовать внутренний ИОН. На делитель можно подать VCC через дополнительный R, равный сопротивлению делителя. К этой же точке можно прилепить еще одну емкость - получившаяся RC цепочка не будет лишней в цепи питания делителя.
Кроме того, я бы несколько увеличил номинал R1 в Вашей схеме стабилизации питания (ом до 50-100).

спаял я платку... подключил вместо датчика в баке переменный резистор и покрутил его руками... Вроде АЦП работает-значения на индикаторе меняются (могу наблюдать значения от 0 до 99, потом старшие разряды не влазят). Не понравилось что даже при 8бит АЦП значение мл. разряда скачут +/- 2 единицы. Так и должно быть? (делитель питается от ACC? а опора используется внутренняя).

Валентиныч, резистор поставил 47Е.

Как произвести калибровку? Индикатор же у меня на 2 разряда... Пока только приходит мысль отсылать результат АЦП через УАРТ на компьютер...но как-то неохочется компьютер в гараж тащить Может подскажите другую реализацию? Например при нажатии кнопки записать округленное значение АЦП в епром, а потом считать все эти значение программатором? Можно такое реализовать?

При аккуратно спроектированной схеме и правильно написанной программе, у ATMega8 на столе шум 10-битного АЦП получается заметно меньше единицы младшего разряда.

меня вот такая мысль посетила... Конструктивно датчик уроня топлива есть переменный резистор на оси которого заркеплен рычаг с поплавком. Ход у оськи резистора 0-90 градусов. Бак на 38 литров. Получается что одному литру примерно соответствует 2,4 градуса поворота оси резистора. Вообще реально ли достоверно определить кол-во литров при такой характеристике датчика? Или это пустая трата времени?

Не факт, что характеристика этого потенциометра типа "А". Может быть, и скорее всего, она не линейная. Это связано с нелинейностью электромеханики штатного прибора, отображающего уровень топлива в баке.

Валентиныч, изначально в баке был проволочный резистор наверное с логарифмической характеристикой, но я туда приспособлю обычный переменник, т.к. заводского резистора хватает максимум на пару месяцев...потом он рассыпается, витки сползают и т.п.

Вот в CV хотел сделать округление рез-та АЦП...не получилось
Без округления вроде все адекватно, но скачет мл. разряд. С округлением вообще непонятно что показывает Помогите найти ошибку.

приведу ваш код, немного лучьше форматированный и с моими комментами

ставьте фильтр активный на вход...вытянете все разряды...
вначале сигнал получите чистый...ибо будете писать писать...воевать с мельницами...если все проблемы можно решить одним операционником....возьмите даташит на AD629...там есть фильт на 10 50 100 Гц...пощитанный...вместо этого опера ставить AD820...на вход защитный стабилитрон и RC 100 R 50 pF...от ВЧ помех...вытянешь все 10 разрядов...

и от калибровки не уйти...однозначно...

Вот получение чистого сигнала с потенциометра с помощью активных фильтров и хитрых операционников как раз и является войной с мельницами, а также пальбой из пушки по воробъям. Чтобы получить нормальные отсчеты с потенциометра необходимо и достаточно обеспечить хорошее питание и грамотную разводку:

vooon, за подправленный код спасибо. Как я понял в моем коде ошибок нет? Я вот думаю может действительно нужно делать задержки между чтением АЦП? Пойду курить даташит...

Massi, операционник нежелателен - места для него не хватает...да и на радиорынок ехать не хочется

Сергей Борщ,

Питание пытался сделать по совету Massi. Схемка есть на предыдущей странице. Такого питания будет достаточно? Что вы имеете ввиду под грамотной разводкой?

> Не понравилось что даже при 8бит АЦП значение мл. разряда скачут +/-
> 2 единицы. Так и должно быть?

Ещё одна возможная причина (помимо упомянутого питания): при перемещении движка механического потенциометра из-за дребезга механики вы можете получать случайные, в том числе и краевые, значения АЦП. Наличие программного интегратора в какой-то степени спасает ситуацию, но результат интегрирования и последующего деления однозначно будет искажён этими случайными измерениями, что отразится в гулянии младших разрядов.

Рекомендую циклически пропускать полученные значения через фильтр "минимум/максимум", а уж только затем складывать среднее значение этого фильтра в интегратор. Для начала достаточно буфера на 3 значения и обычной пузырьковой сортировки. Если потенциометр совсем хреновый, то длину буфера можно увеличить.

Данный метод обработки потенциометров был использован в системе "Астролябия", изготовленного под руководством С.Борщ

Обвешал по питанию всё КМками и мл. разряд вроде устаканился



по-моему понял почему у меня округление не работает... В out получается дробное число как из него получить только целую часть?

Так делать категорически нельзя - именно в этом ошибка. Здесь к типу unsigned char приводится только переменная sum, а не sum/10, как может показаться, то есть от накопленной суммы программа оставит младшие 8 байт, и уже их поделит на 10.
Обойдитесь корректно без деления и дробных чисел. Возьмите фильтр по 16 значениям, и вместо деления на 16 примените сдвиг вправо на 4 разряда.

Ну и таймаут между чтениями АЦП сделать обязательно, и анализ считанного значения на диапазон, как советовали выше, просто необходимо.

Demeny, спасибо! сделал как вы посоветовали. Теперь среднее правильно считает. Сейчас разбираюсь как выкинуть из буфера минимальные и максимальные значения...

Из буфера интегратора ничего выкидывать не надо. Фильтр мин/макс организуется дополнительно.

Пример. Конечно коряво, но смысл видно:

Если резистор не трогать, то показания АЦП теперь стоят как вкопаные, но стоит его тронуть и значения начинают скакать думаю из-за дребезга... Может просто поставить RC цепочку секунды на две?
И еще остается открытым вопрос с калибровкой. Как её организовать?

Это можно сделать и программно. Программным аналогом RC-цепочки можно считать усреднение, он же фильтр низкой частоты, он же апериодическое звено первого порядка. Если постоянную времени RC-цепи принять за Т, то для аналогичного программного эффекта вам нужно усреднять все значения измерения на временном интервале примерно 3*T, то есть в вашем случае около 6 с. Чем больше показаний АЦП за этот интервал вы успеете накопить - тем точнее будет измерение.
Чтобы не хранить огромный массив значений, каждый раз не считать сумму всех значений (если, допустим, вы усредняете по 1024 точкам) , ведь разрядности переменной может не хватить, есть простой программный приём. При усреднении по N точкам достаточно хранить только само СРЕДНЕЕ значение, и на каждом цикле съёма данных с АЦП к этому среднему прибавлять разницу нового и среднего, делённую на N.

Если N точек у вас равномерно распределены по временному интервалу 6 секунд, вы получаете классический фильтр с постоянной времени 2 секунды.


Тоже просто. Составляем две таблицы равной длины. В одной храним показания АЦП, в другой "литры". Заполняем таблицу опытным путём - от пустого бака к полному. Дальше всё решает линейная интерполяция. Чем больше точек вы можете себе позволить хранить в программе - тем точнее будет измерение.
Если же вы примените квадратичную интерполяцию - ну тогда вааще...

Прикрутил я к своему "девайсу" кнопочку и теперь если при включении питания удерживать кнопку, то попадаем в режим калибровки в этом режиме заполняется массив в eeprom из N значений, которые соответствуют литрам (от 0 до N-1). Вроде все корректно заполняется.
Только как теперь этот массив использовать? На индикаторе хочу получить целое кол-во литров. Еще нужно предусмотреть какое-то округление до целой части, т.е. если значение АЦП соответсвует 13,6 литрам, то на индикатор выводилось бы 14, а если 13,4 то 13. Поможете?

Собрал я свой измеритель и окончательно убедился, что датчик в виде поплавка с резистором абсолютно не подходит
Наверное нужно сооружать в баке конденсатор и мерять его емкость.

Подскажите наиболее простой вариант реализации.

По какому критерию не подходит? Мож я чего пропустил... Какой в программе период опроса АЦП (время между измерениями)? Какой период вывода инфы на индикатор?



Конкретнее, что значит "скакать"? Вроде бы всё логично, двигаешь резистор, показания индикатора меняются. Что не так?

Рекомендованный программный фильтр "мин/макс" делал?

Вот так провожу измерение



Вот так вывожу:

kalibr хранит значения полученные при калибровке. Не нравится мне конструкция из if, но в силу своей неопытности ничего лучшего не придумал.

Проблема в том, что 1 литр = 2 градуса поворота резистора. Испытание в баке еще не проводил, но что-то кажется что точность будет никакая...
С пузырьковой сортировкой пробывал, но что-то не заработало.

Я задавал вопросы про времена, ты привёл код. Как по этому коду мне получить ответы? Не зная тактовой частоты твоего камня, да и АВР я не знаю, поэтому участок кода работы с АЦП проверить не могу, может знатоки АВР проверят. Так что, мои вопросы остались без ответа.

По проге. На первый взгляд вроде всё правильно. На данном этапе это главное, а красота придёт с опытом. Навскидку, в твоей проге
delay_us(30);
Сделай побольше порядка на 3, не микросекунды, а мили. Тогда и появится нужная плавность в показаниях.

Зачем ты заводишь массивы? В данной проге они не нужны совсем. Достаточно накапливать сумму в одном unsigned int sum с последующим делением, как было в моём примере выше.

Показалось мало 16 раз, ты сделал 256. Пусть так. 16 * 16 = 256. Не нужно 2 цикла. Т.к. ты нигде кроме этой процедуры не используешь промежуточный результат после 16 первых "оборотов", то достаточно одного цикла 256 раз с последующим делением на 256 (сдвиг вправо на 8 разрядов). Смысл не изменится.

А это куда вывод?


>> С пузырьковой сортировкой пробывал, но что-то не заработало.
Не заработало что? Я привёл полностью рабочий код. Надо было просто скопировать его в свою прогу и всё.

А "Схемотехника" чем не угодила? Или надо самостоятельно на грабли наступать?

Vladimir Chekin , спасибо за внимание к теме
Clock frequency : 1,000000 MHz
ADC Clock frequency: 125,000 kHz

Зачем заводил массив не объясню...сам незнаю зачем Обязательно исправлю.


Это вывод на индикатор целого кол-ва литров.
Если значение АЦП лежит в пределах n-0.25литра<n<n+0.25литра , то на индикатор выводится n.

С пузірьковой сортировкой попробую еще.

muravei, наступание на грабли хороший метод обучения

muravei, наступание на грабли хороший метод обучения

Получилась у меня пузырьковая сортировка!


сразу неработало из-за того, что перед началом нового отсчета нужно было обнулить integtator.

Главное, чтобы грабли не были детскими...

muravei, ну так и раздел форума для "детей"

ОФФ: многим обитателям форума мои вопросы могут показаться очень простыми, на которые даже отвечать не хочется Для меня любой ваш ответ - неоценимая помощь в освоении МК!
Когда-то прогуливал лекции по МК, было неинтересно... А теперь сам пытаюсь обучиться, причем не потому, что "надо", а просто для себя...

>> Clock frequency, АDC Clock frequency...
Я оценил юмор Мож заодно пришлёшь мне компилятор и симулятор или макет с эмулятором/дебагером, чтоб я смог откомпилить и прогнать твою прогу, чтоб узнать сколько времени между измерениями и выводом на экран на самом деле?

>> Это вывод на индикатор целого кол-ва литров
Хм, у тебя только 9 градаций? Странно, вроде изначально речь шла о 40-литровом. Чего-то я не пойму тогда изначальной затеи.

Пока нет опыта сделать нормальную процедуру калибровки, можно пойти более долгим, менее универсальным, но более простым путём: сперва сделать вывод на индикатор значения отфильрованного АЦП, т.е. out. Наливать в бак по литру и записывать показания индикатора на бумажку.

Затем в программе объявить массив, инициализированный данными с бумажки: uchar table [40] = {x0, x1,... x39};

В цикле путём сравнения значений таблицы с out находишь номер члена таблицы меньше или больше out, как удобнее, и уже его выводишь на экран.

Кстати, а что за экран? Судя по "плаванию" в элементарном есть подозрение в корректном написании процедуры преобразования целого в ASCI и собственно вывод. Может поэтому показания "скачат"?

9 градаций сделано на время отладки. Потом будет 40.


Алгоритм у меня такой же. Только индикатор у меня на 2 символа и out для калибровки я записываю в епром. Налил литр - нажал кнопку, налил еще - нажал.


Вот как это красиво организовать?



"Экран" от старого системника...на 2 с половиной разряда
Вот так с ним работаю:


Еще раз спасибо за содействие!

не лучьше ли сдалать так:


кстати зачем заводить два массива-знакогенератора?
лучше сделать подключение сегментов одинаково на обоих портах.

>> Вот как это красиво организовать?
Дык написано ж было... "В цикле путём сравнения значений таблицы с out находишь номер члена таблицы меньше или больше out, как удобнее, и уже его выводишь на экран." Или надо код написать? Может стоит хотя б какую-нить книжку по Си почитать, там обычно примеров разных циклов предостаточно. В книгах однозначно основы разжеваны куда более чётко и методично, чем наши несвязные советы.

По процедуре вывода, сорри, был неправ, вроде бы работать должно. Про оптимизацию кода уже подсказали выше.

После увеличения паузы между измерениями и фильтра "мин/макс" изменилось ли что-то? Или всё равно показания скачат?

С показаниями все отлично! Спасибо.

Читаю Шпак Ю.А. Программирование на языке С для AVR и PIC микроконтроллеров.

Наверное ненадолго я перестану вас мучать глупыми вопросами...на выходных доделаю датчик и проведу эксперимент, сниму зависимость литры/ацп...

Кстати никто не подскажет как поведет себя пепроволочный переменный резистор в баке? Бензин резистивный слой не погубит?

Прикрутил я переменник СП-3 Качесто сего резистора неприятно удивило...показывает все что хочет. Все-таки надо датчик какой-то хитрый делать. Либо емкостный, либо кучу герконов с резисторами От поплавка с резистором получается Указатель, а не Измеритель

Недавно видел схему простого емкостного уровнемера - идея датчика следующая - (генератор на 555) задающий конденсатор представлят собой цепочку последовательнго включенных конденсаторов, располагаемых на планке, ну а с другой стороны отводы типа иголочек.
И мне кажется, что опорный генератор (конденсатор) нужен, если его пластина также есть часть сенсора, но в неосушаемой области.
Посмотрите по линкам - может что покажется интересным
http://www.merl.com/projects/iGlassware/
http://www.discovercircuits.com/PDF-FILES/capgage.pdf